2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练1(运动轨迹问题)(含解析版)

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名称 2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练1(运动轨迹问题)(含解析版)
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资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 数学
更新时间 2023-12-02 18:13:22

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2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练1(运动轨迹问题)
(时间:90分钟 满分:120分)
一.选择题(30分)
1.苹果熟了,从树上落下所经过的路程s与下落的时间t满足s=gt2(g为常数),则s关于t的函数图象大致是图中的(  )
第1题图 第2题图
2.如图,在期末体育测试中,小朱掷出的实心球的飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间的关系大致满足二次函数,则小朱本次投掷实心球的成绩为(  )
A.7m B.7.5m C.8m D.8.5m
3.一名学生投实心球,以他的脚为原点建立平面直角坐标系,球飞行的轨迹为抛物线y=-x2+4x+1的一部分,则球在飞行过程中的最高点的坐标是(  )
A.(2,3) B.(-2,3) C.(2,1) D.(2,5)
4.斜向上发射一枚炮弹,炮弹飞行x秒后的高度为y米,且飞行时间与高度的关系式为y=ax2+bx.若此炮弹在第7秒与第14秒时的高度相等,则下列哪一个时间的高度是最高的(  )
A.第8秒 B.第10秒 C.第12秒 D.第15秒
5.跳台滑雪是冬季奥运会比赛项目之一,运动员起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分,运动员起跳后的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=ax2+bx+c(a≠0).如图记录了某运动员起跳后的x与y的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出该运动员起跳后飞行到最高点时,水平距离为(  )
A.10 m B.15 m C.20 m D.22.5 m
第5题图 第6题图 第7题图 第8题图
6.如图花坛水池中央有一喷泉,水管OP的高度为3 m,水从喷头P喷出后呈抛物线状先向上至最高点后落下,若最高点距水面4 m,P距抛物线对称轴1 m,则为使水不落到池外,水池半径最小为(  )
A.1 m B.1.5 m C.2 m D.3 m
7.为了使居住环境更加美观,某小区建造了一个小型喷泉,水流从地面上的点O喷出,在各个方向上沿形状相同的抛物线落到地面,某方向上抛物线的形状如图所示,落点A到点O的距离为4,水流喷出的高度与水平距离之间近似满足函数关系式,则水流喷出的最大高度为(  )
A. B. C. D.
8.如图某运动员在10米跳台跳水比赛时估测身体(看成一点)在空中的运动路线是抛物线y=-x2+x(图中标出的数据为已知条件)的一部分,则运动员在空中运动的最大高度离水面的距离为(  )
A.10 m B.10 m C.9 m D.10 m
9.如图,不考虑空气阻力,以一定的速度将小球沿斜上方击出时,小球飞行的高度是飞行时间的二次函数.现以相同的初速度沿相同的方向每隔t秒依次击出三个质地一样的小球,小球在各自击出后1秒到达相同的最大飞行高度,若整个过程中同时出现在空中的小球个数最大值为2(不考虑小球落地后再弹起),则t的取值范围是(  ).
A. B. C. D.
第9题图 第10题图
10.从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位:s)之间的函数关系如图所示.下列结论:①小球抛出3秒时达到最高点;②小球从抛出到落地经过的路程是80m;③小球的高度h=20时,t=1s或5s.④小球抛出2秒后的高度是35m.其中正确的有(  )
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③
二.填空题(30分)
11.一个小球由静止开始在一个斜坡上向下滚动,通过仪器观察得到小球滚动的距离s(m)与时间t(s)之间的部分数据如下表:
时间t(s) 1 2 3 4 …
距离s(m) 2 8 18 32 …
则s关于t的函数关系式为____________.(不要求写出自变量的取值范围)
12. 小明在某次投篮中,球的运动路线是抛物线的一部分,如图所示,若命中篮圈中心,则他与篮底的距离L是______m.
第12题图 第13题图 第14题图
13、如图,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线,喷水头的高度(即OB的长度)是1米.当喷射出的水流距离喷水头8米时,达到最大高度1.8米,水流喷射的最远水平距离OC是_____米.
14、某游乐场的圆形喷水池中心O有一雕塑OA,从点A向四周喷水,喷出的水柱为抛物线,且形状相同.如图,以水平方向为x轴,点O为原点建立直角坐标系,点A在y轴上,x轴上的点C,D为水柱的落水点,水柱所在抛物线(第一象限部分)的函数表达式为y=﹣(x﹣5)2+6.雕塑高OA的值是    m; 落水点C,D之间的距离是  m.
