Z2までぎりぎり届くようなu0を与えた時に、z=Z1からZ2の間のz=Z3で円錐をz軸に対して垂直な平面で
きったとすると、球は円錐から飛び出すはずだけど、その時は上向きにも運動しているはずだから
そこではθ=0ではないはず。
Z3をZ2だと考えればθ=0というのはおかしいと思うよ。