利用建立坐标系解“抛物线”型问题
3.6.3
鲁教版 九年级上
第三章 二次函数
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答 案 呈 现
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【点拨】如图,建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可得MN=4米,EF=14米,BC=10米,DO=1.5米.
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20 s
【2019·襄阳】如图,若被击打的小球飞行高度h(m)与飞行时间t(s)之间具有的关系为h=20t-5t2,则小球从飞出到落地所用的时间为________s.
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【2019·临沂】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.给出下列结论:
①小球在空中经过的路程是40 m;
②小球抛出3 s后,速度越来越快;
③小球抛出3 s时速度为0;
④小球的高度h=30 m时,t=1.5 s.
其中正确的是( )
A.①④ B.①② C.②③④ D.②③
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【中考·北京】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(m)与水平距离x(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
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(1)求该抛物线对应的函数表达式,并计算出
拱顶D到地面OA的距离.
(2)一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6 m,宽为4 m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货运汽车能否安全通过?
(3)在抛物线形拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等,如果灯离地面的高度不超过8 m,那么两排灯的水平距离最小是多少米?
【2020·台州】用各种盛水容器可以制作精致的家用流水景观(如图①).
科学原理:如图②,始终盛满水的圆柱体水桶水面离地面的高度为H(单位:cm),如果在离水面竖直距离为h(单位:cm)的地方开大小合适的小孔,那么
从小孔射出水的射程(水流落地点
离小孔的水平距离)s(单位:cm)
与h的关系为s2=4h(H-h).
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应用思考:现用高度为20 cm的圆柱体塑料水瓶做相关研究,水瓶直立地面,通过连续注水保证它始终盛满水,在离水面竖直距离为h cm处开一个小孔.
(1)写出s2与h的关系式,并求出当h为何值时,射程s有最大值,最大射程是多少?
解:∵s2=4h(H-h),
∴当H=20时,s2=4h(20-h)=-4(h-10)2+400.
∴当h=10时,s2有最大值400,
∴当h=10时,s有最大值20.
即当h为10时,射程s有最大值,最大射程是20 cm.
(2)在侧面开两个小孔,这两个小孔离水面的竖直距离分别为a,b,要使两孔射出水的射程相同,求a,b之间的关系式.
解:要使两孔射出水的射程相同,则有:
4a(20-a)=4b(20-b),∴20a-a2=20b-b2,
∴a2-b2=20a-20b,∴(a+b)(a-b)=20(a-b),
∴(a-b)(a+b-20)=0,∴a-b=0或a+b-20=0,
∴a=b或a+b=20.
(3)如果想通过垫高塑料水瓶,使射出水的最大射程增加16 cm,求垫高的高度及小孔离水面的竖直距离.
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【2020·嘉兴】在篮球比赛中,东东投出的球在点A处反弹,反弹后球运动的路线为抛物线的一部分(如图①所示建立直角坐标系),抛物线顶点为点B.
(1)求该抛物线的函数表达式.
解:设y=a(x-0.4)2+3.32(a≠0),
把x=0,y=3代入,解得a=-2,
∴抛物线的函数表达式为y=-2(x-0.4)2+3.32.
(2)当球运动到点C时被东东抢到,CD⊥x轴于点D,CD=2.6 m.
①求OD的长.
解:把y=2.6代入y=-2(x-0.4)2+3.32,
化简得(x-0.4)2=0.36,
解得x1=-0.2(舍去),x2=1,
∴OD=1 m.
②东东抢到球后,因遭对方防守无法投篮,他在点D处垂直起跳传球,想将球沿直线快速传给队友华华,目标为华华的接球点E(4,1.3).东东起跳后所持球离地面高度h1(m)(传球前)与东东起跳后时间t(s)满足函数关系式h1=-2(t-0.5)2+2.7(0≤t≤1);小戴在点F(1.5,0)处拦截,他比东东晚0.3 s垂直起跳,其拦截高度h2(m)与东东起跳后时间t(s)的函数关系如图②所示(其中两条抛物线的形状相同).
东东的直线传球能否越过小戴的拦截传到点E?
若能,东东应在起跳后什么时间范围内传球?
若不能,请说明理由(直线传球过程中球运动时间忽略不计).
解:东东的直线传球能越过小戴的拦截传到点E.
如图,由图①可得,当0≤t≤0.3时,h2=2.2.
当0.3<t≤1.3时,易得h2=-2(t-0.8)2+2.7.
当h1-h2=0时,t=0.65,
东东在点D起跳传球与小戴在点F处拦截的
示意图如图②,设MD=h1,NF=h2,
当点M,N,E三点共线时,过点E作EG⊥
MD于点G,交NF于点H,过点N作NP⊥MD于点P.