15、如图,是一名男生推铅球时,铅球行进过程中形成的抛物线.按照图中所示的平面直角坐标系,铅球行进高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)之间的关系是y=﹣x2+x+,则铅球推出的水平距离OA的长是    m.
第15题图 第16题图 第19题图
16.一位运动员在离篮筐水平距离4m处起跳投篮,球运行路线可看作抛物线,当球离开运动员的水平距离为1m时,它与篮筐同高,球运行中的最大高度为3.5m,最后准确落入篮筐,已知篮筐到地面的距离为3.05m,该运动员投篮出手点距离地面的高度为______.
17.飞机着陆后滑行的距离s(单位:米)关于滑行时间t(单位:秒)的函数表达式为,当滑行时间为10秒时,滑行距离为450米;当滑行时间为20秒时,滑行距离为600米,则飞机的最大滑行距离为__________.
18.一个球从地面竖直向上弹起时的速度为8米/秒,经过秒时球的高度为米,和满足公式:表示球弹起时的速度,表示重力系数,取米/秒,则球不低于3米的持续时间是_________
19.教练对小明推铅球的录像进行技术分析,发现铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系为,由此可知铅球推出的距离是______m.
20、定义[a,b,c]为函数y=ax2+bx+c的特征数,下面给出特征数为[2m,1﹣m,﹣1﹣m]的函数的一些结论:①当m=﹣3时,函数图象的顶点坐标是(,);②当m>0时,函数图象截x轴所得的线段长度大于;③当m<0时,函数在时,y随x的增大而减小;④当m≠0时,函数图象经过x轴上一个定点.其中正确的结论有  (只需填写序号)
三.解答题(60分)
21.(8分)其杂技团在人民广场进行杂技表演,演员从跷跷板右端A处弹跳到人梯顶端椅子B处,其身体(看成一点)的运动路线是抛物线y=-x2+3x+1的一部分,如图
(1)求演员弹跳离地面的最大高度;
(2)已知人梯高BC=3.4米,在一次表演中,人梯到起跳点A的水平距离是4米,则这次表演是否能够成功?请说明理由.
22.(8分)甲、乙两人进行羽毛球比赛,羽毛球飞行的路线为抛物线的一部分,如图甲在点O正上方1 m的P处发出一球,羽毛球飞行的高度y(m)与水平距离x(m)之间满足函数表达式y=a(x-4)2+h,已知点O与球网的水平距离为5 m,球网的高度为1.55 m.
(1)当a=-时,①求h的值;②通过计算判断此球能否过网.
(2)若甲发球过网后,羽毛球飞行到与点O的水平距离为7 m,离地面的高度为 m的Q 处时,乙扣球成功,求a的值.
23.(8分)如图,排球运动员站在点M处练习发球,将球从M点正上方2 m的A处发出,把球看成点,其运行轨迹呈抛物线形.已知球与M点的水平距离EM为6 m时,高度为2.6 m.
(1)在图中建立恰当的平面直角坐标系,并求出此时抛物线的关系式;
(2)球网BC与点M的水平距离为9 m,高度为2.43 m.球场的边界距M点的水平距离为18 m.该球员判断此次发出的球能顺利过网并不会出界,你认为他的判断对吗?请说明理由.
24.(12分)如图1,皮皮小朋友燃放一种手持烟花,这种烟花每隔2 s发射一发花弹,每一发花弹的飞行路径、爆炸时的高度均相同.皮皮发射出的第一发花弹的飞行高度h(m)与飞行时间t(s)之间的函数图象如图2所示.
(1)求皮皮发射出的第一发花弹的飞行高度h(m)与飞行时间t(s)之间的函数表达式.
(2)第一发花弹发射3 s后,第二发花弹达到的高度为多少米?
(3)为了安全,要求花弹爆炸时的高度不低于16 m.皮皮发现在第一发花弹爆炸的同时,第二发花弹与它处于同一高度,请通过计算说明花弹的爆炸高度是否符合安全要求.
25、(12分)2022北京冬奥会自由式滑雪空中技巧比赛中,某运动员比赛过程的空中剪影近似看作一条抛物线,跳台高度OA为4米,以起跳点正下方跳台底端O为原点,水平方向为横轴,竖直方向为纵轴,建立如图所示平面直角坐标系.已知抛物线最高点B的坐标为(4,12),着陆坡顶端C与落地点D的距离为2.5米,若斜坡CD的坡度i=3:4(即=).求:(1)点A的坐标;
(2)该抛物线的函数表达式;
(3)起跳点A与着陆坡顶端C之间的水平距离OC的长.(精确到0.1米)
(参考数据:≈1.73)
26、(12分)如图,有一位同学在兴趣小组实验中,设计了一个模拟滑雪场地截面图,平台AB(水平)与x轴的距离为6,与y轴交于B点,与滑道AM:y=交于A,且AB=2,MN⊥x轴,且MN=1;一号球从点B飞出沿抛物线L:y=﹣x2+bx+6运动,落在滑道AM上一点P,测得P到x轴的距离为3.
(1)k的值为    ,点P的坐标是    ,b=   ;
(2)当一号球落到P点后立即弹起,弹起后沿另外一条抛物线G运动,若它的最高点Q的坐标为(8,5).
①求G的解析式,并说明抛物线G与滑道AM是否还能相交;
②在x轴上有线段NC=1,若一号球恰好能被NC接住,则NC向上平移距离d的最大值和最小值各是多少?
(3)一号球从点B飞出同时,二号球从点B的上方点H(0,m)飞出,它所运动的路线与抛物线L的形状相同,且二号球始终在一号球的正上方,当一号球与y轴的距离为3,且二号球位于一号球上方超过5的位置时,直接写出m的取值范围.
教师样卷
一.选择题(30分)
1.苹果熟了,从树上落下所经过的路程s与下落的时间t满足s=gt2(g为常数),则s关于t的函数图象大致是图中的( B )
解: 函数的图象是由函数的关系式和自变量的取值范围所决定的,题中s=gt2是二次函数,a=g>0,故图象开口向上,而自变量t不能取负值.故选B.
第1题图 第2题图
2.如图,在期末体育测试中,小朱掷出的实心球的飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间的关系大致满足二次函数,则小朱本次投掷实心球的成绩为( C )
A.7m B.7.5m C.8m D.8.5m
解:在中,令y=0得:﹣x2+x+=0,解得x=﹣2(舍去)或x=8,∴小朱本次投掷实心球的成绩为8米.故答案为:C.
3.一名学生投实心球,以他的脚为原点建立平面直角坐标系,球飞行的轨迹为抛物线y=-x2+4x+1的一部分,则球在飞行过程中的最高点的坐标是( D )
A.(2,3) B.(-2,3) C.(2,1) D.(2,5)
解:通过配方法或顶点坐标公式求得球的最高点的坐标.
4.斜向上发射一枚炮弹,炮弹飞行x秒后的高度为y米,且飞行时间与高度的关系式为y=ax2+bx.若此炮弹在第7秒与第14秒时的高度相等,则下列哪一个时间的高度是最高的( B )
A.第8秒 B.第10秒 C.第12秒 D.第15秒
解: 对称轴为直线x=(7+14)÷2=10.5,当x=10.5时炮弹达到最高点.∵四个选项中,10秒最接近10.5秒,故四个选项中,在第10秒的高度是最高的.
5.跳台滑雪是冬季奥运会比赛项目之一,运动员起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分,运动员起跳后的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=ax2+bx+c(a≠0).如图记录了某运动员起跳后的x与y的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出该运动员起跳后飞行到最高点时,水平距离为( B )
A.10 m B.15 m C.20 m D.22.5 m
解: 根据题意知,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(0,54.0),(40,46.2),(20,57.9),则
解得所以x=-=-=15.故选B.
第5题图 第6题图 第7题图 第8题图
6.如图花坛水池中央有一喷泉,水管OP的高度为3 m,水从喷头P喷出后呈抛物线状先向上至最高点后落下,若最高点距水面4 m,P距抛物线对称轴1 m,则为使水不落到池外,水池半径最小为( D )
A.1 m B.1.5 m C.2 m D.3 m
解:建立如图所示的坐标系.抛物线的顶点坐标是(1,4),设抛物线的关系式是y=a(x-1)2+4,把(0,3)代入,得a+4=3,解得a=-1.则抛物线的关系式是y=-(x-1)2+4.
当y=0时,-(x-1)2+4=0,解得x1=3,x2=-1(舍去).则水池的最小半径是3 m.故选D.
