(1) 在$\triangle AOC$中,$OA=OC=4$(半径相等),所以$\triangle AOC$是等腰三角形。
已知$\angle OAC=60^\circ,$根据等腰三角形两底角相等及三角形内角和为$180^\circ,$
$$可得$\angle AOC=180^\circ - 2\times60^\circ=60^\circ。$
(2) 因为$CP$与$\odot O$相切,所以$OC\perp CP,$即$\angle OCP=90^\circ。$由
(1)知$\angle AOC=60^\circ,$则$\angle POC=180^\circ - 60^\circ=120^\circ$(平角定义)。
在$Rt\triangle OCP$中,$\cos\angle POC=\frac{OC}{PO},$即$\cos120^\circ=\frac{4}{PO}。$
$$因为$\cos120^\circ=-\frac{1}{2},$所以$-\frac{1}{2}=\frac{4}{PO},$
$$解得$PO=-8$(长度不能为负,取绝对值),故$PO=8。$
(3) 已知$\triangle CAO$的面积,$OA=OC=4,$$\angle AOC=60^\circ,$
$$其面积$S_{\triangle CAO}=\frac{1}{2}\times OA\times OC\times\sin\angle AOC$
$=\frac{1}{2}\times4\times4\times\sin60^\circ=4\sqrt{3}。$
对于$\triangle MAO,$$OA=OM=4$(半径),设$\angle AOM=\theta,$
$$则其面积$S_{\triangle MAO}=\frac{1}{2}\times OA\times OM\times\sin\theta=8\sin\theta。$
$$令$8\sin\theta=4\sqrt{3},$得$\sin\theta=\frac{\sqrt{3}}{2},$
$$所以$\theta=60^\circ$或$120^\circ$或$240^\circ$或$300^\circ$(因为动点$M$在圆上运
动一周,需考虑所有可能角度)。
因为圆的半径为$4,$弧长公式为$l=\frac{n\pi r}{180^\circ}$($n$为圆心角度数)。
当$\theta=60^\circ$时,弧长$l_1=\frac{60^\circ\pi\times4}{180^\circ}=\frac{4\pi}{3};$
当$\theta=120^\circ$时,弧长$l_2=\frac{120^\circ\pi\times4}{180^\circ}=\frac{8\pi}{3};$
当$\theta=240^\circ$时,弧长$l_3=\frac{240^\circ\pi\times4}{180^\circ}=\frac{16\pi}{3};$
当$\theta=300^\circ$时,弧长$l_4=\frac{300^\circ\pi\times4}{180^\circ}=\frac{20\pi}{3}。$
综上,动点$M$所经过的弧长为$\frac{4\pi}{3},$$\frac{8\pi}{3},$$\frac{16\pi}{3},$
$$$\frac{20\pi}{3}。$