七年级培优:数轴上的动点。
一、基础知识点:
1、路程(s)、速度(v)和时间(t)的基本关系:
s=vt (路程=速度×时间)
v=s/t (速度=路程÷时间)
t=s/v (时间=路程÷速度)
相遇公式:a、b二人相距s,如果a、b二人相向而行,a的速度为va,b的速度为vb,经过时间t后相遇,那么t=s/(va+vb)
追及公式:a、b二人相距s,如果a、b二人同向而行(a在b的前面),a的速度为va,b的速度为vb,且va<vb,经过时间t后b追上a,那么t=s/(vb-va)
2、数轴上的公式:
设点a在数轴上表示的数为a,点b在数轴上表示的数为b,ab的中点为m。则:
1、距离公式:ab=|a-b|;
2、中点公式:点m表示的数为:(a+b)/2;
3、移动公式:当点a向右移动m个单位,则a表示的数为:a+m;
当a向左移动m个单位,则a表示的数为a-m.
二、动点问题解题步骤:
1、读懂题意,分清楚动点在不同的时间段处于怎样的状态(时间段、速度);
2、设未知数,列出等式(列方程);
3、解方程;
4、检验:将求解结果与题意对照,把不符合题意的结果舍去,留下正确的答案。
例1】如图1,点a表示的数为-2,点b表示的数为3,点a向右匀速运动,当运动时间为5秒时达到点b,那么a的运动速度为多少(单位/秒)?
提示】ab=|3-(-2)|;v=s/t。
例2】如图2,点a表示的数为-2,点b表示的数为3,点a向右匀速运动,运动速度为2个单位/秒;点b向左匀速运动,速度为1个单位/秒,a、b同时出发,当a、b的距离为1个单位时,时间为多少秒?
解析】设ab=1时,时间为t秒。则:t秒后:
a表示的数为:-2+2t,b表示的数为:3-t,根据距离公式:ab=|(2+2t)-(3-t)|=1,化简得:|3t-5|=1,3t-5=±1,3t=5±1,t=2,或4/3
注】此题亦可用讨论法来解决:(1)当a在b左边时;(2)当a在b右边时。不过解题过程显得较为繁杂,不如用距离公式来得简单,根据结果:
当t=4/3时,a在b左边;当t=2时,a在b的右边。
例3】如图3,点a表示的数为-4,点b在点a的右边,ab中点m表示的数为0.5,点p从a点向右匀速运动,运动速度为1个单位/秒;pa的中点为n,设点p的运动时间为t秒。
1)求点b表示的数;
2)求点n表示的数(用t的代数式表示);
3)当mn=1.5时t为多少秒?
提示】(1)用中点公式可得到点b表示的数;(2)用动点公式得到p表示的数,再用中点公式得到n表示的数;(3)用距离公式得到mn含t的代数式(含绝对值),利用mn=1.5列出含绝对值的方程。
例4】如图,△abc为等边三角形,边长为3。动点p沿路径:a→b→c运动,速度为1个单位/秒;动点q沿路径:
c→a→b运动,速度为1.5个单位/秒。点m为aq的中点,点n为bp的中点,p、q同时开始运动,当其中一点到终点时,另一点也停止运动。
设运动时间为t秒。
1)求点p、q的运动时间;
2)用t表示am和nb的长度。
3)求am与bn的数量关系。(|6nb±4am|=3)
解析】假如△abc是用绳子围成的三角形,现在用剪刀在点c处将绳子剪断,再将绳子拉成一条直线,则点c变成两个点:c1和c2:c1a在ab的左边,c2b在ab的右边,以点a为原点,射线ab为正方向,建立数轴,则点a表示的数为0,c1为-3,b为3,c2为6(如图4)。
1)点p的运动时间为6÷1=6(秒),点q的运动时间为6÷1.5=4(秒),因为当其中一点到终点时,另一点也停止运动,所以p、q的运动时间为4秒;
2)q表示的数:-3+1.5t,p表示的数:
t,点m表示的数:(-3+1.5t)/2,点n表示的数:
(3+t)/2,am=|(3+1.5t)/2|=(3/4)|t-2|;bn=|3-(3+t)/2|=(1/2)|t-3|;
3)(a)当0<t≤2时,am=(3/4)(2-t),或4am=6-3t………
bn=(1/2)(3-t),或2nb=3-t………
3×②-6bn-4am=3;
b)当2<t≤3时,am=(3/4)(t-2),或4am=3t-6………
2bn=3-t………
3×②+6bn+4am=3;
c)当3<t≤4时,am=(3/4)(2-t),或4am=3t-6………
2bn=t-3………
-3×②:4am-6bn=3。
综上所述,am与bn的数量关系为:|6nb±4am|=3。
注】此题亦可用讨论法来解决。
附:数轴上的动点练习题:
练习1】如图e1,点a表示的数为-10,点b表示的数为12,点a向右匀速运动,运动速度为3个单位/秒,当点a达到点b时运动时间为多少秒?
练习2】如图e2,点a在数轴上某处从左向右运动,速度为10个单位/秒,点b表示的数为1,10秒后a、b的距离为2,那么原来点a表示的数为多少?
练习3】如图,点a从一定出发沿数轴向左运动,同时,点b也从原点出发向右运动,3秒后,两点相距15个单位长度。已知点b的速度是点a的4倍(速度单位:单位长度/秒)。
1)求出点a、点b的运动速度,并在数轴上标出a、b两点从原点出发运动3秒时的位置;
2)若a、b两点从(1)中的位置开始,仍以原来的速度同时沿数轴向左运动,几秒时,原点恰好处在点a、点b的正中间?
3)若a、b两点从(1)中的位置开始,仍以原来的速度同时沿数轴向左运动时,另一点c同时从b点位置出发向点a运动,当遇到点a后,立即返回向b点运动,遇到b点后又立即返回向a点运动,如此往返,直到b点追上a点时,c点立即停止运动。若点c的运动速度为20单位长度/秒,那么点c从开始运动到停止运动,行驶的路程是多少个单位长度?
练习4】如图,点b表示的数为4,点a在点b的左边,ab中点m表示的数为-1,点p从a点向右匀速运动,运动速度为1个单位/秒;pa的中点为n,设点p的运动时间为t秒。
1)求点a表示的数;
2)求点n表示的数(用t的代数式表示);
3)当mn=2时t为多少秒?
练习5】如图,已知在数轴上有a、b两点,点a表示的数为8,点b在点a的左边,且ab=12。若有一动点p从数轴上点a出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,动点q从点b出发以每秒2个单位长度的速度沿着数轴向右匀速运动。设点p的运动时间为t秒。
1)当t=1时,写出数轴上点b,p所表示的数;
2)若点p,q分别从a、b两点同时出发,问点p运动多少秒与点q相距3个单位长度?
3)若点m为aq的中点,点n为bp的中点,当点p在a、b两点之间运动时,求线段mn与线段pq的数量关系。
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