如图所示,水平轨道
长为
, 其
端有一被锁定的轻质弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,圆心在
半径为
的光滑圆形轨道
与
相切于
点,并且和圆心在
半径为
的光滑细圆管轨道
平滑对接,
、
、
三点在同一条直线上,光滑细圆管轨道
右侧有一半径为
, 圆心在
点的
圆弧挡板
竖直放置,并且与地面相切于
点
质量为
的小球
可视为质点
从轨道上的
点由静止滑下,刚好能运动到
点,触发弹簧,弹簧立即解除锁定,小滑块被弹回,小球在到达
点之前已经脱离弹簧,并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点
计算时圆管直径可不计,重力加速度为
。求: