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文檔簡(jiǎn)介
浙教版中考數(shù)學(xué)第一輪專題復(fù)習(xí)講義
第三單元函數(shù)及其圖象
《第15講二次函數(shù)的應(yīng)用》
【知識(shí)梳理】
1.根據(jù)數(shù)量關(guān)系列函數(shù)表達(dá)式并求最大(小)值或設(shè)計(jì)方案
在生產(chǎn)和生活中,經(jīng)常會(huì)涉及求最大利潤(rùn),最省費(fèi)用等問(wèn)題,這類問(wèn)題經(jīng)常利用函數(shù)來(lái)解答,
其步驟一般是:先列出函數(shù)表達(dá)式,再求出自變量的取值范圍,最后根據(jù)函數(shù)表達(dá)式和自變量的
取值范圍求出函數(shù)的最大(小)值.
2.根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo),求距離、長(zhǎng)度等
在實(shí)際問(wèn)題中,有些物體的運(yùn)動(dòng)路線是拋物線,有些圖形是拋物線,經(jīng)常會(huì)涉及求距離、長(zhǎng)度
等問(wèn)題,一般可以把它轉(zhuǎn)化成求點(diǎn)的坐標(biāo)問(wèn)題.
【考題探究】
類型一利用二次函數(shù)解決拋物線形問(wèn)題
【例1][2023?溫州]一次足球訓(xùn)練中,小明從球門正前方8m的A處射門,球射向球門的路
線呈拋物線.當(dāng)球飛行的水平距離為6m時(shí),球達(dá)到最高點(diǎn),此時(shí)球離地面3nl.已知球門高
為2.44m,現(xiàn)以。為原點(diǎn)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式,并通過(guò)計(jì)算判斷球能否射進(jìn)球門(忽略其他因素).
(2)對(duì)本次訓(xùn)練進(jìn)行分析,若射門路線的形狀、最大高度均保持不變,則當(dāng)時(shí)他應(yīng)該帶球向正后
方移動(dòng)多少米射門,才能讓足球經(jīng)過(guò)點(diǎn)。正上方2.25m處?
例1圖
解:(1)由題意得,拋物線的頂點(diǎn)生標(biāo)為(2,3),設(shè)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x-2)2+3,
1
杷點(diǎn)A(8,0)代入,得36。+3=0,斛得a=一%,
-1
???拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=——(x—2)2+3.
o
當(dāng)x=0時(shí),y=g>2,44,??球不能射進(jìn)球門.
1
(2)設(shè)小明帶球向正后方移動(dòng)機(jī)未,則移動(dòng)后的拋物線為y=——(x—2—機(jī)產(chǎn)+3,
把點(diǎn)(0,2.25)代入,得2.25=一2(0—2—》1)2+3,
斛得7〃i=-5(舍去),帆2=1,
/.當(dāng)時(shí)他應(yīng)該帶球向正后方移動(dòng)1米射門.
變式1—1[2024?杭州模擬][問(wèn)題背景]
水火箭是一種基于水和壓縮空氣的簡(jiǎn)易火箭,通常由塑膠汽水瓶作為火箭的箭身,并把水當(dāng)作
噴射劑.圖1是某學(xué)校興趣小組制作出的一款簡(jiǎn)易彈射水火箭.
期
弋尸
:噎£節(jié)飛■:姬水平地面
薇一pTB"
圖1圖2
變式1-1圖
[實(shí)驗(yàn)操作]
為驗(yàn)證水火箭的一些性能,興趣小組同學(xué)通過(guò)測(cè)試收集了水火箭相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的水平距離x(m)
與飛行時(shí)間f(s)的數(shù)據(jù),并確定了函數(shù)表達(dá)式為x=3f.同時(shí)也收集了飛行高度y(m)與飛行時(shí)間/(s)
的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)其近似滿足二次函數(shù)關(guān)系.數(shù)據(jù)如下表:
飛行時(shí)間?(s)02468…
飛行高度y(m)010161816…
[建立模型]
任務(wù)1:(1)求y關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式.
[反思優(yōu)化]
圖2是興趣小組同學(xué)在室內(nèi)操場(chǎng)的水平地面上設(shè)置一個(gè)高度可以變化的發(fā)射平臺(tái)(距離地面的高
度為P。),當(dāng)彈射高度變化時(shí),水火箭飛行的軌跡可視為拋物線上下平移得到,線段A3為水火
箭回收區(qū)域,已知AP=42m,AB=(18V2-24)m.
任務(wù)2:⑵探究飛行距離:當(dāng)水火箭落地(高度為0m)時(shí),求水火箭飛行的水平距離.
任務(wù)3:(3)當(dāng)水火箭落到AB內(nèi)(包括端點(diǎn)A,B),求發(fā)射臺(tái)高度PQ的取值范圍.
解:(1)'.?二次曲教圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)(4,16),(8,16),
拋物線的頂點(diǎn)生標(biāo)為(6,18).
設(shè)拋物線表達(dá)式為y=a?-6)2+18.
???拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(0,0),
?二36。+18=0,斛得a=-3,
-1
?力關(guān)于,的函數(shù)表達(dá)式為y=—?—6>+18.
(2y:x=3t,?1=;,
???)=—退―6了+18
=——x2+2x.
18
當(dāng)水火徜落地(高度為0m)時(shí),
——x2+2x=0,
18
解得xi=0(不合題意,舍去),*2=36.
答:水火帶■飛行的水平跖離為36米.
(3)3殳尸。的長(zhǎng)度為c(m),
-1
則水火箱的拋物線表達(dá)式為y=——x2+2x+c.
18
①當(dāng)拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A時(shí).
VAP=42m,
.?.點(diǎn)A的生標(biāo)為(42,0),
--X422+2X42+c=0,
18
斛得c=14.
②當(dāng)拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B時(shí).
VAP=42m,AB=(18V2-24)m,
.,.^=(18+1872)111,
/,點(diǎn)5的金標(biāo)為(18+18V2,0),
,--X(18+18V2)2+2X(18+18V2)+C=0,
斛得c=18.
;人火箱落到A5內(nèi)(包括端點(diǎn)A,B),
.?.14<c<18.
答:發(fā)射臺(tái)高度尸。的取值范圍是14mWPQW18m.
變式1—2某游樂(lè)場(chǎng)的圓形噴水池中心。有一雕塑。4從A點(diǎn)向四周噴水,噴出的水柱為拋物
線,且形狀相同.如圖,以水平方向?yàn)閤軸,。為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,點(diǎn)A在y軸上,x軸上
的C,。為水柱的落水點(diǎn),水柱所在拋物線(第一象限部分)的函數(shù)表達(dá)式為y=—:(x—5產(chǎn)+6.
⑴求雕塑高0A.
(2)求落水點(diǎn)C,。之間的距離.
(3)若需要在。。上的點(diǎn)E處豎立雕塑ER0E=10m,EF=1.8m,EfUOD問(wèn):頂部口是否會(huì)
碰到水柱?請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明.
解:(1)由題意得,點(diǎn)A在拋物線上.
當(dāng)x=0時(shí),j=--(0—5)2+6=——+6=—,
666
11
:.OA=-m.
6
11
答:雕塑高OA為m.
6
(2)由題意得,點(diǎn)。在拋物線上.
當(dāng)y=0時(shí),一'(X—5)2+6=0>
斛得X1=1I,X2=-1(不合題意,舍去),
,OD=Um,:.CD=2OD^22m.
答:落水點(diǎn)C,D之間的距離為22m.
(3)不會(huì).
當(dāng)x=10時(shí),j=-i(10-5)2+6=-^+6=^>1.8.
答:頂部F不會(huì)碰到水柱.
類型二利用二次函數(shù)求最值問(wèn)題
【例2】為了落實(shí)勞動(dòng)教育,某學(xué)校邀請(qǐng)農(nóng)科院專家指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小番茄的種植,經(jīng)過(guò)試驗(yàn),其
平均單株產(chǎn)量y千克與每平方米種植的株數(shù)X(2WXW8,且x為整數(shù))構(gòu)成一種函數(shù)關(guān)系.每平方
米種植2株時(shí),平均單株產(chǎn)量為4千克;以同樣的栽培條件,每平方米種植的株數(shù)每增加1株,
單株產(chǎn)量減少0.5千克.
