内容正文:
初中数学
九年级上册·(RJ版)
第二十二章 二次函数
22.3 实际问题与二次函数
第3课时 解决现实生活中的抛物线形问题
目录
CONTENTS
A 知识分点练
B 能力综合练
C 拓展探究练
知识点1 解决拱桥、隧道类问题
1. 如图,一拱桥呈抛物线形状,桥的最大高度CM是16 m,跨度AB是40 m,则桥上离CM水平距离5 m处,距离线段AB的高度是( )
A. 14 m B. 15 m
C. 13 m D. 12 m
B
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2. (2025·大连高新区期中)一条单向通行且只有一条车道的隧道如图所示,它的截面由抛物线和长方形的三条边构成.在长方形OCBA中,边OC的长为6 m,边AO的长为2 m,隧道最高点P位于AB的中央正上方且距地面5 m,以OC为x轴,OA为y轴建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求抛物线的函数解析式.
解:由题意,得A(0,2),P(3,5).
设抛物线的函数解析式为y=a(x-3)2+5.
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∵点A(0,2)在抛物线上,
∴2=a(0-3)2+5,解得a=-,
∴抛物线的函数解析式为y=-(x-3)2+5.
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2. (2025·大连高新区期中)一条单向通行且只有一条车道的隧道如图所示,它的截面由抛物线和长方形的三条边构成.在长方形OCBA中,边OC的长为6 m,边AO的长为2 m,隧道最高点P位于AB的中央正上方且距地面5 m,以OC为x轴,OA为y轴建立如图所示的平面直角坐标系.
(2)若一辆货车高4 m、宽3 m,则这辆
货车能否从该条隧道通过?为什么?
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解:在y=-(x-3)2+5中,令y=4,得4=-(x-3)2+5,∴x=3+或x=3-.
∵3+-(3-)=2>3,
∴该货车可以通过.
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知识点2 解决运动类问题
3.【新情境·生活情境】乒乓球作为中国的
国球,是一项深受大众喜爱的体育运动,
小聪和小明打球时发现乒乓球的运动路线
可以近似地看成抛物线的一部分.他们建立
了如图所示的平面直角坐标系,小聪第一次发球时,乒乓球从抛出到第一次落在球桌的过程中,乒乓球的竖直高度y(单位:cm)与水平距离x(单位:cm)近似地满足函数关系式y=a(x-h)2+k(a<0).乒乓球的水平距离x与竖直高度y的几组对应数据如下表:
(1)根据上述数据,写出小聪第一次发球时乒乓球的竖直高度的最大值,并求出满足的函数关系式y=a(x-h)2+k(a<0).
水平距离x/cm 0 40 80 120 160
竖直高度y/cm 20 35 40 35 20
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解:∵抛物线经过点(40,35),(120,35),
∴抛物线的对称轴为x==80,
当x=80时,y=40,∴小聪第一次发球时乒乓球的竖直高度的最大值为40 cm.
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抛物线的函数关系式为y=a(x-80)2+40.
∵抛物线经过(0,20),∴20=a(0-80)2+40,
∴a=-,
∴抛物线的函数关系式为y=-(x-80)2+40.
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知识点2 解决运动类问题
3.【新情境·生活情境】乒乓球作为中国的国球,
是一项深受大众喜爱的体育运动,小聪和小明
打球时发现乒乓球的运动路线可以近似地看成
抛物线的一部分.他们建立了如图所示的平面直角
坐标系,小聪第一次发球时,乒乓球从抛出到第一次落在球桌的过程中,乒乓球的竖直高度y(单位:cm)与水平距离x(单位:cm)近似地满足函数关系式y=a(x-h)2+k(a<0).乒乓球的水平距离x与竖直高度y的几组对应数据如下表:
(2)小聪第一次发球后乒乓球第一次落在球桌时恰好在球桌边缘,第二次他发球时,乒乓球的竖直高度y(单位:cm)与水平距离x(单位:cm)近似地满足函数关系式y=-0.005(x-70)2+36(a<0).小聪第二次发球,乒乓球第一次落在球桌时__________超出球桌边缘(填“会”或“不会”).
水平距离x/cm 0 40 80 120 160
竖直高度y/cm 20 35 40 35 20
不会
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解:由题意,令y=-(x-80)2+40=0,
解得x=80+80或x=80-80(舍去).
令y=-0.005(x-70)2+36=0,
解得x=70+60或x=70-60(舍去).
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∵70+60<80+80,
∴小聪第二次发球,乒乓球第一次落在球桌时不会超出球桌边缘.
故答案为不会.