7.为了使居住环境更加美观,某小区建造了一个小型喷泉,水流从地面上的点O喷出,在各个方向上沿形状相同的抛物线落到地面,某方向上抛物线的形状如图所示,落点A到点O的距离为4,水流喷出的高度与水平距离之间近似满足函数关系式,则水流喷出的最大高度为( A )
A. B. C. D.
解:由题意得A(4,0),把A(4,0)代入解得,∴,∴水流喷出的最大高度为,故答案为:A
8.如图某运动员在10米跳台跳水比赛时估测身体(看成一点)在空中的运动路线是抛物线y=-x2+x(图中标出的数据为已知条件)的一部分,则运动员在空中运动的最大高度离水面的距离为( D )
A.10 m B.10 m C.9 m D.10 m
解: ∵y=-(x2-x)=-(X-)2+∴抛物线的顶点坐标是(,),∴运动员在空中运动的最大高度离水面的距离为10+=10(m).故选D.
9.如图,不考虑空气阻力,以一定的速度将小球沿斜上方击出时,小球飞行的高度是飞行时间的二次函数.现以相同的初速度沿相同的方向每隔t秒依次击出三个质地一样的小球,小球在各自击出后1秒到达相同的最大飞行高度,若整个过程中同时出现在空中的小球个数最大值为2(不考虑小球落地后再弹起),则t的取值范围是( B ).
A. B. C. D.
解:以球出发的地方为原点建立直角坐标系,由题意得,二次函数过原点且对称轴为直线,∴设二次函数解析式为,代入原点得,解得,∴,令得,解得∴一个球从出发到落地用时2秒,∵整个过程中同时出现在空中的小球个数最大值为2(不考虑小球落地后再弹起),∴,解得,故答案为:B.
第9题图 第10题图
10.从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位:s)之间的函数关系如图所示.下列结论:①小球抛出3秒时达到最高点;②小球从抛出到落地经过的路程是80m;③小球的高度h=20时,t=1s或5s.④小球抛出2秒后的高度是35m.其中正确的有( A )
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③
解:由图象可知,点(0,0),(6,0),(3,40)在抛物线上,顶点为(3,40),设函数解析式为h=a(t﹣3)2+40,将(0,0)代入得:0=a(0﹣3)2+40,解得:a= ,
∴h= (t﹣3)2+40.①∵顶点为(3,40),∴小球抛出3秒时达到最高点,故①正确;②小球从抛出到落地经过的路程应为该小球从上升到落下的长度,故为40×2=80m,故②正确;③令h=20,则20= (t﹣3)2+40,解得t=3± ,故③错误;
④令t=2,则h= (2﹣3)2+40= m,故④错误.综上,正确的有①②.故答案为:A.
二.填空题(30分)
11.一个小球由静止开始在一个斜坡上向下滚动,通过仪器观察得到小球滚动的距离s(m)与时间t(s)之间的部分数据如下表:
时间t(s) 1 2 3 4 …
距离s(m) 2 8 18 32 …
则s关于t的函数关系式为_____s=2t2________.(不要求写出自变量的取值范围)
12. 小明在某次投篮中,球的运动路线是抛物线的一部分,如图所示,若命中篮圈中心,则他与篮底的距离L是__4.5____m.
解:如图,把y=3.05代入函数,解得:x=1.5或x=﹣1.5(舍),则L=3+1.5=4.5m.
第12题图 第13题图 第14题图
13、如图,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线,喷水头的高度(即OB的长度)是1米.当喷射出的水流距离喷水头8米时,达到最大高度1.8米,水流喷射的最远水平距离OC是___20__米.
解:由题可知:抛物线的顶点为(8,1.8),设水流形成的抛物线为y=a(x﹣8)2+1.8,将点(0,1)代入可得a=﹣,∴抛物线为:y=﹣(x﹣8)2+1.8,当y=0时,0=﹣(x﹣8)2+1.8,解得x=﹣4(舍去)或x=20,∴水流喷射的最远水平距离OC是20米,
14、某游乐场的圆形喷水池中心O有一雕塑OA,从点A向四周喷水,喷出的水柱为抛物线,且形状相同.如图,以水平方向为x轴,点O为原点建立直角坐标系,点A在y轴上,x轴上的点C,D为水柱的落水点,水柱所在抛物线(第一象限部分)的函数表达式为y=﹣(x﹣5)2+6.雕塑高OA的值是    m; 落水点C,D之间的距离是 22  m.
