54 bài tập Hàm số bậc hai và giải bài toán bằng cách lập phương trình có lời giải

Một vật rơi từ trên đỉnh núi ở độ cao so với mặt đất là 100 mét. Quãng đường chuyển động \(S\) (mét) của vật rơi phụ thuộc vào thời gian \(t\) (giây) bởi công thức \(S = 4{t^2}\).
a) Sau 2 giây vật này cách mặt đất bao nhiêu mét?
b) Sau bao lâu vật này tiếp đất?

Một hòn đá rơi xuống một cái hang, khoảng cách rơi xuống h (tính bằng mét) được cho bởi công thức \({\rm{h}} = 9,8.{{\rm{t}}^2}\), trong đó t là thời gian rơi (tính bằng giây).
a) Hãy tính độ sâu của hang nếu mất 3 giây để hòn đá chạm đáy.
b) Nếu hang sâu 156,8 mét thì phải mất bao lâu để hòn đá chạm tới đáy.

Lực \(F\) (tính bằng đơn vị N ) của gió thổi vào cánh buồm tỷ lệ với vận tốc của gió \(({\rm{km}}/{\rm{h}})\) bằng công thức \(F = k.{v^2}\). Biết nếu vận tốc của gió là \(5\;{\rm{km}}/{\rm{h}}\) thì lực của gió thổi vào cánh buồm là 100 N.
a) Tìm hệ số \(k\).
b) Cánh buồm chỉ chịu được lực tối đa là 3000 N. Hỏi nếu vận tốc gió là \(30\;{\rm{km}}/{\rm{h}}\) thì thuyền có thể ra khơi
được không?

Biết rằng nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn được tính bởi công thức: \({\rm{Q}} = 0,24{\rm{R}}{{\rm{I}}^2}{\rm{t}}\). Trong đó \(Q\) là nhiệt lượng tính bằng \({\rm{J}},{\rm{R}}\) là điện trở tính bằng ôm \((\Omega )\), I là cường độ dòng điện tính bằng ampe \(({\rm{A}}),{\rm{t}}\) là thời gian tính bằng giây \(({\rm{s}})\). Dòng điện chạy qua một dây dẫn có điện trở \({\rm{R}} = 10\Omega \) trong thời gian 5 giây. Tính cường độ dòng điện khi nhiệt lượng tỏa ra là 180 J. (Làm tròn các kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

Vận tốc lăn \(v\) (tính bằng \({\rm{m}}/{\rm{s}})\) của một vật thể nặng \({\rm{m}}\)(tính bằng kg ) được tác động một lực \({{\rm{E}}_{\rm{k}}}\) (gọi là năng lượng Kinetic Energy, ký hiệu \({{\rm{E}}_{\rm{k}}}\), tính bằng J ) được cho bởi công thức: \({{\rm{E}}_{\rm{k}}} = \frac{{\rm{m}}}{2}{{\rm{v}}^2}\)
a) Hãy tính vận tốc của một quả banh bowling nặng 3 kg khi một người tác động một lực \({{\rm{E}}_{\rm{k}}} = 18\;{\rm{J}}\)?
b) Muốn lăn một quả bowling nặng 3 kg với vận tốc \(6\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\), thì cần sử dụng năng lượng Kinetic \({{\rm{E}}_{\rm{k}}}\) bao nhiêu Joule?

\({\rm{P}}\) là công suất (tính theo watt) cho một mạch điện được cho bởi công thức \({\rm{P}} = \frac{{{{\rm{V}}^2}}}{{\rm{R}}}\), trong đó điện áp V (tính theo volt) và \({\rm{R}}\) là điện trở trong (tính theo ohm).
a) Bóng đèn B có điện áp bằng 110 volt, điện trở trong là 88 ohm có công suất bao nhiêu?
b) Cần bao nhiêu volt để thắp sáng một bóng đèn A có công suất 100 watt và điện trở của mỗi bóng đèn là 80 ohm? (làm tròn các kết quả đến hàng đơn vị).

