問題詳情:
以座標原點為圓心,1為半徑的圓分別交x,y軸的正半軸於點A,B.;如圖,動點P從點A處出發,沿x軸向右勻速運動,與此同時,動點Q從點B處出發,沿圓周按順時針方向勻速運動.若點Q的運動速度比點P的運動速度慢,經過1秒後點P運動到點(2,0),此時Q走過的路程弧的長為;
(1)求此時點Q的座標;
(2)此時PQ是否與⊙O相切?請説明理由.
(3)若點Q按照原來的方向和速度繼續運動,點P停留在點(2,0)處不動,求點Q再經過5秒後直線PQ被⊙O截得的弦長.
【回答】
【考點】圓的綜合題.
【分析】(1)先求出∠BOQ,再用含30°角的直角三角形的*質求出OC,CQ即可;
(2)用三角函數先求出∠OPQ,再求出∠OQP的度數即可得出結論;
(3)先求出Q點的運動速度,利用垂徑定理,勾股定理可以解決.
【解答】解:(1)如圖1,過點Q作QC⊥OA,設∠BOQ=n,
∵Q走過的路程弧的長為,
∴=,
∴n=30°,
∴∠BOQ=30°,
在Rt△OCQ中,∠COQ=90°﹣30°=60°,OQ=1,
∴OC=,CQ=,
∴Q(,);
(2)如圖1,∵P(2,0),
∴OP=2,
∴CP=OP﹣OC=,
在Rt△COP中,tan∠OPQ==,
∴鋭角∠CPQ=30°,
∴∠OPQ+∠POQ=90°,
∴∠OQP=90°,
∴OQ⊥PQ,
∵點Q在⊙O上,
∴PQ與⊙O相切;
(3)由(1)可知點Q運動1秒時經過的弧長所對的圓心角為30°,
若Q按照原來的方向和速度繼續運動,那麼再過5秒,則點Q再繞點O順時針旋轉150°,
即:Q點落在⊙O與y軸負半軸的交點處(如圖2)
.設直線PQ與⊙O的另外一個交點為D,
過O作OC⊥QD於點C,則C為QD的中點.
∵∠QOP=90°,OQ=1,OP=2,
∴QP=,
∵OQ•OP=QP•OC,
∴OC==,
∵OC⊥QD,OQ=1,
∴QC=,
∴QD=.
【點評】此題是圓的綜合題,主要考查了弧長公式,切線的判定,垂徑定理,勾股定理,鋭角三角函數,解本題的關鍵是判斷出點PQ是⊙O的切線和點Q再過5秒時的位置,是一道涉及知識點比較多的中考常考題.
知識點:點和圓、直線和圓的位置關係
題型:解答題