(1)求y關(guān)于x的函數(shù)表達(dá)式.
(2)每平方米種植多少株時(shí),能獲得最大的產(chǎn)量?最大產(chǎn)量為多少千克?
解?每平方米種植的株數(shù)每增加1株,單株產(chǎn)量減少0.5千克,
/.j=4—0.5(x—2)=-0.5x+5,
/.j關(guān)于x的法數(shù)表達(dá)式為y=-0.5x+5(2WxW8,且x為整數(shù)).
(2)設(shè)每平方米小番茄的產(chǎn)量為W千克,
由題意,得W=x(—0.5x+5)=-0.5x2+5x=-0.5(x—5)2+12.5.
,:-0.5<0,
.,.當(dāng)x=5時(shí),W取最大值,最大值為12.5.
答:每平方米種植5株時(shí),能獲得最大的產(chǎn)量,最大產(chǎn)量為12.5千克.
變式2[2024?南充]2024年“五一”假期期間,間中古城景區(qū)某特產(chǎn)店銷售A,3兩類特產(chǎn).A
類特產(chǎn)進(jìn)價(jià)50元/件,3類特產(chǎn)進(jìn)價(jià)60元/件.已知購(gòu)買1件A類特產(chǎn)和1件B類特產(chǎn)需132元,
購(gòu)買3件A類特產(chǎn)和5件3類特產(chǎn)需540元.
(1)求A類特產(chǎn)和3類特產(chǎn)每件的售價(jià)各是多少元.
(2)4類特產(chǎn)供貨充足,按原價(jià)銷售每天可售出60件.市場(chǎng)調(diào)查反映,若每降價(jià)1元,每天可多售
出10件(每件售價(jià)不低于進(jìn)價(jià)).設(shè)每件A類特產(chǎn)降價(jià)x元,每天的銷售量為y件,求y與x的函
數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量x的取值范圍.
(3)在⑵的條件下,由于3類特產(chǎn)供貨緊張,每天只能購(gòu)進(jìn)100件且能按原價(jià)售完.設(shè)該店每天銷
售這兩類特產(chǎn)的總利潤(rùn)為1P元,求1y與x的函數(shù)關(guān)系式,并求出每件A類特產(chǎn)降價(jià)多少元時(shí)總
利潤(rùn)w最大,最大利潤(rùn)是多少元(利潤(rùn)=售價(jià)一進(jìn)價(jià)).
解:(1)設(shè)每件A類特產(chǎn)的售價(jià)為x元,則每件B類特產(chǎn)的售價(jià)為(132—x)元.
由題意,得3x+5(132-x)=540,斛得x=60,
132-60=72(元).
答:A類特產(chǎn)的售價(jià)為60元/件,B類特產(chǎn)的售價(jià)為72元/件.
(2)j=60+10x=10x+60(0<x<10).
(3)w=(60-50-x)(10x+60)+100X(72-60)
=-10x2+40x+l800=-10(x-2)2+l840.
V-10<0,...當(dāng)x=2時(shí),訕有最大值1840.
答:A類特產(chǎn)每件售價(jià)降價(jià)2元時(shí),每天銷售利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)為1840元.
類型三二次函數(shù)在幾何圖形中的應(yīng)用
【例3】[2024?湖北]學(xué)校要建一個(gè)矩形花圃,其中一邊靠墻(不超出墻),另外三邊用籬笆圍成.
已知墻長(zhǎng)42米,籬笆長(zhǎng)80米設(shè)垂直于墻的邊A3長(zhǎng)為x米,平行于墻的邊為y米,圍成的
矩形面積為S平方米.
(1)求y與x,S與x的關(guān)系式.
⑵圍成的矩形花圃面積能否為750平方米?若能,求出x的值;若不能,說(shuō)明理由.
