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一种酒杯的形状可由抛物线x2=2py(p>0)绕y轴旋转而成,将长为l的玻璃棒(质地均匀)随意地放人酒杯内(杯壁足够高,能没入玻璃棒),试确定玻璃棒的平衡位置.
分析:确定平衡位置,即求玻璃棒中点M到x轴距离的最小值,可利用抛物线的定义进行简单求解.
解答:解:当AB=l≥2p时,AB可以经过焦点F(0,
p
2
),
如图所示,BB′=BF,AA′=AF,
∴l=AB≤AF+BF=AA′+BB′=2MM′=2(d+
p
2

dmin=
l-p
2
(d表示点M到x轴的距离)
当AB=l<2p,即AB平行于x轴时,点M到x轴的最小距离为dmin=
l2
8p
点评:本题考查抛物线的定义,考查学生分析和解决问题的能力,属于中档题.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

一只酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的函数解析式是y=
x22
(0≤y≤20),在杯内放一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r的取值范围是
 

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科目:高中数学 来源:设计选修数学-1-1苏教版 苏教版 题型:044

小明家中有两种酒杯,一种酒杯的轴截面是等腰直角三角形,称之为直角酒杯(如图1),另一种酒杯的轴截面近似一条抛物线,杯口宽4 cm,杯深为8 cm(如图2),称之为抛物线酒杯.

(1)请选择适当的坐标系,求出抛物线酒杯的方程.

(2)一次,小明在游戏中注意到一个现象,若将一些大小不等的玻璃球依次放入直角酒杯中,则任何玻璃球能触及酒杯杯底.但若将这些玻璃球放入抛物线酒杯中,则有些小玻璃不能触及酒杯杯底.小明想用所学过数学知识研究一下,当玻璃球的半径r为多大值时,玻璃球一定会触及酒杯杯底部.你能帮助小明解决这个问题吗?

(3)在抛物线酒杯中,放入一根粗细均匀,长度为2 cm的细棒,假设细棒的端点与酒杯壁之间的摩擦可以忽略不计,那么当细棒最后达到平衡状态时,细棒在酒杯中位置如何?

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科目:高中数学 来源:选修设计数学1-1北师大版 北师大版 题型:044

小明家中有两种酒杯,一种酒杯的轴截面是等腰直角三角形,称之为直角酒杯(如图(1)),另一种酒杯的轴截面近似一条抛物线,杯口宽4 cm,杯深为8 cm(如图(2)),称之为抛物线酒杯.

(1)请选择适当的坐标系,求出抛物线酒杯的方程.

(2)一次,小明在游戏中注意到一个现象,若将一些大小不等的玻璃球依次放入直角酒杯中,则任何玻璃球能触及酒杯杯底.但若将这些玻璃球放入抛物线酒杯中,则有些小玻璃球能触及酒杯杯底.小明想用所学过的数学知识研究一下,当玻璃球的半径r为多大值时,玻璃球一定会触及酒杯杯底部.你能帮助小明解决这个问题吗?

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科目:高中数学 来源: 题型:

小明家中有两种酒杯,一种酒杯的轴截面是等腰直角三角形,称之为直角酒杯,另一种酒杯的轴截面近似一条抛物线,杯口宽4 cm,杯深为8 cm,称之为抛物线酒杯.

(1)请选择适当的坐标系,求出抛物线酒杯的方程.

(2)一次,小明在游戏中注意到一个现象,若将一些大小不等的玻璃球依次放入直角酒杯中,则任何玻璃球都不能触及酒杯杯底.但若将这些玻璃球放入抛物线酒杯中,则有些小玻璃球能触及酒杯杯底.小明想用所学数学知识研究一下,当玻璃球的半径r为多大值时,玻璃球一定会触及酒杯杯底.你能帮助小明解决这个问题吗?

(3)在抛物线酒杯中,放入一根粗细均匀、长度为2 cm的细棒,假设细棒的端点与酒杯壁之间的摩擦可以忽略不计,那么当细棒最后达到平衡状态时,细棒在酒杯中位置如何?

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