滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”,滑板运动员可以在不同的轨道上滑行。如图所示,轨道位于竖直平面内,其中BC和DE为半径
和
的两段圆弧轨道,BC的圆心为O点,圆心角
, DE的圆心为
点,D点在
点正下方,CD为水平轨道,C、D处与圆弧轨道平滑连接;滑板a和b的质量均为
, 运动员的质量
。某时刻,运动员踩在滑板a上,先从轨道上的A点以
的速度水平滑出,在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,滑上CD轨道后,运动员从滑板a跳到静止放置在水平轨道上的滑板b上,并一起向前继续滑动,跳后滑板a则以
的速度返回,然后撤掉。运动员和滑板b经CD轨道后冲上DE轨道。滑板和运动员均可视为质点,运动员调整过程中无机械能增加,不计一切阻力,重力加速度取
, 求: