题目内容
【题目】数轴是初中数学的一个重要工具,利用数轴可以将数与形完美结合.研究数轴时,我们发现有许多重要的规律:例如,若数轴上点 A , B 表示的数分别为 a , b ,则 A , B 两点之间的距离AB=,线段 AB 的中点M 表示的数为.如图,在数轴上,点A,B,C表示的数分别为-8,2,20.
(1)如果点A和点C都向点B运动,且都用了4秒钟,那么这两点的运动速度分别是点A每秒_______个单位长度、点C每秒______个单位长度;
(2)如果点A以每秒1个单位长度沿数轴的正方向运动,点C以每秒3个单位长度沿数轴的负方向运动,设运动时间为t秒,请问当这两点与点B距离相等的时候,t为何值?
(3)如果点A以每秒1个单位长度沿数轴的正方向运动,点B以每秒3个单位长度沿数轴的正方向运动,且当它们分别到达C点时就停止不动,设运动时间为t秒,线段AB的中点为点P;
① t为何值时PC=12;
② t为何值时PC=4.
【答案】(1)2.5;4.5;(2)t=4或7;(3)①;②20
【解析】
(1)根据数轴上两点之间的距离公式求出AB的长和BC的长,然后根据速度=路程÷时间即可得出结论;
(2)分点A和点C相遇前AB=BC、相遇时AB=BC和相遇后AB=BC三种情况,分别画出对应的图形,然后根据AB=BC列出方程求出t的即可;
(3)①分点B到达点C之前和点B到达点C之后且点A到点C之前两种情况,分别画出对应的图形,利用中点公式、两点之间的距离公式和PC=12列方程即可求出t的值;
②分点B到达点C之前和点B到达点C之后且点A到点C之前两种情况,分别画出对应的图形,利用中点公式、两点之间的距离公式和PC=12列方程即可求出t的值;
解:(1)∵点A,B,C表示的数分别为-8,2,20.
∴AB=2-(-8)=10,BC=20-2=18
∵点A和点C都向点B运动,且都用了4秒钟,
∴点A的速度为每秒:AB÷4=个单位长度,点C的速度为每秒:BC÷4=个单位长度,
故答案为:;.
(2)AC=20-(-8)=28
∴点A和点C相遇时间为AC÷(1+3)=7s
当点A和点C相遇前,AB=BC时,此时0<t<7,如下图所示
此时点A运动的路程为1×t=t,点C运动的路程为3×t=3t
∴此时AB=10-t,BC=18-3t
∵AB=BC
∴10-t=18-3t
解得:t=4;
当点A和点C相遇时,此时t=7,如下图所示
此时点A和点C重合
∴AB=BC
即t=7;
当点A和点C相遇后,此时t>7,如下图所示
由点C的速度大于点A的速度
∴此时BC>AB
故此时不存在t,使AB=BC.
综上所述:当A、C两点与点B距离相等的时候,t=4或7.
(3)点B到达点C的时间为:BC÷3=6s,点A到达点C的时间为:AC÷1=28s
①当点B到达点C之前,即0<t<6时,如下图所示
此时点A所表示的数为-8+t,点B所表示的数为2+3t
∴线段AB的中点P表示的数为
∴PC=20-(2t-3)=12
解得:t=;
当点B到达点C之后且点A到点C之前,即6≤t<28时,如下图所示
此时点A所表示的数为-8+t,点B所表示的数为20
∴线段AB的中点P表示的数为
∴PC=20-()=12
解得:t=4,不符合前提条件,故舍去.
综上所述:t=时,PC=12;
②当点B到达点C之前,即0<t<6时,如下图所示
此时点A所表示的数为-8+t,点B所表示的数为2+3t
∴线段AB的中点P表示的数为
∴PC=20-(2t-3)=4
解得:t=,不符合前提条件,故舍去;
当点B到达点C之后且点A到点C之前,即6≤t<28时,如下图所示
此时点A所表示的数为-8+t,点B所表示的数为20
∴线段AB的中点P表示的数为
∴PC=20-()=4
解得:t=20.
综上所述:当t=20时,PC=4.