某公园在人工湖里安装一个喷泉,在湖心处竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,喷出的水柱形状可以看作是抛物线的一部分.若记水柱上某一位置与水管的水平距离为米,与湖面的垂直高度为米.下面的表中记录了与的五组数据:
(米)
0
1
2
3
4
0.5
1.25
1.5
绿化带灌溉车的操作方案
素材1
一辆绿化带灌溉车正在作业,水从喷水口喷出,水流的上下两边缘可以抽象为两条抛物线的一部分:喷水口离开地面高1.6米,上边缘抛物线最高点离喷水口的水平距离为3米,高出喷水口0.9米,下边缘水流形状与上边缘相同,且喷水口是最高点.
素材2
路边的绿化带宽4米
素材3
绿化带正中间种植了行道树,为了防治病虫害、增加行道树的成活率,园林工人给树木“打针”,针一般打在离地面1.5米到2米的高度(包含端点).
问题解决
任务1
确定上边缘水流形状
建立如图所示直角坐标系,求上边缘抛物线的函数表达式
任务2
探究灌溉范围
灌溉车行驶过程中喷出的水能浇灌到整个绿化带吗?请说明理由
任务3
拟定设计方案
灌溉时,发现水流的上下两边缘冲击力最强,喷到针筒容易造成针筒脱落,那么请问在满足最大灌溉面积的前提下对行道树“打针”是否有影响,并说明理由;若你认为有影响,请给出具体的“打针”范围.
如何设计喷泉安全通道?
在抛物线形的喷泉水柱下设置一条安全的通道,可以让儿童在任意时间穿过安全通道时不被水柱喷到(穿梭过程中人的高度变化忽略不计).
图1为音乐喷泉,喷头的高度在垂直地面的方向上随着音乐变化而上下移动.不同高度的喷头喷出来的水呈抛物线型或抛物线的一部分,但形状相同,最高高度也相同,水落地点都在喷水管的右侧.
图2是当喷水头在地面上时(喷水头最低),其抛物线形水柱的示意图,水落地点离喷水口的距离为 , 水柱最高点离地面 .
图3是某一时刻时,水柱形状的示意图.为喷水管,为水的落地点,记长度为喷泉跨度.
安全通道在线段上,若无论喷头高度如何变化,水柱都不会进入上方的矩形区域,则称这个矩形区域为安全区域.
确定喷泉形状.
在图2中,以为原点,所在直线为轴,建立平面直角坐
标系,求出抛物线的函数表达式.
确定喷泉跨度的最小值.
若喷水管最高可伸长到 , 求出喷泉跨度的最小值.
设计通道位置及儿童的身高上限.
现在需要一条宽为的安全通道 , 为了确保进入安全通道
上的任何人都能在安全区域内,则能够进入该安全通道的人
的最大身高为多少?(精确到)