26.3 实践与探索
第1课时 二次函数与抛物线型问题
@预习导航
二次函数实际应用的主要类型
类 型:(1)导弹问题;(2)铅球问题;(3)喷水池问题;(4)拱桥问题;(5)跳水问题;(6)护栏问题;(7)篮球问题;(8)足球问题;(9)吊桥问题;(10)销售问题等.
@归类探究
类型之一 抛物线型轨迹(喷水池)问题
某游乐园有一个直径为16m的圆形喷水池,喷水池的周边有一圈喷水头,喷出的水柱呈抛物线形,在距水池中心3m处达到最高,高度为5m,且各方向喷出的水柱恰好在喷水池中心的装饰物处汇合,如图所示,以水平方向为x轴,喷水池中心为原点建立平面直角坐标系.
(1)求水柱所在抛物线(第一象限部分)的函数表达式;
(2)王师傅在喷水池内维修设备期间,喷水管意外喷水,为了不被淋湿,身高1.8m的王师傅站立时必须在离水池中心多少米以内?
类型之二 抛物线线型拱桥问题
(教材P27问题2变式)如图,正常水位时,抛物线形拱桥下的水面宽AB为20m,此时拱桥的最高点到水面的距离为4m.
(1)把拱桥看作一个二次函数的图象,建立恰当的平面直角坐标系,求出这个二次函数的表达式;
(2)当水面宽为10m时,达到警戒水位,如果水位以0.2m/h的速度持续上涨,那么达到警戒水位后,再过多长时间此桥孔将被淹没?
@当堂测评
1.从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度 h(m)与小球运动时间t(s)之间的函数关系如图所示.下列结论:
第1题图
①小球在空中经过的路程是40m;
②小球抛出6s时,高度为0;
③小球抛出3s时,速度为0;
④小球的高度h=30m时,t=1.5s.
其中正确的是( )
A.①④ B.①②
C.②③④ D.②③
2.廊桥是我国古老的文化遗产,如图是某座下方为抛物线形的廊桥示意图.已知抛物线的函数表达式为y=-x2+10,为保护廊桥的安全,在该抛物线上距水面AB高为8m的点E,F处要安装两盏警示灯,则这两盏灯的水平距离EF是( )
第2题图
A.8m B.10m
C.6m D.8m
3.某公园要修建一个圆形喷水池,在池中心O处竖直安装一根水管,在水管的顶端A点安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为2m处达到最高,高度为5m,水柱落地处离池中心距离为6m,则水管的长度OA是 m.
@分层训练
1.一自动喷灌设备的喷流情况如图所示,设水管AB在高出地面1.5m的B处有一自动旋转的喷水头,一瞬间流出的水流是抛物线状,喷头B与水流最高点C连线与竖直方向成45°角,水流最高点C比喷头高2m.求:
(1)点C的坐标;
(2)此抛物线的表达式;
(3)水流落点D到点A的距离.
2.如图1,“东方之门”通过简单的几何曲线处理,将传统文化与现代建筑融为一体,最大程度地传承了苏州历史文化.如图2,“东方之门”的内侧轮廓是由两条抛物线组成的,已知其底部宽度均为80m,高度分别为300m和225m,则在内侧抛物线顶部处的外侧抛物线的水平宽度AB为多少米?
3.足球训练中球员从球门正前方8m的A处射门,球射向球门的路线呈抛物线.当球飞行的水平距离为6m时,球达到最高点,此时球离地面3m.已知球门OB高为2.44m,现以O为原点建立如图所示平面直角坐标系.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素);
(3)已知点C为OB上一点,OC=2.25m,若射门路线的形状、最大高度均保持不变,球员带球向正后方移动nm再射门,足球恰好经过OC区域(含O和C),求n的取值范围.(注:题中的x表示球到球门的水平距离,y表示球飞行的高度)
4.我们常见的炒菜锅和锅盖都是抛物线面,经过锅心和盖心的纵断面是两端抛物线组合而成的封闭图形,不妨简称为“锅线”,锅口直径为6dm,锅深3dm,锅盖高1dm(锅口直径与锅盖直径视为相同),建立直角坐标系如图1所示(图2是备用图),如果把锅纵断面的抛物线记为C1,把锅盖纵断面的抛物线记为C2.
(1)求C1和C2的表达式;
(2)如果将一个底面直径为3dm,高度为3dm的圆柱形器皿放入炒菜锅内蒸食物,锅盖能否正常盖上?请说明理由.
5.如图,某小区的景观池中有一雕塑OA,OA=2m,在点A处安装喷水装置,喷出两股水流,两股水流可以抽象为平面直角坐标系中的两条抛物线(图中的C1,C2)的部分图象,两条抛物线的形状相同且顶点的纵坐标相同.经测算,发现抛物线C2的最高点(顶点)C距离水池面2.5m,且与OA的水平距离为2m.
(1)求抛物线C2的表达式;
(2)求抛物线C1与x轴的交点B的坐标;
(3)小明同学打算操控微型无人机在C1,C2之间飞行,为了无人机的安全,要求无人机在竖直方向上的活动范围不小于0.5m,设无人机与OA的水平距离为m,求m的取值范围.
6.(模型观念)如图,三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线,两小孔形状、大小完全相同.当水面刚好淹没小孔时,大孔水面宽度为10m,孔顶离水面1.5m;当水位下降,大孔水面宽度为14m时,单个小孔的水面宽度为4m.若大孔水面宽度为20m,则单个小孔的水面宽度为( )
A.4m B.5m
C.2m D.7m
26.3 实践与探索
第1课时 二次函数与抛物线型问题
【归类探究】
【例1】(1)y=-(x-3)2+5(0<x<8).
(2)为了不被淋湿,身高1.8m的王师傅站立时必须在离水池中心7m以内.
【例2】(1)以水面所在直线AB为x轴,以过拱顶垂直于AB的直线为y轴建立平面直角坐标系,这个函数的表达式为y=-x2+4.
(2)达到警戒水位后,再过5h此桥孔将被淹没.
【当堂测评】
1.D 2.A 3.
【分层训练】
1.(1)点C的坐标为(2,3.5).
(2)y=-x2+2x+
(3)水流落点D到点A的距离为(2+)m.
2.在内侧抛物线顶部处的外侧抛物线的水平宽度AB为40m.
3.(1)y=-(x-2)2+3.
(2)球不能射进球门.
(3)n的取值范围为1≤n≤4.
4.(1)C1表达式为y=x2-3,C2表达式为y=-x2+1.
(2)将一个底面直径为3dm,高度为3dm的圆柱形器皿放入炒菜锅内蒸食物,锅盖能正常盖上.理由略.
5.(1)y=-x2+x+2
(2)点B的坐标为(-2+,0)
(3)m的取值范围为≤m≤6.
6.B
。