解:(1)当x=0时,y=﹣×(0﹣5)2+6=,∴点A的坐标为(0,),∴雕塑高m.故答案为:.(2)当y=0时,﹣(x﹣5)2+6=0,解得:x1=﹣1(舍去),x2=11,∴点D的坐标为(11,0),∴OD=11m.∵从A点向四周喷水,喷出的水柱为抛物线,且形状相同,∴OC=OD=11m,∴CD=OC+OD=22m.故答案为:22.
15、如图,是一名男生推铅球时,铅球行进过程中形成的抛物线.按照图中所示的平面直角坐标系,铅球行进高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)之间的关系是y=﹣x2+x+,则铅球推出的水平距离OA的长是   10  m.
解:∵y=﹣x2+x+,∴当y=0时,0=﹣x2+x+,解得x1=﹣2,x2=10,
∴OA=10m,故答案为:10.
第15题图 第16题图 第19题图
16.一位运动员在离篮筐水平距离4m处起跳投篮,球运行路线可看作抛物线,当球离开运动员的水平距离为1m时,它与篮筐同高,球运行中的最大高度为3.5m,最后准确落入篮筐,已知篮筐到地面的距离为3.05m,该运动员投篮出手点距离地面的高度为___2.25m____.
解:如图,以地面为横轴,距离运动员右侧2.5米处的点O画纵轴,建立平面直角坐标系由题意可知,点C的坐标为(0,3.5),点B的坐标为(1.5,3.05),设函数解析式为y=ax2+3.5,代入B(1.5,3.05)得,2.25a+3.5=3.05解得,a=-0.2,因此函数解析式为:y=-0.2x2+3.5,当x=-2.5时,y==2.25;所以,球出手时离地面2.25米时才能投中.
17.飞机着陆后滑行的距离s(单位:米)关于滑行时间t(单位:秒)的函数表达式为,当滑行时间为10秒时,滑行距离为450米;当滑行时间为20秒时,滑行距离为600米,则飞机的最大滑行距离为____600米______.
解:∵时,;时,,∴,解得:,
∴,∵,∴当时,S最大,且最大值为600,即飞机的最大滑行距离为600米,故A正确.
18.一个球从地面竖直向上弹起时的速度为8米/秒,经过秒时球的高度为米,和满足公式:表示球弹起时的速度,表示重力系数,取米/秒,则球不低于3米的持续时间是___秒_______
解:由题意得,当h=3时,,解得,∴球不低于3米的持续时间是1-0.6=0.4(秒),
19.教练对小明推铅球的录像进行技术分析,发现铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系为,由此可知铅球推出的距离是__10____m.
解:要求铅球推出的距离,实际上是求铅球的落脚点与坐标原点的距离,故可直接令,求出x的值,x的正值即为所求.在函数式中,令,得,解得,(舍去),∴铅球推出的距离是10m.故答案为10.
20、定义[a,b,c]为函数y=ax2+bx+c的特征数,下面给出特征数为[2m,1﹣m,﹣1﹣m]的函数的一些结论:①当m=﹣3时,函数图象的顶点坐标是(,);②当m>0时,函数图象截x轴所得的线段长度大于;③当m<0时,函数在时,y随x的增大而减小;④当m≠0时,函数图象经过x轴上一个定点.其中正确的结论有 ①②④  .(只需填写序号)
解:因为函数y=ax2+bx+c的特征数为[2m,1﹣m,﹣1﹣m]; ①当m=﹣3时,y=﹣6x2+4x+2=﹣6(x﹣)2+,顶点坐标是(,);此结论正确;②当m>0时,令y=0,有2mx2+(1﹣m)x+(﹣1﹣m)=0,解得x=,x1=1,x2=﹣﹣,
|x2﹣x1|=+>,所以当m>0时,函数图象截x轴所得的线段长度大于,此结论正确;③当m<0时,y=2mx2+(1﹣m)x+(﹣1﹣m) 是一个开口向下的抛物线,其对称轴是:,在对称轴的右边y随x的增大而减小.因为当m<0时,=﹣>,即对称轴在x=右边,因此函数在x=右边先递增到对称轴位置,再递减,此结论错误;
④当x=1时,y=2mx2+(1﹣m)x+(﹣1﹣m)=2m+(1﹣m)+(﹣1﹣m)=0 即对任意m,函数图象都经过点(1,0)那么同样的:当m=0时,函数图象都经过同一个点(1,0),当m≠0时,函数图象经过同一个点(1,0),故当m≠0时,函数图象经过x轴上一个定点此结论正确.根据上面的分析,①②④都是正确的,③是错误的.
