下图为某同学设计的弹射装置。光滑竖直细管
段高
;四分之一光滑圆弧弯管
的半径
;
光滑竖直圆弧轨道的半径也为
, 其对应的圆心角
;
点在圆弧轨道
圆心
的正下方,并与水平地面上长
的粗糙平直轨道
平滑连接;
处于方向水平向右、电场强度
的匀强电场中。现在
管中有一质量
, 带电量
的小物块,压缩弹簧后被锁扣
锁在
点。打开锁扣
, 小物块被弹出后,从管口
水平飞出,并恰好从
点沿切线方向进入
轨道。已知小物块到达管口
时对管壁的作用力恰好为零。设小物块在运动过程中带电量始终保持不变,空气阻力忽略不计,
取
。试求: