拱桥问题与运动中的抛物线

抛物线定义的应用抛物线是一种常见的数学曲线，在数学、物理、工程等领域都有广泛的应用。

本文将从物理和工程两个方面介绍抛物线的应用。

一、物理领域的抛物线应用1. 自由落体：当物体在重力作用下自由下落时，其运动轨迹就是一个抛物线。

例如，投掷物体时，抛出物体的轨迹会形成一个抛物线。

这个原理也应用在许多运动项目中，如篮球、棒球等。

运动员通过调整投掷的力和角度，使得物体的轨迹正好落在目标位置上。

2. 抛物线反射：抛物线的一个重要性质是，入射光线与抛物线的切线之间的夹角等于反射光线与切线之间的夹角。

这个原理被应用在一些光学设备中，如卫星接收天线、反射式望远镜等。

通过将反射面设计成抛物线形状，可以使得入射光线聚焦在焦点上，从而提高接收或观察的效果。

二、工程领域的抛物线应用1. 桥梁设计：在桥梁的设计中，抛物线被广泛应用于拱桥的设计。

拱桥的主拱一般采用抛物线形状，这是因为抛物线能够有效地将桥上的荷载传递到桥墩上，使得整个桥梁结构更加稳定。

2. 投影仪：在投影仪中，抛物线镜头被用于调节光线的聚焦效果。

通过将光源放置在抛物线的焦点上，可以使得光线经过反射后成为平行光线，从而实现清晰的投影效果。

3. 喷泉设计：在喷泉的设计中，抛物线形状的水流可以使得水流的高度和方向更加稳定。

通过调整喷泉的喷水口和喷水角度，可以使得水流形成优美的抛物线形状，给人以美的享受。

抛物线在物理和工程领域都有广泛的应用。

在物理领域，抛物线可以描述自由落体运动和光线的反射规律。

在工程领域，抛物线则被应用于桥梁设计、投影仪和喷泉等领域。

通过合理地应用抛物线，可以使得物体的运动更加稳定，光线的聚焦效果更好，工程结构更加坚固。

因此，对于研究和应用抛物线的研究人员和工程师来说，抛物线是一种非常有用的数学工具。

抛物线的应用于实际问题抛物线是一种经典的曲线，其在数学和物理领域有广泛的应用。

在实际问题中，抛物线的应用涉及到许多不同的领域，包括物理学、工程学、建筑学等。

以下将介绍一些抛物线在实际问题中的应用。

物理学在物理学中，抛物线经常用于描述物体在自由落体运动或抛体运动中的轨迹。

抛物线的特点使得它成为描述这些运动的理想模型。

例如，当一个物体从一定高度以一定的速度水平抛出时，其运动轨迹会形成一个抛物线。

这种模型可以帮助我们计算物体的飞行距离、落地点等重要信息。

工程学在工程学中，抛物线的应用也非常广泛。

例如，在建筑设计中，抛物线的形状经常用于设计门廊、拱桥等具有美观和稳定性要求的结构。

抛物线的特点使得其能够有效分散荷载并提供均匀的支撑力。

此外，数学上的抛物线方程也可以在工程设计中用于优化管道、路面等结构的设计。

建筑学在建筑学中，抛物线的应用同样十分重要。

抛物线的形状可以用于设计屋顶、拱门等建筑元素。

抛物线的特点使得其能够分散荷载并提供良好的结构稳定性。

此外，抛物线还被广泛应用于建筑中的照明设计。

利用抛物面反射的特性，可以将光线集中到一个焦点上，提高照明效果。

数学教育抛物线作为一个经典的数学曲线，也在数学教育中扮演重要的角色。

通过教学抛物线的基本概念和性质，可以培养学生的几何直观和空间想象能力。

此外，数学教育中的抛物线应用也包括了一些有趣的问题，如求解一个物体在一堵抛物线墙上的反射角度等。

抛物线作为一种具有特殊性质的曲线，其在实际问题中有着广泛的应用。

从物理学的运动轨迹到工程设计的结构稳定性，从建筑元素的美观性到教育教学的重要性，抛物线在多个领域中发挥着重要作用。

进一步研究抛物线的应用，有助于我们更好地理解和运用这一曲线的特性。

第3课时 拱桥问题和运动中的抛物线知识点：利用二次函数解决抛物线的问题，如隧道、大桥和拱门等，要恰当地建立平面直角坐标系，从而确定抛物线的解析式，然后利用抛物线的性质解决实际问题。

一、选择1．图（1）是一个横断面为抛物线形状的拱桥，当水面在l 时，拱顶（拱桥洞的最高点）离水面2m ，水面宽4m ．如图（2）建立平面直角坐标系，则抛物线的关系式是（ ）A ．y=-2x 2B ．y=2x 2C 、212y x =-D 、212y x =第1题 第2题 第3题 第4题2、有长24m 的篱笆，一面利用围墙围城如图中间隔有一道篱笆的矩形花圃，设花圃的垂直于墙的一边长为xm ，面积是sm 2，则s 与x 的关系式是（ ）A 、2324s x x =-+B 、2224s x x =-+C 、2324s x x =--D 、2224s x x=-+米，则铅球运行路线的解析式为（ ）B 、y 、国家决定对某药品价格分两次降价，若设平均每次降价的百分率为A 、y=36（1-x ） B 、y=36（1+x ）C 、218(1)y x =+D 、218(1)y x =-7、如图，正方形ABCD 的边长为1，E 、F 分别是边BC 和CD 上的动点（不与正方形的顶点重合），不管E 、F 怎样动，始终保持AE ⊥EF ．设BE=x ，DF=y ，则y 是x 的函数，函数关系式是（ ）A 、1y x =+B 、1y x =-C 、21y x x =-+D 、21y x x =--第5题 第7题 第8题8、某广场有一喷水池，水从地面喷出，如图，以水平地面为x 轴，出水点为原点，建立平面直角坐标系，水在空中划出的曲线是抛物线y=-x 2+4x （单位：米）的一部分，则水喷出的最大高度是（ ）A 、4米B 、3米C 、2米D 、1米二、填空题厘米，面积随之增加平方厘米，米，现把它第10题 第13题 第14题 第15题3、二次函数2y ax bx c =++中，2b ac =，且x=0时y=4,则y 的最（大或小）值=4、将一条长为20cm 的铁丝剪成两段，并以每一段铁丝的长度为周长各做一个正方形，则这两个正方形的面积之和的最小值是5、如图，一小孩将一只皮球从A 处抛出去，它经过的路线是某个二次函数图像的一部分，如果他的出手处A 距地面OA 为1m ，球路的最高点为B （8,9），则这个二次函数的表达式为 ，小孩将球抛出约 米。

）若商场平均
子可以使橙子的总产量在20
某类产品按质量共分为生产最低档次产品每件利润为
奶，
x
万元用于修建一条公路，两年修成，通车前该特产只能在当年中，该特产既在本地销售，也在外地销售．在外地销售的投资收益为：每投
代入解析式可得出此抛物
，正
，求水面在正常水位基础上上涨多少米时，就会影响过往船只航行。

1m水面的宽度是多少?(结
现测得，当水面宽时，涵洞顶点与水面
？
．4m．请判断这辆汽车能否
在水池中央垂直于水面处安装一个柱子OA 水流在各个方向沿形状相同的抛物线路线落下，为使水流形状较为漂亮，要求设计成水流在
处出手时离地面20/9 m,与篮筐中心
4m（B处）,设篮球运行的路线
已知乙跳起后摸到的最大高度为 3.19m,他如何做才能盖
有一辆载有长方体体状集装箱的货车要想通过洞拱横截面为抛物线的隧道，如图1，已知沿
2.4m；集装箱顶部离地面
所示，现测得，当水面宽AB＝1.6m
ED是多少?是否会超过。

第二十一讲拱桥问题和运动中的抛物线【学习目标】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．【新课讲解】知识点1：利用二次函数解决实物抛物线形问题建立二次函数模型解决实际问题的基本步骤(1)实际问题。

（2）建立二次函数模型。

（3）利用二次函数的图象和性质求解。

（4）确定实际问题的解。

【例题1】有一座抛物线形拱桥，正常水位时桥下水面宽度为 20 m，拱顶距离水面 4 m．如图所示的直角坐标系中，求出这条抛物线表示的函数的解析式；【答案】见解析。

【解析】设该拱桥形成的抛物线的解析式为y=ax2.∵该抛物线过(10,-4),∴-4=100a，a=-0.04∴y=-0.04x2.知识点2：利用二次函数解决运动中抛物线型问题【例题2】悬索桥两端主塔塔顶之间的主悬钢索，其形状可近似地看作抛物线，水平桥面与主悬钢索之间用垂直钢索连接.已知两端主塔之间的水平距离为900 m,两主塔塔顶距桥面的高度为81.5 m,主悬钢索最低点离桥面的高度为0.5 m.(1)若以桥面所在直线为x轴，抛物线的对称轴为y轴，建立平面直角坐标系，如图所示，求这条抛物线对应的函数表达式；【答案】见解析。

【解析】根据题意，得抛物线的顶点坐标为（0,0.5），对称轴为y 轴，设抛物线的函数表达式为y=ax 2+0.5. 抛物线经过点（450,81.5），代入上式，得 81.5=a •4502+0.5. 解得故所求表达式为(2)计算距离桥两端主塔分别为100m,50m 处垂直钢索的长. 解：当x=450－100=350（m ）时，得当x=450－50=400（m ）时，得拱桥问题和运动中的抛物线过关检测注意：满分100分，答题时间60分钟1．(8分)图中是抛物线形拱桥，当水面宽为4米时，拱顶距离水面2米；当水面高度下降1米时，水面宽度为多少米？【答案】【解析】建立平面直角坐标系.设二次函数的解析式为2y ax =(a ≠0). ∵图象经过点（2，-2）， ∴-2=4a ， 解得：12a =-.∴212y x =-.当y=-3时，x =答：当水面高度下降1米时，水面宽度为.【点睛】此题主要考查了二次函数的应用，根据已知建立坐标系从而得出二次函数解析式是解决问题的关键，难度一般．2．（8分）抛物线形桥拱的跨度AB 为6米，拱高为4米，求桥拱的函数关系式． 【答案】2449y x =-+（答案不唯一）． 【解析】以AB 所在直线为x 轴，AB 中点为原点建立直角坐标系， ∵AB=6 ∴AO=3∴点A 的坐标为（-3,0） 可设所求解析式为2y ax c =+， 由抛物线过和得： 解得：∴抛物线解析式为2449y x =-+（答案不唯一）． 【点睛】此题考查的是二次函数的应用，建立适当的坐标系，并利用待定系数法求二次函数解析式是解题关键．3．（10分）有一座抛物线形拱桥，桥下面在正常水位时AB 宽20m ，水位上升3m 就达到警戒线CD ，这时水面宽度为10m .（1）在如图的坐标系中，求抛物线的解析式.（2）若洪水到来时，再持续多少小时才能到拱桥顶？（水位以每小时0.2m 的速度上升）【答案】（1）2125y x =-；（2）再持续5h 到达拱桥顶. 【解析】（1）设所求抛物线的解析式为2y ax =.设，则，把D 、B 的坐标分别代入2y ax =， 得解得 ∴2125y x =-. （2）∵1b =-， ∴∴拱桥顶O 到CD 的距离为1，150.2=. 故再持续5h 到达拱桥顶.【点睛】本题主要考查二次函数的应用，解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式，将实际问题抽象成二次函数的问题．4．（10分）某公司生产A 型活动板房成本是每个425元．图①表示A 型活动板房的一面墙，它由长方形和抛物线构成，长方形的长4AD m =，宽3AB m =，抛物线的最高点E 到BC 的距离为4m ．（1）按如图①所示的直角坐标系，抛物线可以用()20y kx m k =+≠表示，求该抛物线的函数表达式；（2）现将A 型活动板房改造为B 型活动板房．如图②，在抛物线与AD 之间的区域内加装一扇长方形窗户FGMN ，点G ，M 在AD 上，点N ，F 在抛物线上，窗户的成本为50元2/m ．已知2GM m =，求每个B 型活动板房的成本是多少？（每个B 型活动板房的成本＝每个A 型活动板房的成本+一扇窗户FGMN 的成本）（3）根据市场调查，以单价650元销售（2）中的B 型活动板房，每月能售出100个，而单价每降低10元，每月能多售出20个．公司每月最多能生产160个B 型活动板房．不考虑其他因素，公司将销售单价n （元）定为多少时，每月销售B 型活动板房所获利润w （元）最大？最大利润是多少？ 【答案】（1）2114y x =-+（2）500（3）n=620时，w 最大=19200元 【分析】（1）根据图形及直角坐标系可得到D,E 的坐标，代入()20y kx m k =+≠即可求解； （2）根据N 点与M 点的横坐标相同，求出N 点坐标，再求出矩形FGMN 的面积，故可求解； （3）根据题意得到w 关于n 的二次函数，根据二次函数的性质即可求解． 【详解】（1）由题可知D （2,0），E （0,1）代入到()20y kx m k =+≠得 解得∴抛物线的函数表达式为2114y x =-+； （2）由题意可知N 点与M 点的横坐标相同，把x=1代入2114y x =-+，得y=34∴N （1，34） ∴MN=34m ， ∴S 四边形FGMN =GM×MN=2×34=32， 则一扇窗户的价格为32×50=75元 因此每个B 型活动板的成本为425+75=500元；（3）根据题意可得w=(n-500)（100+20×）=-2（n-600）2+20000, ∵一个月最多生产160个， ∴100+20×≤160 解得n≥620 ∵-2＜0∴n≥620时，w 随n 的增大而减小 ∴当n=620时，w 最大=19200元．【点睛】此题主要考查二次函数的综合运用，解题的关键是熟知待定系数法、二次函数的图像与性质． 5．（10分）如图，某公路隧道横截面为抛物线，其最大高度为6米，底部宽度OM 为12米．现以O 点为原点，OM 所在直线为x 轴建立直角坐标系． （1）直接写出点M 及抛物线顶点P 的坐标； （2）求这条抛物线的解析式．【答案】（1）(12,0)M ，(6,6)P ；（2）2126y x x =-+．【分析】（1）利用现以O 点为原点，抛物线最大高度为6米，底部宽度OM 为12米，得出点M 及抛物线顶点P 的坐标即可；（2）利用顶点式将P 点M 点代入求出抛物线解析式即可． 【详解】（1）∵其最大高度为6米，底部宽度OM 为12米， ∴点M 及抛物线顶点P 的坐标分别为：M （12，0），P （6，6）． （2）设抛物线解析式为：， ∵抛物线经过点（0，0）， ∴20(06)6a =-+，即16a =-， ∴抛物线解析式为：21(6)66y x =--+，即2126y x x =-+． 【点睛】本题主要考查了二次函数的应用，利用顶点式求二次函数解析式，利用数形结合得出抛物线解析式是解题关键．6．（10分）某隧道横断面由抛物线与矩形的三边组成，尺寸如图所示.(1)以隧道横断面抛物线的顶点为原点，以抛物线的对称轴为y 轴，建立直角坐标系，求该抛物线对应的函数关系式；(2)某卡车空车时能通过此隧道,现装载一集装箱箱宽3m,车与箱共高4.5m,此车能否通过隧道?并说明理由【答案】（1）213y x =-；（2）不能通过. 【分析】（1）根据图中数据假设适当的解析式，用待定系数法求解； （2）车从中间过，即x ＝1.5，代入解析式求出y 值后，比较即可． 【详解】(1)如图，设抛物线对应的函数关系式为y=ax 2抛物线的顶点为原点，隧道宽6m ，高5m ，矩形的高为2m ， 所以抛物线过点A(−3,−3)， 代入得−3=9a ， 解得a=−13， 所以函数关系式为213y x =-(2)如果此车能通过隧道，集装箱处于对称位置，将x=1.5代入抛物线方程，得y=−0.75，此时集装箱角离隧道的底为5−0.75=4.25米，不及车与箱总高4.5米，即4.25<4.5.从而此车不能通过此隧道.【点睛】本题考查的是二次函数的应用，涉及到用待定系数法求二次函数的解析式及点的坐标、二次函数图象的性质，根据题意求出二次函数的解析式是解答此题的关键．7．（10分）如图，隧道的截面由抛物线和长方形构成，长方形的长为16m，宽为6m，抛物线的最高点C 离地面AA1的距离为8m．（1）按如图所示的直角坐标系，求表示该抛物线的函数表达式．（2）一大型汽车装载某大型设备后，高为7m，宽为4m，如果该隧道内设双向行车道，那么这辆贷车能否安全通过？【答案】(1) y=﹣132x2+8；（2）货运卡车能通过，理由见解析.【分析】（1）根据抛物线在坐标系中的特殊位置，可以设抛物线的解析式为y=ax2+6，再有条件求出a的值即可；（2）隧道内设双行道后，求出纵坐标与7m作比较即可．【详解】（1）根据题意得A（﹣8，0），B（﹣8，6），C（0，8），设抛物线的解析式为y=ax2+8（a≠0），把B（﹣8，6）代入64a+8=6解得：a=﹣1 32．抛物线的解析式为y=﹣132x2+8．（2）根据题意，把x=±4代入解析式，得y=7.5m．∵7.5m＞7m，∴货运卡车能通过．8．（10分）如图所示，某建筑物有一抛物线形的大门，小强想知道这道门的高度．他先测出门的宽度AB ＝8 m，然后用一根长为4 m的小竹竿CD竖直地接触地面和门的内壁，并测得AC＝1 m．小强画出了如图的草图，请你帮他算一算门的高度OE(精确到0.1 m)．【答案】门的高度约为9.1m【分析】根据所建坐标系，易求A 、B 、D 的坐标，因它们都在抛物线上，所以代入解析式得方程组求解，再求顶点坐标得高度OE 长．【详解】解：由题意得，抛物线过点(4,0)A -、(4,0)B 、(3,4)D -， 设，把(3,4)D -代入， 得4(34)(34)a =-+--， 解得47a =-， 4(4)(4)7y x x ∴=-+-．令0x =得647y =，即64(0,)7， 649.17OE ∴=≈ 门的高度约为9.1m ．【点睛】本题考查了二次函数的实际应用，根据所建坐标系及图形特点，选择合适的函数表达式形式，有利于减小计算量．本题选取交点式较简便．9.（12分）如图，是某市一条河上一座古拱挢的截面图，拱桥桥洞上沿是抛物线形状，抛物线拱桥处于正常水位时水面宽AB 为26m ，当水位上涨1m 时，抛物线拱桥的水面宽CD 为24m ．现以水面AB 所在直线为x 轴，抛物线的对称轴为y 轴建立直角坐标系． （1）求出抛物线的解析式；（2）经过测算，水面离拱桥顶端1.5m 时为警戒水位．某次洪水到来时，小明用仪器测得水面宽为10m ，请你帮助小明算一算，此时水面是否超过警戒水位？【答案】见解析。

22.3（4.1）---（拱桥问题）一．【知识要点】1.现实生活中的抛物线：喷射的水流、投出的篮球运动轨迹、两端固定自然下垂的绳子、一些拱桥、涵洞等，都给人留下抛物线的印象。

如果把它们放到平面直角坐标系中，结合实际数据即可求解得出抛物线的解析式，再通过二次函数的性质来解决测量问题、最值问题等.二．【经典例题】1.右图是抛物线型拱桥，当拱顶离水面2m时，水面宽4m，水面下降2m，水面宽度增加__________m。

2.（6分）如右图所示，有一座拱桥圆弧形，它的跨度为60米，拱高为18米，当洪水泛滥到跨度只有30米时，就要采取紧急措施，若拱顶离水面只有4米，即PN=4米时，•是否采取紧急措施？三．【题库】【A】1.如图，是某河上一座古拱桥的截面图，拱桥桥洞上沿是抛物线形状，抛物线两端点与水面的距离都是1m，拱桥的跨度为10m，桥洞与水面的最大距离是5m，桥洞两侧壁上各有一盏距离水面4m的景观灯，建立适当坐标系．则两盏景观灯之间的水平距离_________.【B】1.如图,某大桥有一段抛物线形的拱梁,抛物线的解析式为y=ax2+bx,小强骑自行车从拱梁一端O沿直线匀速穿过拱梁部分的桥面OC,当小强骑自行车行驶10 s时和26 s时拱梁的高度相同,则小强骑自行车通过拱梁部分的桥面OC共需_____________ s.【C】1．一位运动员投掷铅球的成绩是14m，当铅球运行的水平距离是6m时达到最大高度4m，若铅球运行的路线是抛物线，则铅球出手时距地面的高度是m．【D】1.小明和小丽先后从A地出发沿同一直道去B地．设小丽出发第xmin时，小丽、小明离B地的距离分别为y1m，y2m，y1与x之间的函数表达式是y1＝﹣180x+2250，y2与x之间的函数表达式是y2＝﹣10x2﹣100x+2000．（1）小丽出发时，小明离A地的距离为m．（2）小丽出发至小明到达B地这段时间内，①两人何时相距180m？②两人何时相距最近？最近距离是多少？。

