【分析】
(1)要解决重叠面积最大的问题,首先观察图形特征:圆直径为8cm,正方形边长为8cm,圆紧贴直线m平移。当圆平移至一半进入正方形内部时,重叠部分为完整的半圆,此时重叠面积最大,只需计算该半圆的面积即可。
(2)要计算重叠的持续时间,需先确定圆从刚开始接触正方形到完全离开正方形的总移动路程:刚开始重叠时圆的右边缘与正方形左边缘重合,完全结束重叠时圆的左边缘与正方形右边缘重合,总路程等于圆的直径加正方形的边长,再根据“时间=路程÷速度”即可求出持续时间。
【解析】
(1)先求圆的半径:$ 8÷2=4(\mathrm{cm}) $
重叠面积最大时为半圆,半圆面积是圆面积的一半,代入圆面积公式$ S=π r^2 $可得:
$ 3.14×4^2÷2 = 3.14×16÷2 = 25.12(\mathrm{cm}^2) $
此时重叠部分为直径8cm的半圆,是最大的重叠面积。
(2)先算圆从开始重叠到结束重叠的总移动路程:总路程=圆的直径+正方形的边长,即$ 8+8=16(\mathrm{cm}) $
已知平移速度为每秒2cm,根据时间=路程÷速度,可得持续时间:$ 16÷2=8(\mathrm{s}) $
【答案】
(1) $8÷2=4$(cm) $3.14×4^2÷2=25.12(cm^2)$
答:圆O与正方形重叠部分的面积最大是$25.12\ cm^2$。
解析:当圆O平移至如图所示的位置时,圆O与正方形重叠部分的面积最大,此时重叠部分为直径是8 cm的半圆。

(2) $8+8=16$(cm) $16÷2=8$(s)
答:圆O与正方形有重叠部分的时间持续了8 s。
解析:圆O与正方形从开始重叠到结束重叠的过程如图所示。

【知识点】
半圆面积计算、平移的特征、行程问题公式
【点评】
本题结合了图形平移、几何面积计算和行程问题的知识点,需要先想象平移过程中重叠部分的变化,找到临界状态再进行计算,能有效提升空间想象能力和知识综合运用能力。
【难度系数】
0.7