(3)圍成的矩形花圃面積是否存在最大值?若存在,求出這個(gè)最大面積,并求出此時(shí)x的值.
/〃〃〃〃"〃〃〃〃〃〃"〃〃〃〃
AD
B1--------------1c
例3圖
解:(1)由題意,得2x+y=80,
2x+80.
由0V—2x+80W42,且x>0,得19WxV40.
由題意,得S=A5?5C=x(-2x+80),
/.S=-2x2+80x.
(2)能.
令5=—2必+80%=750,
解得xi=15(舍去),X2=25.
答:圍成的矩形花圃的面積能為750平方米,x的值為25.
(3)S=-2x2+80x=-2(x-20)2+800.
又,.?一2V0,且19WxV40,
:.當(dāng)x=20時(shí),S取■最大值800.
答:圉成的矩形花圃面積存在最大值,最大面積為800平方米,此時(shí)x的值為20.
變式3某植物園有一塊足夠大的空地,其中有一堵長(zhǎng)為a(m)的墻,現(xiàn)準(zhǔn)備用20m的籬笆圍兩
間矩形花圃,中間用籬笆隔開(kāi).小俊設(shè)計(jì)了如圖1和圖2的兩種方案:
B'--------------------------------------IC
圖1圖2
變式3圖
圖1中AD的長(zhǎng)不超過(guò)墻長(zhǎng);圖2中AD的長(zhǎng)大于墻長(zhǎng).若。=6,
(1)按圖1的方案,要圍成面積為25m2的花圃,AD的長(zhǎng)為多少米?
(2)按圖2的方案,能圍成的矩形花圃的最大面積為多少?
解:⑴設(shè)AB的長(zhǎng)為x(m),則AD的長(zhǎng)為(20—3x)m.
由題意,得x(20—3x)=25,
解得Xl=5,X2=~-
當(dāng)x=5時(shí),AD=5<6,符合題意;
當(dāng)*=三時(shí),AD=15>6,不題意,舍去.
答:按圖1的方案,要圉成面積為25m2的花圃,AZ>的長(zhǎng)為5m.
(2)設(shè)5c的長(zhǎng)為x(m),矩形花圃的面積為y(m2),則
AB=|[20-x一(x-6)]=償-I")1n.
由題意,得y=x(g—|久)=一|爐+爭(zhēng):
=一沁-£)2+詈(x>6).
2
v--<o,
3
當(dāng)%=?時(shí),y有最大值mU
26
答:按圖2的方案,能圉成的矩形花圃的最大面積為二mZ
6
【課后作業(yè)】
1.[2024,天津]從地面豎直向上拋出一小球,小球的高度力(單位:m)與小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間/(單位:s)
之間的關(guān)系式是/?=30/—5尸(0WfW6).有下列結(jié)論:
①小球從拋出到落地需要6s;
②小球運(yùn)動(dòng)中的高度可以是30m;
③小球運(yùn)動(dòng)2s時(shí)的高度小于運(yùn)動(dòng)5s時(shí)的高度.
其中,正確的結(jié)論是(A)
A.①②B.②③
C.①③D.①②③
【解析】令/i=0,貝!130/-5於=0,
斛得,1=0,打=6,
,小球隊(duì)拋出到落地需要6s,故①正確.
/i=30/—5產(chǎn)=-5儼一6力=一5?—3產(chǎn)+45.
V-5<0,...當(dāng)t=3時(shí),/I有最大值,最大值為45,
二小球運(yùn)動(dòng)中的嵩度可以是30m,故②正確.
當(dāng)f=2時(shí),71=30X2-5X4=40;
當(dāng),=5時(shí),/i=30X5-5X25=25,
二小球運(yùn)動(dòng)2s時(shí)的高度大于運(yùn)動(dòng)5s時(shí)的高度,③錯(cuò)誤.
綜上所述,正確的是①②.
