如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为
m的物块
B,
B的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,
B平衡时,弹簧的压缩量为
x0,
O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为
m的物块
A,距物块
B为3
x0,现让
A从静止开始沿斜面下滑,
A与
B相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到
O点(
A、
B均视为质点),重力加速度为
g。求:

(1)
A、
B相碰后瞬间的共同速度的大小;
(2)
A、
B相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径
R=
x0的半圆轨道
PQ,圆弧轨道与斜面相切
于最高点
P,现让物块
A以初速度
v从
P点沿斜面下滑,与
B碰后返回到
P点还具有向上的速度,则
v至少为多大时物块
A能沿圆弧轨道运动到
Q点。(计算结果可用根式表示)