18、解:(1)以水平向右为正方向
A下滑至Q:mgh=1/2 mv_0^2 ----------------①
A碰后返回P:mg h/4=1/2 mv_1^2 ----------------②
得:v_1=1/2 v_0 -----------------③
AB完全弹性碰撞:〖mv〗_0=〖m(-v〗_1)+m_B v_2 -----④
1/2 〖mv〗_0^2=1/2 m〖(-v_1)〗^2+1/2 〖m_B v〗_2^2-----⑤
得:-v_1=(m-m_B)/(m+m_B ) v_0 ------⑥
v_2=2m/(m+m_B ) v_0 ------⑦
由③⑥⑦得m_B=3m --------------------------⑧
v_2=1/2 v_0 --------------------------⑨
(2)B从圆弧最低点滑至最高点:1/2 m_B v_2^2=1/2 m_B v_3^2+m_B g2R ------⑩
B在最高点:m_B g=m_B (v_3^2)/R ------------------⑪
由⑨⑩⑪得:v_0=2√5gR ----------------⑫
由①⑫得O点高度为:10R ------------------------⑬
(3)当AB共速,弹簧具有最大弹性势能。
从A在Q至AB共速:〖mv〗_0=(m+m_B 〖)v〗_共 ---------------- ⑭
1/2 〖mv〗_0^2=1/2 (m+m_B ) v_共^2+E_p ----------⑮
得:v_共=1/4 v_0 -------------------------⑯
E_p=7.5mgR -----------------------⑰