2.[2023?濱州]某廣場(chǎng)要建一個(gè)圓形噴水池,計(jì)劃在池中心位置豎直安裝一根帶有噴水頭的水管,
使噴出的拋物線形水柱在與池中心的水平距離為1m處達(dá)到最高,高度為3m(如圖).若水柱落地
處離池中心的水平距離也為3m,則水管的設(shè)計(jì)高度應(yīng)為
【解析】由題意可知,(1,3)是拋物線的頂點(diǎn),
,設(shè)這段拋物線的困數(shù)表達(dá)式為j=a(x—1)2+3.
,該拋物線過(guò)點(diǎn)(3,0),
/.0=a(3-l)2+3,斛得“=一',
4
?,?J=—|(x-1)2+3.
令x=0,則尸一|義(0—1)2+3=京
o
...水管的設(shè)討高度應(yīng)為Zm.
3.[2024?廣西]如圖,壯壯同學(xué)投擲實(shí)心球,出手(點(diǎn)P處)的高度OP是彳m,出手后實(shí)心球沿
一段拋物線運(yùn)行,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),水平距離是5m,高度是4m.若實(shí)心球落地點(diǎn)為M,則。"=號(hào)
第3題圖
【解析】如答圖,以。為生標(biāo)原點(diǎn),0M為x軸正半軸,。尸的y軸正半軸,建立平面直角生
標(biāo)條,由題意可知,點(diǎn)尸(0,5(5,4),其中5為拋物線頂點(diǎn).
第3題答圖
設(shè)拋物線的曲數(shù)表達(dá)式為y=a(x—5)2+4,
將點(diǎn)尸(0,代人,將得a
100
9
即拋物線的表達(dá)式為J(X—5)2+4.
100
令7=一六(*-5)2+4=0,斛得*1=m,*2=一彳舍去),
?八八.
..OM=—35m.
3
4.[2024?自貢]九(1)班勞動(dòng)實(shí)踐基地內(nèi)有一塊面積足夠大的平整空地.地上兩段圍墻A3LCD于
點(diǎn)。(如圖),其中A3上的E。段圍墻空缺.同學(xué)們測(cè)得AE=6.6m,OE=1Am,OB=6m,OC
=5m,3nl.班長(zhǎng)買來(lái)可切斷的圍欄16m,準(zhǔn)備利用已有圍墻圍出一塊封閉的矩形菜地,
則該菜地最大面積是46.4n?.
cr
i1:三?
AE0B
從
第4題圖
【解析】要使該矩形菜地面積最大,則要利用和OC構(gòu)成矩形.
設(shè)矩形在射線。4上的一段長(zhǎng)為x(m),矩形菜地面積為S(m2).
當(dāng)x<8時(shí),如答圖1.
第4題答圖1
16-X-1.4+519.6—%
則在射線。。上的長(zhǎng)為
22
則S=x?-|x2+9.8x=-i(x-9.8)2+48.02,
V--<0,
2
;?當(dāng)x<9.8時(shí),S隨工的增大而增大,
**?當(dāng)x=8時(shí),S的最大值為46.4;
當(dāng)x>8時(shí),如答圖2,
X
C?|
AE0B
Di
第4題答圖2
則矩形菜園的周長(zhǎng)為16+6.6+5=27.6m,
則在射線。。上的長(zhǎng)為1竺=13.8—x,
則S=X(13.8-X)=-X2+13.8X=-(X-6.9)2+47.61.
V-KO,
.,.當(dāng)x>6.9時(shí),S隨x的增大而減小,
當(dāng)x>8時(shí),S的值均小于46.4.
綜上所述,矩形菜地的最大面積是46.4m2.
5.某景區(qū)有兩個(gè)景點(diǎn)需購(gòu)票游覽,售票處出示的三種購(gòu)票方式如下:
方式1:只購(gòu)買景點(diǎn)A,30元/人;
方式2:只購(gòu)買景點(diǎn)3,50元/人;
方式3:景點(diǎn)A和3聯(lián)票,70元/人.