Sóng thần (tsunami) là một loạt các đợt sóng tạo nên khi một thể tích lớn của nước đại dương bị dịch chuyển chớp nhoáng trên một quy mô lớn. Động đất cùng những dịch chuyển địa chất lớn bên trên hoặc bên dưới mặt nước, núi lửa phun và va chạm thiên thạch đều có khả năng gây ra sóng thần. Con sóng thần khởi phát từ dưới đáy biển sâu, khi còn ngoài xa khơi, sóng có biên độ (chiều cao sóng) khá nhỏ nhưng chiều dài của cơn sóng lên đến hàng trăm km. Con sóng đi qua đại dương với tốc độ trung bình 500 dặm một giờ. Khi tiến tới đất liền, đáy biển trở nên nông, con sóng không còn dịch chuyển nhanh được nữa, vì thế nó bắt đầu "dựng đứng lên" có thể đạt chiều cao một tòa nhà sáu tầng hay hơn nữa và tàn phá khủng khiếp.
Chiều sâu của đại dương và tốc độ của con sóng liên hệ bởi công thức \({\rm{d = }}\frac{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}{{\rm{g}}}\). Trong đó \({\rm{g}} = 9,81\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2},\)\(\;{\rm{d}}\left( {{\rm{deep}}} \right)\)là chiều sâu đại dương tính bằng\(m\),\(s\)là vận tốc của sóng thần tính bằng \({\rm{m/s}}\).
a) Biết độ sâu trung bình của đại dương trên trái đất là \({\rm{d}} = 3785\) mét hãy tính tốc độ trung bình của các con sóng thần xuất phát từ đáy các đại dương theo \({\rm{km}}/{\rm{h}}\).
b) Susan Kieffer, một chuyên gia về cơ học chất lỏng địa chất của đại học Illinois tại Mỹ, đã nghiên cứu năng lượng của trận sóng thần Tohoku 2011 tại Nhật Bản. Những tính toán của Kieffer cho thấy tốc độ sóng thần vào xấp xỉ \(225\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\). Hãy tính độ sâu của đại dương nơi xuất phát con sóng thần này.(Làm tròn các kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

Một bể nước hình hộp chữ nhật có đáy hình vuông cạnh bằng \(x\) mét. Chiều cao của bể bằng 2 m. Kí hiệu \(V(x)\) là thể tích của bể.
a) Tính thể tích \(V(x)\) theo \(x\).
b) Giả sử chiều cao của bể không đổi, hãy tính \(V(1),V(2),V(3)\). Nhận xét khi \(x\) tăng lên 2 lần, 3 lần thì thể tích tương ứng của bể tăng lên mấy lần?

Sau những vụ va chạm giữa các xe trên đường, cảnh sát thường sử dụng công thức dưới đây để ước lượng tốc độ \(v\) (đơn vị: dặm/giờ) của xe từ vết trượt trên mặt đường sau khi thắng đột ngột \(d = \frac{1}{{30f}}{v^2}\). Trong đó, \(d\) là chiều dài vết trượt của bánh xe trên nền đường tính bằng feet \(({\rm{ft}}),f\) là hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường (là thước đo sự "trơn trượt" của mặt đường).
Đường Cao tốc Long Thành - Dầu Giây có tốc độ giới hạn là \(100\;{\rm{km}}/{\rm{h}}\). Sau một vụ va chạm giữa hai xe, cảnh sát đo được vết trượt của một xe là \(d = 185{\rm{ft}}\) và hệ số ma sát mặt đường tại thời điểm đó là \(f = 0,73\). Chủ xe đó nói xe của ông không chạy quá tốc độ. Hãy áp dụng công thức trên để ước lượng tốc độ chiếc xe đó rồi cho biết lời nói của người chủ xe đúng hay sai? (Biết 1 dặm \( = 1609\;{\rm{m}})\). (Làm tròn các kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

Một quả bóng được thả rơi từ độ cao \(360m\). Khi bỏ qua sức cản của không khí, độ cao của quả bóng so với ví trí đứng thả (tính bằng mét) có thể mô tả bởi phương trình: \(s = a{t^2},a > 0\).
a) Xác định hệ số \(a\) biết sau 2 giây, bóng rơi được \(22m\).
b) Sau 5 giây, bóng cách đất bao nhiêu mét?
c) Quãng đường bóng đi được trong 2 giây cuối?

Để tính toán chiều dài của dây đu trong thời gian một chu kỳ đong đưa (một chu kỳ đong đưa dây đu được tính từ lúc dây đu bắt đầu được đưa lên cao đến khi dừng hẳn người ta sử dụng công thức: \(L = \frac{g}{{4{\pi ^2}}}{T^2}\). Trong đó, \(T\) là thời gian một chu kỳ đong đưa \(({\rm{s}}),{\rm{L}}\) là chiều dài của dây đu \((\;{\rm{m}}),{\rm{g}} = 9,81\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2},\pi \approx 3,14\).
a) Một người muốn thiết kế một dây đu sao cho một chu kỳ đong đưa kéo dài 3 giây. Hỏi người đó phải làm một sợi dây đu dài bao nhiêu?
b) Một sợi dây đu có chiều dài 8 m, hỏi chu kỳ đong đưa dài bao nhiêu giây?
(Làm tròn các kết quả đến hàng đơn vị).

Với thiết kế độc đáo, cổng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội được xây dựng cách đây khoảng 50 năm và đã từng là niềm tự hào của tri thức thế hệ mới. Chiếc cổng có chiều cao \(7,6\;{\rm{m}}\) và khoảng cách giữa hai chân cổng là \({\rm{AB}} = 9\;{\rm{m}}\). Một bạn sinh viên đứng cách chân cổng một đoạn \({\rm{AE}} = 0,5\;{\rm{m}}\) thì đỉnh đầu bạn ấy vừa chạm vào cổng. Hỏi bạn đó cao bao nhiêu.

Từ lan can một tòa nhà cách mặt đất \(18m\) bạn An ném một chiếc máy bay đồ chơi theo phương ngang xuống đất. Biết máy bay rơi xuống theo quỹ đạo là một đường parabol và sau 6 giây kể từ vị trí cao nhất đó, máy bay rơi chạm mặt đất. Tìm hàm số biểu thị quỹ đạo nhảy của máy bay đồ chơi. Suy ra độ cao của máy bay sau 3 giây.

Cá heo có thể nhảy cao tới 25 feet và thực hiện các thủ thuật như nhảy qua vòng, lộn nhào trong không trung. Giả sử quỹ đạo nhảy của cá heo là parabol và sau 2 giây kể từ vị trí cao nhất đó, cá heo rơi chạm mặt nước. Tìm hàm số biểu thị quỹ đạo nhảy của cá heo. Hỏi sau mấy giây kể từ vị trí cao nhất đó thì cá heo cách mặt nước 10 feet. (kết quả làm tròn đến hàng phần chục)

Một cây cầu treo có trọng lượng phân bố đều dọc theo chiều dài của nó. Cây cầu có trụ tháp đôi cao \(80m\) so với mặt của cây cầu và cách nhau \(440m\). Dây cáp treo có hình dạng đường parabol và được treo trên các đỉnh tháp và chạm mặt cầu ở vị trí chính giữa của cây cầu. Tìm chiều cao của dây cáp tại điểm cách điểm chính giữa của cây cầu \(130m\) (giả sử mặt của cây cầu là bằng phẳng).

Một xe tải có chiều rộng là \(2,4\;{\rm{m}}\) chiều cao là \(2,5\;{\rm{m}}\) muốn đi qua một cái cổng hình parabol. Biết khoảng cách giữa hai chân cổng là 4 m và khoảng cách từ đỉnh cổng tới mỗi chân cổng là \(2\sqrt 5 \;{\rm{m}}\) (bỏ qua độ dày của cổng).
a) Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\) gọi parabol \((P):y = a{x^2}\) với a \( < 0\) là hình biểu diễn cổng mà xe tải muốn đi qua. Chứng minh \(a = - 1\).
b) Hỏi xe tải có đi qua cổng được không? Tại sao?

Giả sử Cổng Arch tại thành phố St Louis của Mỹ có hình dạng là một parabol (hình vẽ). Biết khoảng cách giữa hai chân cổng bằng 162 m, điểm cao nhất trên cổng cách mặt đất 185,6m. Trên thành cổng, tại vị trí có độ cao 43 m so với mặt đất (điểm M), người ta thả một sợi dây chạm đất (dây căng thẳng theo phương vuông góc với mặt đất). Hỏi vị trí chạm đất của đầu sợi dây này cách chân cổng A một đoạn bao nhiêu mét? (làm tròn đến cm )

 

Ở một điểm cao trên tháp cách mặt đất \(1,75\;{\rm{m}}\) nhà thiết kế có đặt một vòi phun nước. Biết rằng đường đi của các giọt nước sau khi ra khỏi vòi có dạng đường cong parabol và lên cao nhất được \(4m\). Hỏi nước rơi xuống đất cách chân tháp bao nhiêu mét?

Trong một trận đấu bóng đá, người ta quan sát được quỹ đạo của quả bóng do thủ môn đá lên từ vạch\(5m50\) là một phần của đường cong parabol. Biết rằng, sau 3 giây thì quả bóng lên đến vị trí cao nhất là 9 mét (tham khảo hình vẽ). Hỏi sau mấy giây đầu tiên kể từ khi bóng được đá lên thì đạt độ cao \(5m\).

Một cái cổng hình parabol như hình vẽ. Chiều cao \({\rm{GH}} = 4\;{\rm{m}}\), chiều rộng \({\rm{AB}} = 4\;{\rm{m}}\), \({\rm{AC}} = {\rm{BD}} = 0,9\;{\rm{m}}\). Chủ nhà làm hai cánh cổng khi đóng lại là hình chữ nhật CDEF tô đậm giá là 1.200.000 đồng\(/{{\rm{m}}^2}\), còn các phần để trắng làm xiên hoa có giá là 900.000 đồng\(/{{\rm{m}}^2}\). Biết diện tích của toàn bộ cái cổng là \(\frac{{32}}{3}\;{{\rm{m}}^2}\). Tính tổng chi phí để làm cổng?