【分析】(1)首先求出点A、B的坐标,然后求出直线BD的解析式,进而求得点D坐标,代入抛物线解析式,求得k的值;
n(2)根据点P在第一象限内的抛物线上,得到∠ABP为钝角.因此若两个三角形相似,只可能是△ABC∽△APB或△ABC∽△PAB.如答图2,按照以上两种情况进行分类讨论,分别计算;
n(3)由题意,动点M运动的路径为折线AF+DF,运动时间为.如答图3,作辅助线,将转化为AF+FG;再由垂线段最短,得到垂线段AH与直线BD的交点,即为所求的F点.
(1)抛物线,
n令y=0,解得x=-2或x=4,
n∴A(-2,0),B(4,0).
n∵直线经过点B(4,0),
n∴,解得,
n∴直线BD的解析式为.
n当x=-5时,,
n∴.
n∵点在抛物线上,
n∴,
n∴.
n∴抛物线的函数表达式为.
n(2)由抛物线解析式,令x=0,得y=-k,
n∴C(0,-k),OC=k.
n∵点P在第一象限内的抛物线上,
n∴∠ABP为钝角.
n∴若两个三角形相似,只可能是△ABC∽△APB或△ABC∽△PAB.
n①若△ABC∽△APB,则有∠BAC=∠PAB,如答图2-1所示.
n设P(x,y),过点P作PN⊥x轴于点N,
n则ON=x,PN=y,tan∠BAC=tan∠PAB,即,
n∴,
n∴,代入抛物线解析式,得,
n整理得:,
n解得x=8或x=-2(与点A重合,舍去),
n∴P(8,5k).
n∵△ABC∽△APB,
n∴,即,
n解得:.
n②若△ABC∽△PAB,则有∠ABC=∠PAB,如答图2-2所示.
n与①同理,可求得.
n综上所述,或.
n(3)由(1)知:,
n如答图3,过点D作DN⊥x轴于点N,
n则,ON=5,BN=4+5=9,
n∴,
n∴∠DBA=30°.
n过点D作DK∥x轴,则∠KDF=∠DBA=30°.
n过点F作FG⊥DK于点G,则.
n由题意,动点M运动的路径为折线AF+DF,运动时间为,
n∴t=AF+FG,即运动时间等于折线AF+FG的长度.
n由垂线段最短可知,折线AF+FG的长度的最小值为DK与x轴之间的垂线段的长度.
n过点A作AH⊥DK于点H,则,AH与直线BD的交点,即为所求之F点.
n∵A点横坐标为-2,直线BD的解析式为,
n∴将x=-2代入直线BD的解析式得,
n∴.
n综上所述,当点F坐标为时,点M在整个运动过程中用时最少.
【点评】本题是二次函数压轴题,难度很大.第(2)问中需要分类讨论,避免漏解;在计算过程中,解析式中含有未知数k,增加了计算的难度,注意解题过程中的计算技巧;第(3)问中,运用了转化思想使得试题难度大大降低,需要认真体会.