题目内容

【题目】(背景知识)

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.研究数轴我们发现有许多重要的规律:

例如,若数轴上点、点表示的数分别为、,则、两点之间的距离,线段的中点表示的数为.

(问题情境)

在数轴上,点表示的数为-20,点表示的数为10,动点从点出发沿数轴正方向运动,同时,动点也从点出发沿数轴负方向运动,已知运动到4秒钟时,、两点相遇,且动点、运动的速度之比是(速度单位:单位长度/秒).

备用图

(综合运用)

(1)点的运动速度为______单位长度/秒,点的运动速度为______单位长度/秒;

(2)当时,求运动时间;

(3)若点、在相遇后继续以原来的速度在数轴上运动,但运动的方向不限,我们发现:随着动点、的运动,线段的中点也随着运动.问点能否与原点重合?若能,求出从、相遇起经过的运动时间,并直接写出点的运动方向和运动速度;若不能,请说明理由.

【答案】(1)动点P运动的速度为4.5单位长度/秒,动点Q运动的速度为3单位长度/秒;(2)运动时间为或秒;(3)点M能与原点重合,它沿数轴正方向运动,运动速度为或沿数轴正方向运动,运动速度为,理由见解析

【解析】

(1)设动点P运动的速度分别为3x单位长度/秒,Q运动的速度分别为2x单位长度/秒.根据“运动到4秒钟时,P、Q两点相遇”列方程,求解即可;

(2)设运动时间为t秒.点P表示的数为-20+4.5t,点Q表示的数为10-3t,根据“PQ=AB”,列方程,求解即可;

(3)先求出P、Q相遇点表示的数,设从P、Q相遇起经过的运动时间为t秒时,PQ的中点M与原点重合,求出P、Q此时表示的数.然后分四种情况列方程,求解即可.

(1)设动点P运动的速度分别为3x单位长度/秒,Q运动的速度分别为2x单位长度/秒.根据题意得:

4×3x+4×2x=30,(或-20+4×3x=10-4×2x)

解得:x=1.5.

3x=4.5(单位长度/秒),2x=3(单位长度/秒).

答:动点P运动的速度为4.5单位长度/秒,动点Q运动的速度为3单位长度/秒.

(2)设运动时间为t秒.

由题意知:点P表示的数为-20+4.5t,点Q表示的数为10-3t,根据题意得:

|(-20+4.5t)-(10-3t)|=×|(-20)-10|

整理得:|7.5t-30|=10

7.5t-30=10或7.5t-30=-10

解得:t=或t=.

答:运动时间为或秒.

(3)P、Q相遇点表示的数为-20+4×4.5=-2(注:当P、Q两点重合时,线段PQ的中点M也与P、Q两点重合)

设从P、Q相遇起经过的运动时间为t秒时,点M与原点重合.

①点P、Q均沿数轴正方向运动,则:

解得:t=.

此时点M能与原点重合,它沿数轴正方向运动,运动速度为2÷(单位长度/秒);

②点P沿数轴正方向运动,点Q沿数轴负方向运动,则:

解得:t=.

此时点M能与原点重合,它沿数轴正方向运动,运动速度为2÷=(单位长度/秒);

③点P沿数轴负方向运动,点Q沿数轴正方向运动,则:

解得:t=-(舍去).

此时点M不能与原点重合;

④点P沿数轴负方向运动,点Q沿数轴负方向运动,则:

解得:t=-(舍去).

此时点M不能与原点重合.

综上所述:点M能与原点重合,它沿数轴正方向运动,运动速度为或沿数轴正方向运动,运动速度为.

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