内容正文:
26.4 实际问题与二次函数
第3课时 抛物线形问题
课题
抛物线形问题
课型
新授课
教学内容
教材第53页的探究2
教学目标
1.掌握二次函数模型的建立,会把实际问题转化为二次函数问题.
2.利用二次函数解决拱桥及运动中的有关问题.
3.能运用二次函数的图象与性质进行决策.
教学重难点
教学重点:建坐标系解决拱桥问题。
教学难点:建立适当的坐标系解决抛物线形实际问题。
教 学 过 程
备 注
1.创设情境,引入课题
现实生活中你一定见过各式各样的抛物线形拱桥(如图)吧?能不能利用二次函数的知识解决与之相关的问题呢?
2.探索新知,归纳知识
【探究】一座抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面4 m时,水面宽10 m. 突降暴雨后水面上升1 m时,此时水面宽度为多少?
【师生活动】教师分析:
(1) 建立合适的平面直角坐标系;
(2) 将实际建筑数学化,数字化;
(3) 明确具体的数量关系,如函数解析式;
(4) 分析所求问题,代入解析式求解。
教师提出问题:
(1)水面下降1m的含义是什么?怎样把距离转化成坐标?如何求宽度增加多少?你能先在图中建立一个恰当的平面直角坐标系,使抛物线形拱桥转化为坐标系中的抛物线吗?
(2)你还有其他的解决方法吗?
学生完成并交流展示.
解:以拱顶为坐标原点建立如图所示的直角坐标系.
设抛物线解析式为y=ax2.
将点(5,-4)代入解析式,
可得-4=a×52.解得a =−.
因此,这条抛物线对应的二次函数
为y=−x2.
当水面上升1 m时,水面的纵坐标为-3.
所以当y=−3时,x=±,
因此,此时水面宽度为5√3 m.
【归纳】1.将线段长度转化为点的坐标问题.
2.利用点的坐标以及抛物线的特点,设出函数解析式并求解.
3.利用函数解析式求点的坐标,转化为线段的长度.
3.学以致用,应用新知
【例1】如图是一个横断面为抛物线形状的拱桥,当水面宽4米时,拱顶(拱桥洞的最高点)离水面2米.水面下降1米时,水面的宽度为________米.
解析:如图,建立直角坐标系,设这条抛物线为y=ax2,把点(2,-2)代入,得-2=a×22,a=-,∴y=-x2,当y=-3时,-x2=-3,x=±.故答案为2.
答案:2
【例2】如图,小明的父亲在相距2 m的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方A,B距地面高都是2.5 m,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1 m的小明距较近的那棵树0.5 m时,头部刚好接触到绳子C处,求绳子的最低点距地面的距离为多少米?
解:建立如图所示的平面直角坐标系.可设它的函数解析式为y=ax2+k.把B(1,2.5),C(-0.5,1)代入,可求得a=2,k=0.5,∴抛物线的解析式为y=2x2+0.5.∵a=2>0,∴y有最小值,∴当x=0时,y最小=0.5.
答:绳子的最低点距地面的距离为0.5m.
4.随堂训练,巩固新知
(1)欢欢在今年的校运会跳远比赛中跳出了满意的一跳,函数h=3.5t-4.9t2(t的单位:s,h的单位:m)可以描述她跳跃时重心高度随时间的变化关系,则她起跳后到重心到达最高时所用的时间是___s.
答案:
(2)某学校九年级的一场篮球比赛中,如图,队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高m,与篮圈中心的水平距离为7m,当球出手后水平距离为4m时到达最大高度4m,设篮球运行轨迹为抛物线,篮圈距地面3m.
①建立如图所示的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?
②此时,若对方队员乙在甲面前1m处跳起盖帽拦截,已知乙的最大摸高为3.1m,则他能否获得成功?
解:①能投中;
②当x=1时,y=3<3.1,∴能成功.
5.课堂小结,自我完善
利用二次函数解决抛物线形问题的一般步骤:
①建立适当的直角坐标系;②写出抛物线上的关键点的坐标;③运用待定系数法求出函数解析式;④求解数学问题;⑤求解抛物线形实际问题。
6.布置作业
课本P54练习。
二次函数在拱桥等抛物线型问题中的应用也十分广泛。
在解决呈抛物线形状的实际问题时,通常的步骤是:(1)建立合适的平面直角坐标系;(2)将实际问题中的数量转化为点的坐标;(3)设出抛物线的解析式,并将点的坐标代入函数解析式,求出函数解析式;(4)利用函数关系式解决实际问题.
引导学生独立完成并交流,教师适时指点。
学生独立完成,教师巡视指导,了解学生掌握情况,并集中订正。
板书设计
抛物线形问题
利用二次函数可以求各种抛物线型问题。
教后反思
教学过程中,强调学生自主探索和合作交流,经历将实际问题转化为函数问题,并利用函数的性质进行决策。
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