人教版 九年级数学上册一课一练 22.3.3 拱桥问题和运动中的抛物线一．选择题1．一足球被踢出后，距离地面的高度h(米)和飞行时间t(秒)满足下列函数解析式：h ＝－(t －2)2＋5，则当足球距离地面的高度最大时，飞行时间为( ) A ．2秒 B ．3秒 C ．4秒 D ．5秒2. 如图，阳光中学教学楼前喷水池喷出的抛物线形水柱，其解析式为y ＝－(x －2)2＋6，则水柱的最大高度是( )A . 2B . 4C . 6 D. 2＋63. 已知抛物线y ＝x 2＋bx ＋c 的顶点坐标为(1，－3)，则抛物线对应的函数解析式为( )A. y ＝x 2－2x ＋2B. y ＝x 2－2x －2C. y ＝－x 2－2x ＋1D. y ＝x 2－2x ＋1,4. 对于抛物线y ＝x 2－2x －1，下列说法正确的是( )A. 对称轴是直线x ＝－1B. 顶点坐标为(1，－2)C. 与x 轴交于(0，－1)D. 当x ＝1时，y 有最小值25．某店加工烤鸡时，烤鸡的口感系数y 和加工时间t (h )之间的关系式为y ＝－0.2t 2＋1.4t －2，口感系数越大，口感越好，则最佳加工时间为( )A ．3B ．3或4C ．3.5D ．3或5二．填空题1.九年级某班一女生在一次投掷实心球的测试中，实心球所经过的路线为如图的抛物线y ＝－19x 2＋23x ＋169的一部分，则该同学的成绩是 m .2.如图，一抛物线形拱桥，当拱顶到水面的距离为2 m 时，水面宽度为4 m ，那么当水位下降2 m 后，水面的宽度增加 m .3．有一个抛物线形拱桥的最大高度为16 m ，跨度为40 m ，把它放在如图所示的直角坐标系里，若要在离跨度中心点M 的距离5 m 处垂直竖一根铁柱支撑这个拱顶，铁柱的长为 m .4.小华酷爱足球运动．一次训练时，他将足球从地面向上踢出，足球距地面的高度h (m )与足球被踢出后经过的时间t (s )之间的关系为h ＝－5t 2＋12t ，则足球距地面的最大高度 是 m .三．解答题1. 如图，某运动员在2016年里约奥运会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 ＝－256x 2＋103x (图中标出的数据为已知条件)，求该运动员在空中运动时离水面的最大高度是多少.2.. 要在一个圆形广场中央修建一个音乐喷泉，在广场中央竖直安装一根水管. 在水管的顶点安一个喷水头，使喷出的抛物线水柱在与广场中央的水平距离为1 m处达到最高，且最高为3 m，水柱落地处离广场中央3 m，建立如图的直角坐标系.(1)求抛物线的解析式；(2)求水管的长度.3. 一座隧道的截面由抛物线和长方形组成，长方形的长为8 m，宽为2 m，隧道的最高点P 位于AB的中央且距地面6 m，建立如图的坐标系.(1)求抛物线的解析式；(2)一辆货车高4 m，宽2 m，通过计算说明其能否从该隧道内通过；(3)如果隧道内设双行道，那么这辆货车是否可以顺利通过？为什么？人教版九年级数学上册一课一练22.3.3 拱桥问题和运动中的抛物线参考答案一．选择题1．一足球被踢出后，距离地面的高度h(米)和飞行时间t(秒)满足下列函数解析式：h＝－(t －2)2＋5，则当足球距离地面的高度最大时，飞行时间为( A )A．2秒B．3秒C．4秒D．5秒2. 如图，阳光中学教学楼前喷水池喷出的抛物线形水柱，其解析式为y＝－(x－2)2＋6，则水柱的最大高度是( C )A. 2B. 4C. 6D. 2＋63. 已知抛物线y＝x2＋bx＋c的顶点坐标为(1，－3)，则抛物线对应的函数解析式为( B )A. y＝x2－2x＋2B. y＝x2－2x－2C. y＝－x2－2x＋1D. y＝x2－2x＋1,4. 对于抛物线y＝x2－2x－1，下列说法正确的是( B )A. 对称轴是直线x＝－1B. 顶点坐标为(1，－2)C. 与x轴交于(0，－1)D. 当x＝1时，y有最小值25．某店加工烤鸡时，烤鸡的口感系数y和加工时间t(h)之间的关系式为y＝－0.2t2＋1.4t －2，口感系数越大，口感越好，则最佳加工时间为( C)A．3 B．3或4 C．3.5 D．3或5二．填空题1.九年级某班一女生在一次投掷实心球的测试中，实心球所经过的路线为如图的抛物线y＝－19x 2＋23x ＋169的一部分，则该同学的成绩是 8 m .2.如图，一抛物线形拱桥，当拱顶到水面的距离为2 m 时，水面宽度为4 m ，那么当水位下降2 m 后，水面的宽度增加.3．有一个抛物线形拱桥的最大高度为16 m ，跨度为40 m ，把它放在如图所示的直角坐标系里，若要在离跨度中心点M 的距离5 m 处垂直竖一根铁柱支撑这个拱顶，铁柱的长为 15 m .4.小华酷爱足球运动．一次训练时，他将足球从地面向上踢出，足球距地面的高度h (m )与足球被踢出后经过的时间t (s )之间的关系为h ＝－5t 2＋12t ，则足球距地面的最大高度是 7.2 m .三．解答题1. 如图，某运动员在2016年里约奥运会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 ＝－256x 2＋103x (图中标出的数据为已知条件)，求该运动员在空中运动时离水面的最大高度是多少.解：∵y ＝－256x 2＋103x ＝－256⎝ ⎛⎭⎪⎫x －252＋23，∴y 的最大值为23.∴运动员在空中运动时离水面的最大高度为10＋23＝1023(m ).2.. 要在一个圆形广场中央修建一个音乐喷泉，在广场中央竖直安装一根水管. 在水管的顶点安一个喷水头，使喷出的抛物线水柱在与广场中央的水平距离为1 m 处达到最高，且最高为3 m ，水柱落地处离广场中央3 m ，建立如图的直角坐标系.(1)求抛物线的解析式； (2)求水管的长度.解：(1)设y ＝a(x －1)2＋3. ∵点(3,0)在此抛物线上， ∴0＝a(3－1)2＋3.解得a ＝－34，即抛物线的解析式为y ＝－34(x －1)2＋3.(2)当x ＝0时，y ＝－34(0－1)2＋3＝214.答：水管的长度是214 m .3. 一座隧道的截面由抛物线和长方形组成，长方形的长为8 m ，宽为2 m ，隧道的最高点P位于AB 的中央且距地面6 m ，建立如图的坐标系.(1)求抛物线的解析式；(2)一辆货车高4 m ，宽2 m ，通过计算说明其能否从该隧道内通过； (3)如果隧道内设双行道，那么这辆货车是否可以顺利通过？为什么？解：(1)y ＝－14(x －4)2＋6.(2)由图象可知，当y ＝4时，x 1＝4－22，x 2＝4＋22， ∴||x 1－x 2＝42>2.∴一辆货车高4 m ，宽2 m ，能从该隧道内通过. (3)由(2)知，12||x 1－x 2＝22>2，∴这辆货车可以顺利通过.。