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4. 一个球从地面竖直向上弹起时的速度为10 m/s,经过t(s)时球距离地面的高度h(m)适用公式h=10t-5t2,那么球弹起后又回到地面所花的时间是( )
A. 5 s B. 10 s
C. 1 s D. 2 s
D
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5.【新情境·生活情境】素材1:如图1,湖中有一
个喷头可升降的喷泉,喷出的水柱呈抛物线形.记
水柱上某一点到喷头的水平距离为x m,到湖面的
垂直高度为y m.当喷头位于起始位置时,测量得
到的x与y的四组数据如下表:
素材2:公园想设立新的游玩项目,通过升降喷头,使游船能从水柱下方通过,如图2所示,为避免游船被喷泉淋到,要求游船从水柱下方中间通过时,顶棚上任意一点到水柱的竖直距离均不小于0.5 m.已知游船顶棚的宽度为3 m,顶棚到湖面的高度为2 m.
根据以上素材,探索完成以下任务.
任务1:结合素材1,求y关于x的函数解析式;
x/m 0 2 3 4
y/m 1 2 1.75 1
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解:根据表格可设y关于x的函数解析式为y=a(x-2)2+2.
将(0,1)代入y=a(x-2)2+2,得1=4a+2,
解得a=-,
∴y关于x的函数解析式为y=-(x-2)2+2.
x/m 0 2 3 4
y/m 1 2 1.75 1
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5.【新情境·生活情境】素材1:如图1,湖中有一
个喷头可升降的喷泉,喷出的水柱呈抛物线形.记
水柱上某一点到喷头的水平距离为x m,到湖面的
垂直高度为y m.当喷头位于起始位置时,测量得
到的x与y的四组数据如下表:
素材2:公园想设立新的游玩项目,通过升降喷头,使游船能从水柱下方通过,如图2所示,为避免游船被喷泉淋到,要求游船从水柱下方中间通过时,顶棚上任意一点到水柱的竖直距离均不小于0.5 m.已知游船顶棚的宽度为3 m,顶棚到湖面的高度为2 m.
根据以上素材,探索完成以下任务.
任务2:通过计算,请判断游船能否按要求从水柱下方通过;
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y/m 1 2 1.75 1
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解:当x=2+时,y=-(2+-2)2+2=.
∵<2+0.5,
∴游船不能按要求从水柱下方通过.
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y/m 1 2 1.75 1
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5.【新情境·生活情境】素材1:如图1,湖中有一
个喷头可升降的喷泉,喷出的水柱呈抛物线形.记
水柱上某一点到喷头的水平距离为x m,到湖面的
垂直高度为y m.当喷头位于起始位置时,测量得
到的x与y的四组数据如下表:
素材2:公园想设立新的游玩项目,通过升降喷头,使游船能从水柱下方通过,如图2所示,为避免游船被喷泉淋到,要求游船从水柱下方中间通过时,顶棚上任意一点到水柱的竖直距离均不小于0.5 m.已知游船顶棚的宽度为3 m,顶棚到湖面的高度为2 m.
根据以上素材,探索完成以下任务.
任务3:为使游船顺利通过,需将喷头高度至少再升高多少米?
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解:设调节后的喷头喷出的抛物线的函数解析式为y=-(x-
2)2+2+n.
由题意,知当x=2+=3.5时,y的值不小于2+0.5=2.5,∴-×(3.5-2)2+2+n≥2.5,解得n≥,
∴需将喷头高度至少再升高 m.
x/m 0 2 3 4
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6. 在一次足球训练中,小明从球门正前方8 m的点A处射门,球射向球门的路线呈抛物线形.当球飞行的水平距离为6 m时,球达到最高点,此时球离地面3 m.已知球门OB的高为2.44 m,现以O为原点建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求抛物线的函数解析式,并通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素);
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解:∵8-6=2,∴抛物线的顶点坐标为(2,3).
设抛物线的函数解析式为y=a(x-2)2+3.
把A(8,0)代入,得36a+3=0,解得a=-,
∴抛物线的函数解析式为y=-(x-2)2+3.
当x=0时,y=-×4+3=>2.44,
∴球不能射进球门.
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6. 在一次足球训练中,小明从球门正前方8 m的点A处射门,球射向球门的路线呈抛物线形.当球飞行的水平距离为6 m时,球达到最高点,此时球离地面3 m.已知球门OB的高为2.44 m,现以O为原点建立如图所示的平面直角坐标系.
(2)对本次足球训练进行分析,
若射门路线的形状、最大高度
均保持不变,则小明应该带球
向正后方移动多少米射门,才能使足球经过点O正上方2.25 m处?
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解:设小明带球向正后方移动m m,则移动后的抛物线的函数解析式为y=-(x-2-m)2+3.
把(0,2.25)代入,得2.25=-(0-2-m)2+3,
解得m1=-5(舍去),m2=1,
∴小明应该带球向正后方移动1 m射门,才能使足球经过点O正上方2.25 m处.
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