預(yù)測(cè),四月份選擇這三種購(gòu)票方式的人數(shù)分別有2萬(wàn)、1萬(wàn)和1萬(wàn).為增加收入,對(duì)門票價(jià)格進(jìn)
行調(diào)整,發(fā)現(xiàn)當(dāng)方式1和2的門票價(jià)格不變時(shí),方式3的聯(lián)票價(jià)格每下降1元,將有原計(jì)劃只
購(gòu)買A門票的400人和原計(jì)劃只購(gòu)買3門票的600人改為購(gòu)買聯(lián)票.
(1)若聯(lián)票價(jià)格下降5元,則購(gòu)買方式1門票的人數(shù)有1.8萬(wàn)人,購(gòu)買方式2門票的人數(shù)有0.7
萬(wàn)人,購(gòu)買方式3門票的人數(shù)有1.5萬(wàn)人請(qǐng)計(jì)算門票總收入有多少萬(wàn)元?
(2)當(dāng)聯(lián)票價(jià)格下降x(元)時(shí),請(qǐng)求出四月份的門票總收入鞏萬(wàn)元)關(guān)于式元)之間的函數(shù)表達(dá)式,
并求出聯(lián)票價(jià)格為多少元時(shí),四月份的門票總收入最大?最大是多少?
解:(1)1.8X30+0.7X50+(70-5)X1.5=186.5(萬(wàn)元).
答:門票總收入有186.5萬(wàn)元.
(2)由題意,得)v=30(2-0.04x)+50(l-0.06x)+(70-x)(l+0.04x+0.06x)=-0.1x2+1.8x+180
=-0.1(x-9)2+188.1.
V-0.K0,
當(dāng)x=9時(shí),w取最大值,最大值為188.1>
此時(shí)70—9=61(元).
答:四月份的門票總收入w(萬(wàn)元)關(guān)于x(元)之間的函數(shù)表達(dá)式為w=-0.1x2+1.8x+180,族票
價(jià)格為61元時(shí),四月份的門票總收入最大,最大是188.1萬(wàn)元.
6.如圖1,一小球從斜面頂端由靜止開(kāi)始沿斜面下滾,呈勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),速度每秒增加2cm/s;
然后在水平地面上繼續(xù)滾動(dòng),呈勻減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),滾動(dòng)速度每秒減少0.8cm/s.速度o(cm/s)與時(shí)
間小)的關(guān)系如圖2中的實(shí)線所示.(提示:根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可知,物體勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的路程=平均
速度方X時(shí)間/,方=然£其中方是開(kāi)始時(shí)的速度,口是/秒時(shí)的速度,勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的路程
和平均速度類似可得)
(1)若〃=8時(shí),求解下面問(wèn)題.
①求m的值.
②寫出滾動(dòng)的路程s(cm)關(guān)于滾動(dòng)時(shí)間f(s)的函數(shù)表達(dá)式.
(2)若小球滾動(dòng)的最大路程為350cm,則小球在水平地面上滾動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間?
解:(1)①當(dāng)0W/W8時(shí),小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系為v=2t.
當(dāng)r=8時(shí),0=16.
,小球在地面上滾動(dòng)的速度每秒減少0.8cm/s,
...小球在地面上滾動(dòng)的速度為r=16—0.8(^—8).
當(dāng)0=0時(shí),t=28,即m=28.
②小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間范圉是0W/W8,在斜面上的平均速度為方=寫”=/,
...小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)路程為s=t2.
當(dāng)8V/W28時(shí),小球在地面上運(yùn)動(dòng)的速度為0=16—0.8?—8),
[6-I—
...小球在地面上運(yùn)動(dòng)的平均速度為了=-y-=-0.4^4-19.2,
二小球運(yùn)動(dòng)的路程為s=82+(-0.4/+19.2)(t~8)=-0.4(^-28)2+224.
(t2,(0<t<8)
綜上所述,s=1
l-0.4(t-28)29+224.(8<t<28)
(2"殳小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為n(s),
則小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度為v=2n,小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的平均速度為方=〃,小球在斜面上運(yùn)
動(dòng)的路程為s'=n2,
-277,+t/
f
;?小球在地面上運(yùn)動(dòng)的速度為v
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