【分析】
(1) 求解FG的长度时,首先明确直角三角形的外接圆直径为斜边,故BE是⊙O的直径。要求弦长FG,可利用垂径定理,过圆心作FG的垂线构造直角三角形:先借助矩形性质和三角形中位线定理求出圆心到FG的距离OM,再计算⊙O的半径,最后用勾股定理求出半弦长,即可得到FG的总长度。
(2) 探索⊙O与AD的位置关系,临界状态为二者相切,此时圆心到AD的距离等于半径。同理作辅助线,结合勾股定理列方程求出相切时CE的长度m,再根据圆心到直线的距离与半径的大小关系,分类讨论不同位置关系对应的m的取值范围即可。
【解析】
(1) 如图①,过点O作OM⊥FG,垂足为M,延长MO交BC于点N,连接OG。
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=∠D=90°。
∵△BCE是直角三角形,∠C=90°,
∴BE是⊙O的直径。
∵∠C=∠D=∠DMN=90°,
∴四边形MNCD是矩形,
∴MN⊥BC,MN=CD=AB=4,
∴N为BC中点,即BN=CN。
又
∵OB=OE,
∴ON是△BCE的中位线,
∴$ON=\frac{1}{2}CE=\frac{1}{2}×2=1$,
∴OM=MN-ON=4−1=3。
在Rt△BCE中,$BE=\sqrt{BC^2+CE^2}=\sqrt{6^2+2^2}=2\sqrt{10}$,
∴⊙O的半径$OG=\frac{1}{2}BE=\sqrt{10}$。
在Rt△OMG中,$MG=\sqrt{OG^2-OM^2}=\sqrt{(\sqrt{10})^2-3^2}=1$,
由垂径定理得FG=2MG=2。
(2) 如图②,当⊙O与AD相切于点M时,连接OM并反向延长交BC于点N。
由(1)的结论易得:$ON=\frac{1}{2}CE=\frac{1}{2}m$,⊙O的半径$OB=OM=MN-ON=4-\frac{1}{2}m$,$BN=\frac{1}{2}BC=3$。
在Rt△BON中,由勾股定理得$ON^2+BN^2=OB^2$,即$(\frac{1}{2}m)^2+3^2=(4-\frac{1}{2}m)^2$,
展开化简得:$\frac{1}{4}m^2+9=16-4m+\frac{1}{4}m^2$,解得$m=\frac{7}{4}$。
结合E不与C、D重合,CE的范围是0<m<4,可得:
当$0<m<\frac{7}{4}$时,圆心到AD的距离大于半径,⊙O与AD相离;
当$m=\frac{7}{4}$时,圆心到AD的距离等于半径,⊙O与AD相切;
当$\frac{7}{4}<m<4$时,圆心到AD的距离小于半径,⊙O与AD相交。
【答案】
(1) $FG=2$;
(2) 当$0<m<\frac{7}{4}$时,⊙O与AD相离;当$m=\frac{7}{4}$时,⊙O与AD相切;当$\frac{7}{4}<m<4$时,⊙O与AD相交。

【知识点】
垂径定理;直线与圆的位置关系;勾股定理
【点评】
本题综合考查了矩形的性质、圆的相关性质及直线与圆位置关系的判定,解题的关键是合理作出垂线段辅助线,结合垂径定理和勾股定理建立等量关系,同时要注意临界情况的分析和分类讨论思想的应用。
【难度系数】
0.6