16、（15分）如图所示，质量M=4kg的足够长圆管静止放在光滑水平面上，圆管外表面光滑内表面粗糙，有一质量m=1kg的小球以水平向右的初速度υ₀=20m/s射入管内，小球直径略小于圆管内径，该区域除重力场之外还存在着一个力场，该力场只对小球施加竖直向上的作用力，作用力的大小跟小球的速率成正比，即F=kv，k=1Ns/m。该力场对圆管没有作用力，重力加速度g=10m/s²，求：