22.3.3——拱桥问题和运动中的抛物线学习目标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．(重点)2.利用二次函数解决拱桥及运动中的有关问题．(重、难点)一、利用二次函数解决实物抛物线形问题建立二次函数模型解决实际问题的基本步骤是什么？例1、如图是一座截面图为抛物线的拱形桥，当拱顶离水面2米高时，水面l为4米.（1）以抛物线的顶点为原点，对称轴为y轴建立坐标系，求出抛物线的解析式；（2）在（1）的条件下，若水位上升1.5米时，求此时的水面宽度；（3）在（1）的条件下，若水位下降1米时，水面宽度比初始时增加多少？例2、如图1是一座抛物线型拱桥C1侧面示意图．水面宽AB与桥面长CD均为24m，点E在CD上，DE=6m，测得桥面到桥拱的距离EF为1.5m，以桥拱顶点O为原点，桥面为x轴建立平面直角坐标系．(1)求桥拱顶部O离水面的距离；(2)如图2，在(1)的条件下，桥面上方有3根高度均为4m的支柱CG，OH，DI，过相邻两根支柱顶端的钢缆是形状相同的抛物线C2，C3，其最低点与桥面CD的距离均为1m.①求出C2的解析式；②求拱桥抛物线C1与钢缆抛物线C2的竖距离的最小值．二、利用二次函数解决运动中抛物线型问题例3、如图，一名运动员在距离篮球圈中心4m（水平距离）远处跳起投篮，篮球准确落入篮圈，已知篮球运行的路线为抛物线，当篮球运行水平距离为2.5m时，篮球达到最大高度，且最大高度为3.5m，如果篮圈中心距离地面3.05m，那么篮球在该运动员出手时的高度是多少米？例4、跳绳运动中，当绳子甩到最高处时，其形状视为一条抛物线．如图是小涵与小军将绳子甩到最高处时的示意图，已知两人拿绳子的手离地面的高度都为1m，并且相距4m，现以两人的站立点所在的直线为x轴，建立如图所示的平面直角坐标系，其中小涵拿绳子的手的坐标是(0,1).身高1.50m的小丽站在绳子的正下方，且距小涵拿绳子的手1m时，绳子刚好经过她的头顶．(1)求绳子所对应的抛物线的解析式(不要求写自变量的取值范围)；(2)身高1.70m的小兵，能否站在绳子的正下方，让绳子通过他的头顶？(3)身高1.64m的小伟，站在绳子的正下方，他距小涵拿绳子的手s m，为确保绳子通过他的头顶，请直接写出s的取值范围．例5、飞机着陆后滑行的距离s(单位：m)关于滑行的时间t(单位：s)的函数解析式是s=60t−1.2t2.飞机着陆后滑行______米才能停下来．变式训练：1.公路上行驶的汽车急刹车时的行驶路程s(m)与时间t(s)的函数表达式为s=20t−5t2，当遇到紫急情况时，司机急刹车，但由于惯性，汽车要滑行______s才能停下来．t2，飞机着陆2.飞机着陆后滑行的距离y(单位：m)关于滑行时间t(单位：s)的函数解析式为y=60t−65至停下来期间的最后10s共滑行______m.课堂练习：1.军事演习在平坦的草原上进行，一门迫击炮发射的一发炮弹飞行的高度y(m)与飞行时间x(s)的关系满足y＝－x2＋10x.经过秒炮弹到达它的最高点，最高点的高度是米，经过秒炮弹落到地上爆炸了．2.烟花厂为春节特别设计了一种新型礼炮，这种礼炮的升空高度ℎ(m)关于飞行时间t(s)的函数表达式为ℎ=−3t2+12t+30，若这种礼炮在上升到最高点引爆，则从点火升空到引爆需时______s.23.某一型号飞机着陆后滑行的距离y(m)与滑行时间x(s)之间的函数关系式是y＝60x－1.5x2，该型号飞机着陆后滑行____ _m才能停下来．4.如图，庄子大桥有一段抛物线形的拱梁，抛物线的表达式为y=ax2+bx，小强骑自行车从拱梁一端O沿直线匀速穿过拱梁部分的桥面OC，当小强骑自行车行驶10秒时和26秒时拱梁高度相同，则小强骑自行车通过拱梁部分的桥面OC共需( )A. 18秒B. 36秒C. 38秒D. 46秒5.从地面竖直向上抛出一小球，小球的高度ℎ(米)与小球的运动时间t(秒)之间的关系式是ℎ=30t−5t2(0≤t≤6)，若抛出小球1秒钟后再抛出同样的第二个小球．则第二个小球抛出______秒时，两个小球在空中的高度相同．6.物理课上我们学习了竖直上抛运动，若从地面竖直向上抛一小球，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小球在空中经过的路程是40m②小球抛出3s后，速度越来越快③小球抛出3s时速度为0④小球的高度ℎ=30m时，t=1.5s其中正确的是( )A. ①②③B. ①②C. ②③④D. ②③7.一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图所示)，桥高为8米，拱高6米，跨度20米．相邻两支柱间的距离均为5米，则支柱MN的高度为__ _米．8.如图，排球运动员站在点O处练习发球，将球从O点正上方2 m的A处发出，把球看成点，其运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足关系式y＝a(x－6)2＋h.已知球网与O点的水平距离为9 m，高度为2.43 m，球场的边界距O点的水平距离为18 m.(1)当h＝2.6时，求y与x的关系式；(不要求写出自变量x的取值范围)(2) 当h＝2.6时，球能否越过球网？球会不会出界？请说明理由．。

