题目内容

如图,矩形EFGH的边EF=6cm,EH=3cm,在平行四边形ABCD中,BC=10cm,AB=5cm,sin∠ABC=,点E、F、B、C在同一直线上,且FB=1cm,矩形从F点开始以1cm/s的速度沿直线FC向右运动,当边GF所在直线到达D点时即停止。

(1)在矩形运动过程中,何时矩形的一边恰好通过平行四边形ABCD的边AB或CD的中点?

(2)若矩形运动的同时,点Q从点C出发沿C-D-A-B的路线,以cm/s的速度运动,矩形停止时点Q也即停止运动,则点Q在矩形一边上运动的时间为多少s?

(3)在矩形运动过程中,当矩形与平行四边形重叠部分为五边形时,求出重叠部分面积S()与运动时间t(s)之间的函数关系式,并写出时间t的范围。是否存在某一时刻,使得重叠部分的面积S=16.5?若存在,求出时间t,若不存在,说明理由。

解:(1)作AM⊥BC,∵AB=5,sin∠ABC=.∴BM=4,AM=3.

①当GF边通过AB边的中点N时,有,∴

②当EH边通过AB边的中点N时,有,

∴

③当GF边通过CD边的中点K时,有CF=2,

∴

综上,当t等于3 s或9 s或13 S时,

矩形的一边恰好通过平行四边形的边AB或CD的中点. 

(2)点Q从点C运动到点D所需的时间为:5÷=10(s).此时,DG=1+14―10=5.

点Q从D点运动开始到与矩形相遇所需的时间为:.

∴矩形从与点Q相遇到运动停止所需的时间为:。

从相遇到停止点Q运动的路程为:.

即点Q从相遇到停止一直在矩形的边GH上运动.

∴点Q在矩形的一边上运动的时间为: s. 

(3)设当矩形运动到t(s)(7<t<11)时与矩形的重叠部分为五边形,

则BE=t一7,AH=4一(t一7)=11一t.

在矩形EFGH中,有AH∥BE,∴△AHP∽△BEP,,

∴

由对称性知当11<t<15时重叠部分仍为五边形.综上S与t的函数关系式为:

把S=16.5代入得:.

即当t等于9 s或13 s时重叠部分的面积为16.5 cm2.

            

 

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