【分析】
(1) 利用平方和算术平方根的非负性,两个非负数相加和为0时每个非负数均为0,据此列方程求解m、n的值,即可得到A、C两点坐标;
(2) 点P沿射线BO运动,需分三种情况讨论:点P在线段OB上、点P与原点O重合、点P在射线OC上,分别计算不同情况下OP的长度,结合三角形面积公式即可得到S关于t的函数表达式,注意标注t的取值范围;
(3) △PAC为等腰三角形时,需分三种情况讨论:以A为顶角顶点、以C为顶角顶点、以P为顶角顶点,结合等腰三角形性质和勾股定理求出P点坐标,再根据P的运动速度计算对应t值,注意舍去不符合“P在线段BO上”的结果。
【解析】
(1) 解:
∵ $(n-3)^2≥0$,$\sqrt{3m-12}≥0$,且$(n-3)^2 + \sqrt{3m -12}=0$
∴ $n-3=0$,$3m-12=0$
解得$n=3$,$m=4$
∴ 点A的坐标是$(0,4)$,点C的坐标是$(3,0)$
(2) 解:由$B(-5,0)$得$OB=5$,点P运动速度为2单位/秒,运动t秒时$BP=2t$。
① 当$0≤ t<\frac{5}{2}$时,点P在线段OB上,

,此时$OP=5-2t$,OA=4为△POA的高
∴ $S=\frac{1}{2}× OP× AO=\frac{1}{2}×(5-2t)×4=10-4t$
② 当$t=\frac{5}{2}$时,点P和点O重合,此时△APO不存在,$S=0$
③ 当$t>\frac{5}{2}$时,点P在射线OC上,

,此时$OP=2t-5$
∴ $S=\frac{1}{2}× OP× AO=\frac{1}{2}×(2t-5)×4=4t-10$
综上,S关于t的函数表达式为$S=\begin{cases} 10-4t(0≤ t<\dfrac{5}{2}),\\ 0(t=\dfrac{5}{2}),\\ 4t-10(t>\dfrac{5}{2}) \end{cases}$
(3) 解:存在,分三种情况讨论:
① 当∠PAC为顶角,即$AP=AC$时:
∵ $AO⊥BC$,由等腰三角形三线合一可知AO为△PAC的中垂线
∴ $PO=CO=3$,P在线段BO上,故P坐标为$(-3,0)$
此时$BP=|-3-(-5)|=2$,$t=\frac{BP}{2}=1$
② 当∠ACP为顶角,即$AC=CP$时:
由勾股定理得$AC=\sqrt{OC^2+OA^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$,故$CP=5$
P在线段BO上,故$PO=CP-OC=5-3=2$,P坐标为$(-2,0)$
此时$BP=|-2-(-5)|=3$,$t=\frac{3}{2}=1.5$
③ 当∠APC为顶角,即$AP=PC$时:
设$PA=PC=x$,则$PO=x-3$
在Rt△PAO中,由勾股定理得$x^2=(x-3)^2+4^2$
解得$x=\frac{25}{6}$,故$PO=\frac{25}{6}-3=\frac{7}{6}$,P坐标为$(-\frac{7}{6},0)$
此时$BP=|-\frac{7}{6}-(-5)|=\frac{23}{6}$,$t=\frac{\frac{23}{6}}{2}=\frac{23}{12}$
综上,满足条件的点P坐标为$(-3,0)$、$(-2,0)$、$(-\frac{7}{6},0)$,对应t值分别为1、1.5、$\frac{23}{12}$。
【答案】
18. (1) $\because (n-3)^2+\sqrt{3m-12}=0$,$\therefore n-3=0$,$3m-12=0$,$n=3$,$m=4$,$\therefore$ 点$A$的坐标是$(0,4)$,点$C$的坐标是$(3,0)$
(2) $\because$ 点$B$的坐标是$(-5,0)$,$\therefore OB=5$.① 当$0≤ t<\frac{5}{2}$时,点$P$在线段$OB$上,

,$\because OP=5-2t$,$OA=4$,$\therefore △ POA$的面积$S=\frac{1}{2}× OP× AO=\frac{1}{2}×(5-2t)×4=10-4t$;② 当$t=\frac{5}{2}$时,点$P$和点$O$重合,此时$△ APO$不存在,即$S=0$;③ 当$t>\frac{5}{2}$时,点$P$在射线$OC$上,

,$\because OP=2t-5$,$OA=4$,$\therefore △ POA$的面积$S=\frac{1}{2}× OP× AO=\frac{1}{2}×(2t-5)×4=4t-10$.综上,$S=\begin{cases} 10-4t(0≤ t<\dfrac{5}{2}),\\ 0(t=\dfrac{5}{2}),\\ 4t-10(t>\dfrac{5}{2}) \end{cases}$
(3) 分三种情况:① $∠ PAC$为顶角时,即$AP=AC$,$\therefore AO$为$△ PAC$中垂线,$\therefore PO=CO=3$,$\therefore$ 点$P$的坐标为$(-3,0)$,$\therefore t=\frac{BP}{2}=1$;② $∠ ACP$为顶角时,$AC=CP$,根据勾股定理,得$AC=\sqrt{OC^2+OA^2}=5$,$\therefore PO=2$或$8$(舍弃),$\therefore$ 点$P$的坐标为$(-2,0)$,$\therefore t=\frac{BP}{2}=1.5$;③ $∠ APC$为顶角时,$AP=PC$,设$PA=x$,根据勾股定理,在$\mathrm{Rt}△ PAO$中,$x^2=(x-3)^2+4^2$,解得$x=\frac{25}{6}$,$\therefore PO=\frac{25}{6}-3=\frac{7}{6}$,$\therefore$ 点$P$的坐标为$(-\frac{7}{6},0)$,$\therefore t=\frac{BP}{2}=\frac{23}{12}$.综上,点$P$的坐标为$(-3,0)$,$(-2,0)$,$(-\frac{7}{6},0)$,对应的时间分别是$t=1$,$1.5$,$\frac{23}{12}$
【知识点】
非负数的性质,动点面积函数,等腰三角形分类讨论
【点评】
本题是代数与几何结合的综合题型,既考查了非负数的基本应用,也考查了动点问题的分段处理思路,同时渗透了等腰三角形存在性问题的分类讨论思想,解题时需注意结合动点位置判断线段长度的表达式,避免漏解或错解。
【难度系数】
0.6