答：设圆弧轨道半径为R,小球质量为m,设小球速度为Vc时,刚好能沿圆弧轨道到达最高点,然后返回．则小球在最高点时与小车有相同速度,设为V1．由却是守恒定律得mVc=(M+m)V1由机械能守恒定律得(1/2)mV²c=(M+m)V1²+mgR．解方程级可求出Vc．
　　若小球进入小车上圆弧轨道时速度小于Vc,则小球不会离开小车,在轨道上某一高度就会返回．
　　若小球进入小车上圆弧轨道时速度大于Vc,则小球会离开小车,在空中运动．但是离开小车时,小球速度的水平分量与小车速度相等,以小车为参考系,小球做竖直上抛运动．由此可以知道,小球仍然从离开小车的地方,进入小车上的圆弧轨道,沿原路返回．
小球到达四分之一圆弧轨道最高点时速度沿轨道切线方向,以小车为参考系,小球速度竖直向上相对小车没有水平分速度.