抛物线的应用与性质抛物线是一种重要的数学曲线，具有广泛的应用和独特的性质。

本文将探讨抛物线的应用以及其相关性质。

一、抛物线的应用1. 物理学中的应用抛物线的形状与物体在重力作用下的运动轨迹密切相关。

当一个物体受到水平速度和重力的作用时，其运动轨迹将是一个抛物线。

这一现象被广泛应用于运动学、球体运动以及火箭轨迹的研究中。

2. 工程学中的应用由于抛物线的对称性和稳定特性，它被广泛应用于工程学中的设计和建筑中。

例如，拱桥的形状通常是一个抛物线，这样可以有效地分散桥墩上的重力，增强桥梁的稳定性。

此外，抛物线的形状还广泛应用于抛物面天窗、反射镜和天线的设计中。

3. 无线通信中的应用由于抛物面天线的特殊性质，它被广泛应用于无线通信系统中。

抛物面天线能够将电磁波聚焦在一个点上，从而增强信号的强度和覆盖范围。

同时，抛物面天线还可以减少杂散信号的干扰，提高无线通信的质量和稳定性。

二、抛物线的性质1. 对称性抛物线的一个重要性质是它的对称性。

对于一个标准的抛物线，其焦点、顶点和直线称为准线之间具有对称关系。

具体而言，抛物线上任意一点与焦点和准线的距离相等，这种对称性在抛物线的各种应用中起着关键作用。

2. 焦点与准线的关系焦点是抛物线的一个重要特性。

对于一个标准的抛物线，焦点是准线的中点，且与顶点的距离称为焦距。

焦点与准线的关系决定了抛物线的形状和特性。

3. 切线与斜率抛物线上的任意一点处的切线与该点的斜率密切相关。

对于一个标准的抛物线，切线与通过该点的直径垂直相交，且切线的斜率等于该点的横坐标的两倍。

这一性质在解析几何中的抛物线方程推导和曲线的切线问题中起着重要作用。

4. 集束性质由于抛物线的形状，它具有集束效应，即平行光线入射于抛物线上后会被折射到焦点上。

这一性质在光学中的抛物面镜和抛物面反射器的设计和制造中得到应用，用于集中和聚焦光线。

综上所述，抛物线作为一种重要的数学曲线，具有广泛的应用和独特的性质。

在物理学、工程学和通信领域，抛物线的应用广泛且重要。

22.3 拱桥问题和运动中的抛物线一、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．二、教学重难点：重点：会用二次函数知识解决实物中的抛物线形问题.难点：建立恰当的直角坐标系将实际问题转化为数学问题.三、教学过程：1、情境导入：如果要使运动员坐着船从圣火的拱形桥下面穿过入场，现已知拱形底座顶部离水面 2 m,水面宽 4 m,为了船能顺利通过，需要把水面下降 1 m,问此时水面宽度增加多少?解：建立如图所示坐标系设二次函数解析式为.由抛物线经过点（2，-2），可得:所以，这条抛物线的解析式为:当水面下降1m时，水面的纵坐标为:当时，, 所以，水面下降1m，水面的宽度为m.所以水面的宽度增加了m.2、知识引入： (1)根据题意建立适当的直角坐标系；(2)把已知条件转化为点的坐标；(3)合理设出函数解析式；(4)利用待定系数法求出函数解析式；(5)根据求得的解析式进一步分析、判断并进行有关的计算.3、例题讲解：例 某学校初三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209米，与篮圈中心的水平距离为7米，当球出手后水平距离为4米时到达最大高度4米，设篮球运行轨迹为抛物线，篮圈距地面3米．(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1米处跳起盖帽拦截，已知乙的最大摸高为3.1米，那么他能否获得成功？解析：这是一个有趣的、贴近学生日常生活的应用题，由条件可得到出手点、最高点(顶点)和篮圈的坐标，再由出手点、顶点的坐标可求出函数表达式；判断此球能否准确投中的问题就是判断代表篮圈的点是否在抛物线上；判断盖帽拦截能否获得成功，就是比较当x ＝1时函数y 的值与最大摸高3.1米的大小．解：(1)由条件可得到球出手点、最高点和篮圈的坐标分别为A (0，209)，B (4，4)，C (7，3)，其中B 是抛物线的顶点．设二次函数关系式为y ＝a (x －h )2＋k ，将点A、B的坐标代入，可得y＝－19(x－4)2＋4.将点C的坐标代入解析式，得左边＝右边，即点C在抛物线上，所以此球一定能投中．(2)将x＝1代入解析式，得y＝3.因为3.1＞3，所以盖帽能获得成功．4、课堂练习：公园要建造圆形的喷水池，在水池中央垂直于水面处安装一个柱子OA，O点恰在水面中心，OA=1.25米，由柱子顶端A处的喷头向外喷水，水流在各个方向沿形状相同的抛物线路线落下.为使水流较为漂亮，要求设计成水流在离OA距离为1米处达到距水面最大高度2.25米.如果不计其他因素，那么水池的半径至少要多少米，才能使喷出的水流落不到池外？5、板书设计：6、课后作业：学案。