故答案为:①②④.
三.解答题(60分)
21.(8分)其杂技团在人民广场进行杂技表演,演员从跷跷板右端A处弹跳到人梯顶端椅子B处,其身体(看成一点)的运动路线是抛物线y=-x2+3x+1的一部分,如图
(1)求演员弹跳离地面的最大高度;
(2)已知人梯高BC=3.4米,在一次表演中,人梯到起跳点A的水平距离是4米,则这次表演是否能够成功?请说明理由.
解:(1)将二次函数y=-x2+3x+1化成y=-(x-)2+,∴当x=时,y有最大值,y最大值==4.75,因此演员弹跳离地面的最大高度是4.75米.
(2)这次表演能够成功.理由:当x=4时,y=-×42+3×4+1=3.4.即点B(4,3.4)在抛物线y=-x2+3x+1上,因此这次表演能够成功.
22.(8分)甲、乙两人进行羽毛球比赛,羽毛球飞行的路线为抛物线的一部分,如图甲在点O正上方1 m的P处发出一球,羽毛球飞行的高度y(m)与水平距离x(m)之间满足函数表达式y=a(x-4)2+h,已知点O与球网的水平距离为5 m,球网的高度为1.55 m.
(1)当a=-时,①求h的值;②通过计算判断此球能否过网.
(2)若甲发球过网后,羽毛球飞行到与点O的水平距离为7 m,离地面的高度为 m的Q 处时,乙扣球成功,求a的值.
解:(1)①当a=-时,y=-(x-4)2+h.由题意易知点P的坐标为(0,1).
将(0,1)代入上式,得-×16+h=1,解得h=.②把x=5代入y=-(x-4)2+,得y=-×(5-4)2+=1.625.∵1.625>1.55,∴此球能过网.
(2)把(0,1),(7,)代入y=a(x-4)2+h,得解得∴a=-.
23.(8分)如图,排球运动员站在点M处练习发球,将球从M点正上方2 m的A处发出,把球看成点,其运行轨迹呈抛物线形.已知球与M点的水平距离EM为6 m时,高度为2.6 m.
(1)在图中建立恰当的平面直角坐标系,并求出此时抛物线的关系式;
(2)球网BC与点M的水平距离为9 m,高度为2.43 m.球场的边界距M点的水平距离为18 m.该球员判断此次发出的球能顺利过网并不会出界,你认为他的判断对吗?请说明理由.
解:(1)如图,以点M为坐标原点,建立平面直角坐标系,则点A,E,D的坐标分别为(0,2),(6,0),(6,2.6).
由题意知抛物线的顶点为(6,2.6),∴设抛物线的关系式为y=a(x-6)2+2.6.将点A(0,2)的坐标代入,得2=36a+2.6,∴a=-,故此时抛物线的关系式为y=-(x-6)2+2.6.
(2)该球员的判断不对.理由如下:当x=9时,y=-(9-6)2+2.6=2.45>2.43,∴球能过网;当y=0时,-(x-6)2+2.6=0,解得x1=6+2,x2=6-2(舍).∵6+2≈18.5>18,故球会出界.
24.(12分)如图1,皮皮小朋友燃放一种手持烟花,这种烟花每隔2 s发射一发花弹,每一发花弹的飞行路径、爆炸时的高度均相同.皮皮发射出的第一发花弹的飞行高度h(m)与飞行时间t(s)之间的函数图象如图2所示.
(1)求皮皮发射出的第一发花弹的飞行高度h(m)与飞行时间t(s)之间的函数表达式.
(2)第一发花弹发射3 s后,第二发花弹达到的高度为多少米?
(3)为了安全,要求花弹爆炸时的高度不低于16 m.皮皮发现在第一发花弹爆炸的同时,第二发花弹与它处于同一高度,请通过计算说明花弹的爆炸高度是否符合安全要求.
解:(1)h=-2(t-3)2+19.8.
(2)h=-2(1-3)2+19.8=11.8(m).
(3)符合安全要求.理由如下:∵这种烟花每隔2 s发射一发花弹,每一发花弹的飞行路径、爆炸时的高度均相同,皮皮小朋友发射出的第一发花弹的函数表达式为h=-2(t-3)2+19.8,∴第二发花弹的函数表达式为h′=-2(t-5)2+19.8,令h=h′得-2(t-3)2+19.8=-2(t-5)2+19.8,解得t=4,此时h=h′=17.8>16.∴花弹的爆炸高度符合安全要求.
