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7 [一题多解][2024张家口一模]如图是一款抛物线形落地灯筒示意图,防滑螺母C为抛物线支架的最高点,灯罩D距离地面1.5 m,最高点C距灯柱的水平距离为1.6 m,灯柱AB = 1.5 m,若茶几摆放在灯罩的正下方,则茶几到灯柱的距离AE为 ( )

A. 3.2 m
B. 0.32 m
C. 2.5 m
D. 1.6 m
A. 3.2 m
B. 0.32 m
C. 2.5 m
D. 1.6 m
答案:
A@@如图,以$AE$所在直线为$x$轴、$AB$所在直线为$y$轴建立平面直角坐标系。 - **优解**:$\because AB = DE = 1.5\ m$,$\therefore$点$B$与点$D$关于对称轴对称,$\therefore AE = 2\times1.6 = 3.2(m)$。 - **通解**:由题意知,抛物线的顶点$C$的坐标为$(1.6,2.5)$,设抛物线的表达式为$y = a(x - 1.6)^{2}+2.5$,将点$B(0,1.5)$代入得,$2.56a + 2.5 = 1.5$,解得$a = -\frac{1}{2.56}$,$\therefore$抛物线的表达式为$y = -\frac{1}{2.56}(x - 1.6)^{2}+2.5$。当$y = 1.5$时,$-\frac{1}{2.56}(x - 1.6)^{2}+2.5 = 1.5$,解得$x = 0$(舍去)或$x = 3.2$,$\therefore$茶几到灯柱的距离$AE$为$3.2\ m$。
A@@如图,以$AE$所在直线为$x$轴、$AB$所在直线为$y$轴建立平面直角坐标系。 - **优解**:$\because AB = DE = 1.5\ m$,$\therefore$点$B$与点$D$关于对称轴对称,$\therefore AE = 2\times1.6 = 3.2(m)$。 - **通解**:由题意知,抛物线的顶点$C$的坐标为$(1.6,2.5)$,设抛物线的表达式为$y = a(x - 1.6)^{2}+2.5$,将点$B(0,1.5)$代入得,$2.56a + 2.5 = 1.5$,解得$a = -\frac{1}{2.56}$,$\therefore$抛物线的表达式为$y = -\frac{1}{2.56}(x - 1.6)^{2}+2.5$。当$y = 1.5$时,$-\frac{1}{2.56}(x - 1.6)^{2}+2.5 = 1.5$,解得$x = 0$(舍去)或$x = 3.2$,$\therefore$茶几到灯柱的距离$AE$为$3.2\ m$。
8 [跨学科·物理][2024常德一模]刀削面堪称天下一绝,传统的操作方法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里. 如图,面刚被削离时与开水锅的高度差h = 0.45 m,与锅的水平距离L = 0.3 m,锅的半径R = 0.5 m. 若将削出的小面圈的运动轨迹视为抛物线的一部分,要使其落入锅中(锅的厚度忽略不计),则其水平初速度v₀不可能为(提示:h = $\frac{1}{2}$gt²,g = 10 m/s²,水平移动距离s = v₀t) ( )

A. 2.5 m/s
B. 3 m/s
C. 3.5 m/s
D. 5 m/s
A. 2.5 m/s
B. 3 m/s
C. 3.5 m/s
D. 5 m/s
答案:
D@@由题意得$\frac{1}{2}\times10t^{2}=0.45$,解得$t_{1}=0.3$,$t_{2}=-0.3$(舍去),$\because$要使其落入锅中,$\therefore L<s<L + 2R$,$\therefore0.3<s<1.3$,$\therefore0.3<v_{0}\cdot0.3<1.3$,$\therefore1<v_{0}<\frac{13}{3}$,$\because5>\frac{13}{3}$,$\therefore5\ m/s$不可能。
9 如图,在矩形ABCD中,AB = 6 m,BC = 8 m,动点P以2 m/s的速度从点A出发,沿AC向点C移动,同时动点Q以1 m/s的速度从点C出发,沿CB向点B移动,设P,Q两点移动t s(0 < t < 5)后,四边形ABQP的面积为S m².
(1)求面积S与时间t之间的函数关系式.
(2)在P,Q两点移动的过程中,四边形ABQP与△CPQ的面积能否相等?若能,求出此时点P的位置;若不能,请说明理由.

(1)求面积S与时间t之间的函数关系式.
(2)在P,Q两点移动的过程中,四边形ABQP与△CPQ的面积能否相等?若能,求出此时点P的位置;若不能,请说明理由.
答案:
解: - (1)如图,过点$P$作$PE\perp BC$于点$E$。 在$Rt\triangle ABC$中,$AC=\sqrt{AB^{2}+BC^{2}}=\sqrt{6^{2}+8^{2}} = 10$。 由题意知$AP = 2t$,$CQ = t$,则$PC = 10 - 2t$。 由$AB\perp BC$,$PE\perp BC$得$PE// AB$, $\therefore\frac{PE}{AB}=\frac{PC}{AC}$,即$\frac{PE}{6}=\frac{10 - 2t}{10}$, $\therefore PE=\frac{3}{5}(10 - 2t)=-\frac{6}{5}t + 6$, 又$\because S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}\times6\times8 = 24$, $\therefore S = S_{\triangle ABC}-S_{\triangle PCQ}=24-\frac{1}{2}t(-\frac{6}{5}t + 6)=\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24$,即$S=\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24$。 - (2)不能。理由如下: 假设四边形$ABQP$与$\triangle CPQ$的面积相等,即$S=\frac{1}{2}S_{\triangle ABC}$,则$\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24 = 12$,即$t^{2}-5t + 20 = 0$。 $\because b^{2}-4ac=(-5)^{2}-4\times1\times20<0$,$\therefore$方程无实数根, $\therefore$在$P$,$Q$两点移动的过程中,四边形$ABQP$与$\triangle CPQ$的面积不能相等。
解: - (1)如图,过点$P$作$PE\perp BC$于点$E$。 在$Rt\triangle ABC$中,$AC=\sqrt{AB^{2}+BC^{2}}=\sqrt{6^{2}+8^{2}} = 10$。 由题意知$AP = 2t$,$CQ = t$,则$PC = 10 - 2t$。 由$AB\perp BC$,$PE\perp BC$得$PE// AB$, $\therefore\frac{PE}{AB}=\frac{PC}{AC}$,即$\frac{PE}{6}=\frac{10 - 2t}{10}$, $\therefore PE=\frac{3}{5}(10 - 2t)=-\frac{6}{5}t + 6$, 又$\because S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}\times6\times8 = 24$, $\therefore S = S_{\triangle ABC}-S_{\triangle PCQ}=24-\frac{1}{2}t(-\frac{6}{5}t + 6)=\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24$,即$S=\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24$。 - (2)不能。理由如下: 假设四边形$ABQP$与$\triangle CPQ$的面积相等,即$S=\frac{1}{2}S_{\triangle ABC}$,则$\frac{3}{5}t^{2}-3t + 24 = 12$,即$t^{2}-5t + 20 = 0$。 $\because b^{2}-4ac=(-5)^{2}-4\times1\times20<0$,$\therefore$方程无实数根, $\therefore$在$P$,$Q$两点移动的过程中,四边形$ABQP$与$\triangle CPQ$的面积不能相等。
10 [新情境][2024武汉中考]16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙出水”,它是二级火箭的始祖. 火箭第一级运行路径形如抛物线,当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行. 某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程. 如图,以发射点为原点,地平线为x轴,垂直于地面的直线为y轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线y = ax² + x和直线y = -$\frac{1}{2}$x + b. 其中,当火箭运行的距离距离为9 km时,自动引发火箭的第二级.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为3.6 km,
①写出写出a,b的值.
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低1.35 km,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的距离超过超过15 km.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为3.6 km,
①写出写出a,b的值.
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低1.35 km,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的距离超过超过15 km.
答案:
解:
- (1)①$a = -\frac{1}{15}$,$b = 8.1$。
$\because y = ax^{2}+x$经过点$(9,3.6)$,$\therefore81a + 9 = 3.6$,解得$a = -\frac{1}{15}$。
$\because y = -\frac{1}{2}x + b$经过点$(9,3.6)$,$\therefore3.6 = -\frac{1}{2}\times9 + b$,解得$b = 8.1$。
②由①,得$y = -\frac{1}{15}x^{2}+x = -\frac{1}{15}(x^{2}-15x+\frac{225}{4})+\frac{15}{4}=-\frac{1}{15}(x - \frac{15}{2})^{2}+\frac{15}{4}(0\leqslant x\leqslant9)$,
$\therefore$火箭运行的最高点是$\frac{15}{4}\ km$,$\therefore\frac{15}{4}-1.35 = 2.4(km)$,
$\therefore2.4 = -\frac{1}{15}x^{2}+x$,整理,得$x^{2}-15x + 36 = 0$,解得$x_{1}=12$(舍去),$x_{2}=3$。
由①,得$y = -\frac{1}{2}x + 8.1$,
$\therefore2.4 = -\frac{1}{2}x + 8.1$,解得$x = 11.4$,
$\therefore11.4 - 3 = 8.4(km)$。
$\therefore$这两个位置之间的距离为$8.4\ km$。
- (2)当$x = 9$时,$y = 81a + 9$,
$\therefore$火箭第二级的引发点的坐标为$(9,81a + 9)$。
设火箭落地点与发射点的水平距离为$15\ km$,
$\therefore y = -\frac{1}{2}x + b$经过点$(9,81a + 9)$,$(15,0)$,
$\therefore\begin{cases}-\frac{1}{2}\times9 + b = 81a + 9\\-\frac{1}{2}\times15 + b = 0\end{cases}$,解得$\begin{cases}a = -\frac{2}{27}\\b=\frac{15}{2}\end{cases}$,
$\therefore$当$-\frac{2}{27}<a<0$时,火箭落地点与发射点的水平距离超过$15\ km$。
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