题目内容

【题目】如图,半径为1的小圆与半径为2的大圆,有一个公共点与数轴上的原点重合,两圆在数轴上做无滑动的滚动,小圆的运动速度为每秒π个单位,大圆的运动速度为每秒2π个单位,(1)若小圆不动,大圆沿数轴来回滚动,规定大圆向右滚动的时间记为正数,向左滚动时间即为负数,依次滚动的情况录如下(单位:秒):﹣1,+2,﹣4,﹣2,+3,+6

(1)第    次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离最远;

(2)当大圆结束运动时,大圆运动的路程共有多少?此时两圆与数轴重合的点之间的距离是多少?(结果保留π)

(3)若两圆同时在数轴上各自沿着某一方向连续滚动,滚动一段时间后两圆与数轴重合的点之间相距9π,求此时两圆与数轴重合的点所表示的数.

【答案】(1)4;(2)总路程为:36π,两圆与数轴重合的点之间的距离为:8π;(3)小圆与数轴重合的点所表示的数为9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为18π,或小圆与数轴重合的点所表示的数为-9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-18π,或小圆与数轴重合的点所表示的数为-3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为6π,小圆与数轴重合的点所表示的数为3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-6π

【解析】

(1)根据题意,分别求出每次滚动后大圆与数轴的公共点到原点的距离,即可得出结论;

(2)根据题意,计算出每次运动的路程,然后求和即可求出大圆运动的总路程,然后求出运动6次后,大圆与数轴的公共点到原点的距离即可;

(3)根据大圆和小圆的运动方向,分类讨论,分别求出对应的运动时间,从而求出两圆与数轴重合的点所表示的数.

解:(1) 第1次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π|=2π

第2次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π+2×2π|=2π

第3次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π|=6π

第4次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π|=10π

第5次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π+3×2π|=4π

第6次滚动后,大圆与数轴的公共点到原点的距离:|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π+3×2π+6×2π|=8π

∵10π>8π>6π>4π>2π=2π

所以第4次滚动后大圆与数轴的公共点到原点的距离最远.

故答案为4;

(2)总路程为:|﹣1×2π|+|+2×2π|+|﹣4×2π|+|﹣2×2π|+|+3×2π|+|+6×2π|=36π

此时两圆与数轴重合的点之间的距离为:|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π+3×2π+6×2π|=8π

答:当大圆结束运动时,大圆运动的路程为36π;此时两圆与数轴重合的点之间的距离为8π.

(3)当它们同向运动时,运动时间为:秒,

若同时向右运动,小圆与数轴重合的点所表示的数为9×π=9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为9×2π=18π,

若同时向左运动,小圆与数轴重合的点所表示的数为-9×π=-9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-9×2π=-18π,

当它们反向运动时,运动时间为:秒,

若小圆向左、大圆向右运动时,小圆与数轴重合的点所表示的数为-3×π=-3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为3×2π=6π,

若小圆向右、大圆向左运动时,小圆与数轴重合的点所表示的数为3×π=3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-3×2π=-6π

综上所述:小圆与数轴重合的点所表示的数为9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为18π,或小圆与数轴重合的点所表示的数为-9π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-18π,或小圆与数轴重合的点所表示的数为-3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为6π,小圆与数轴重合的点所表示的数为3π,大圆与数轴重合的点所表示的数为-6π.

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