25、(12分)2022北京冬奥会自由式滑雪空中技巧比赛中,某运动员比赛过程的空中剪影近似看作一条抛物线,跳台高度OA为4米,以起跳点正下方跳台底端O为原点,水平方向为横轴,竖直方向为纵轴,建立如图所示平面直角坐标系.已知抛物线最高点B的坐标为(4,12),着陆坡顶端C与落地点D的距离为2.5米,若斜坡CD的坡度i=3:4(即=).求:(1)点A的坐标;
(2)该抛物线的函数表达式;
(3)起跳点A与着陆坡顶端C之间的水平距离OC的长.(精确到0.1米)
(参考数据:≈1.73)
解:(1)∵OA=4,且点A在y轴正半轴,∴A(0,4).
(2)∵抛物线最高点B的坐标为(4,12),∴设抛物线的解析式为:y=a(x﹣4)2+12,∵A(0,4),∴a(0﹣4)2+12=4,解得a=﹣.∴抛物线的解析式为:y=﹣(x﹣4)2+12.
(3)在Rt△CDE中,=,CD=2.5,∴CE=1.5,DE=2.∴点D的纵坐标为﹣1.5,
令﹣(x﹣4)2+12=﹣1.5,解得,x=4+3≈9.19或x=4﹣3≈﹣1.19(不合题意,舍去),∴D(9.19,﹣1.5).∴OC=9.19﹣2=7.19≈7.2(m).∴OC的长约为7.2米.
26、(12分)如图,有一位同学在兴趣小组实验中,设计了一个模拟滑雪场地截面图,平台AB(水平)与x轴的距离为6,与y轴交于B点,与滑道AM:y=交于A,且AB=2,MN⊥x轴,且MN=1;一号球从点B飞出沿抛物线L:y=﹣x2+bx+6运动,落在滑道AM上一点P,测得P到x轴的距离为3.
(1)k的值为    ,点P的坐标是    ,b=   ;
(2)当一号球落到P点后立即弹起,弹起后沿另外一条抛物线G运动,若它的最高点Q的坐标为(8,5).
①求G的解析式,并说明抛物线G与滑道AM是否还能相交;
②在x轴上有线段NC=1,若一号球恰好能被NC接住,则NC向上平移距离d的最大值和最小值各是多少?
(3)一号球从点B飞出同时,二号球从点B的上方点H(0,m)飞出,它所运动的路线与抛物线L的形状相同,且二号球始终在一号球的正上方,当一号球与y轴的距离为3,且二号球位于一号球上方超过5的位置时,直接写出m的取值范围.
解:(1)∵平台AB(水平)与x轴的距离为6,AB=2,∴A(2,6).∴6=.∴k=12.
∴y=.当y=3时,x==4.∴P(4,3).将P(4,3)代入y=﹣x2+bx+6得:﹣16+4b+6=3.解得:b=.故答案为:12;(4,3);;
(2)①抛物线G与滑道AM不能再相交.理由:设抛物线G的解析式为y=a(x﹣8)2+5,∵点P(4,3)在抛物线G上,∴a(4﹣8)2+5=3.解得:a=﹣.∴抛物线G的解析式为y=﹣+5=+2x﹣3.∵MN=1,∴当y=1时,1=.∴x=12.∴M(12,1),N(12,0).∵当x=12时,y=﹣×144+2×12﹣3=3>1,∴抛物线G与滑道AM之间除点P外再无交点.∴抛物线G与滑道AM不能再相交.
②∵NC=1,∴C(13,0).当x=13时,y=﹣+2×13﹣3=.若一号球恰好能被点N接住,∵抛物线G上有点(12,3),∴则NC向上平移距离d=3;若一号球恰好能被点C接住,∵抛物线G上有点(13,),∴则NC向上平移距离d=;∴NC向上平移距离d的最大值为3,最小值为;
(3)∵二号球从点B的上方点H(0,m)飞出,它所运动的路线与抛物线L的形状相同,
∴二号球运动的路线的抛物线解析式为y==﹣x2+x+m.∵一号球与y轴的距离为3,
∴一号球经过点(3,).∵当一号球与y轴的距离为3,且二号球位于一号球上方超过5的位置,∴﹣32+3×+m﹣>5.∴m>11.