（10分）某研究性学习小组，为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，进行了模拟实验研究。图12为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝电阻较大；一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有风时金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图13中虚线所示）.细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。

(1)已知电源的电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=______________________。

(2)研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关，于是他们进行了如下的实验：

实验一：使用同一球，改变风速，记录了在不同风速下电压表的示数。

表一  球半径r＝0.50cm

由表一数据可知：在球半径一定的情况下，风力大小与风速的关系是_______________________。

实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了在球半径不同情况下电压表的示数。

表二  风速v＝10 m/s

由表二数据可知：在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系是_______________________。（球体积公式）

(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为_________________________。

(15分) 如图所示是放置在竖直平面内游戏滑轨的装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为和的弧形轨道，倾斜直轨CD长为且表面粗糙，动摩擦因数为其他三部分表面光滑，AB、CD与两圆形轨道相切．现有甲、乙两个质量为的小球穿在滑轨上，甲球静止在B点,乙球从AB的中点E处以的初速度水平向左运动,两球在整个过程中的碰撞均无能量损失．即甲乙两球每次发生碰撞后，甲、乙两球的速度都发生交换。已知 (取求：

(1)甲球第一次通过⊙的最低点F处时对轨道的压力；

(2)小球每一次通过CD的过程中，克服摩擦力做的功；

(3) 在整个运动过程中，两球相撞次数；

(4) 两球分别通过CD段的总路程。