28.某種型號的筆由彈簧、內芯和外殼三部分構成。小明同學在探究這種筆的彈跳問題時,發(fā)現(xiàn)筆的彈跳過程可簡化為三個階段:①把筆豎直倒立于水平硬桌面上,下壓外殼使其下端接觸桌面(如圖1所示);②把筆由靜止釋放,外殼豎直上升,速度達到v
0時,與靜止的內芯碰撞,碰撞過程時間極短,碰后瞬間,內芯與外殼具有豎直向上的共同速度v(如圖2所示);③然后,內芯與外殼以相同速度一起向上運動(如圖3所示)。已知筆的外殼和內芯質量分別為m
1和m
2。不計彈簧質量和空氣阻力,重力加速度為g。
(1)求外殼與內芯碰撞后一起上升的最大高度h;
(2)求外殼與內芯組成的系統(tǒng)在碰撞過程中損失的動能E
k損;
(3)若將內芯與外殼間的撞擊力等效為恒力,且可認為此恒力遠大于筆所受的重力,請證明:m
1v
0=(m
1+m
2)v。