2023年《三体》电视剧异常火爆,点燃了人类探索未知世界的热情。假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员,你驾驶宇宙飞船对火星进行探测,为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置,该实验装置由光滑倾斜轨道AB、水平轨道BC和光滑圆形轨道CDE组成,轨道间平滑连接(小球经过连接点时速度大小不变),随后登陆火星后做了该实验,在轨道AB距水平轨道BC高为h=3R处无初速释放一个质量为m的小球,小球从C点向右进入半径为R的光滑圆形轨道,小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为v
0.假设火星为均质球体,火星的半径为r。求:
(1)火星表面的重力加速度g;
(2)火星的第一宇宙速度v;
(3)小球从A点到E点的过程中,因摩擦产生的热量Q。