我們把研究路程、速度、時(shí)間以及這三者之間關(guān)系的一類問(wèn)題,總稱為行程問(wèn)題.
在對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,我們已經(jīng)接觸過(guò)一些簡(jiǎn)單的行程應(yīng)用題,并且已經(jīng)了解到:上述三個(gè)量之間存在這樣的基本關(guān)系:路程=速度×時(shí)間.因此,在這一講中,我們將在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,主要來(lái)研究行程問(wèn)題中較為復(fù)雜的一類問(wèn)題——反向運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,也即在同一道路上的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體作方向相反的運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.它又包括相遇問(wèn)題和相背問(wèn)題.所謂相遇問(wèn)題,指的就是上述兩個(gè)物體以不同的點(diǎn)作為起點(diǎn)作相向運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題;所謂相背問(wèn)題,指的就是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體以同一點(diǎn)作為起點(diǎn)作背向運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,下面,我們來(lái)具體看幾個(gè)例子.
例1 甲、乙二人分別從相距30千米的兩地同時(shí)出發(fā)相向而行,甲每小時(shí)走6千米,乙每小時(shí)走4千米,問(wèn):二人幾小時(shí)后相遇?
分析 出發(fā)時(shí)甲、乙二人相距30千米,以后兩人的距離每小時(shí)都縮短6+4=10(千米),即兩人的速度的和(簡(jiǎn)稱速度和),所以30千米里有幾個(gè)10千米就是幾小時(shí)相遇.
解:30÷(6+4)
=30÷10
。3(小時(shí))
答:3小時(shí)后兩人相遇.
例1是一個(gè)典型的相遇問(wèn)題.在相遇問(wèn)題中有這樣一個(gè)基本數(shù)量關(guān)系:
路程=速度和×時(shí)間.
例2 一列貨車早晨6時(shí)從甲地開(kāi)往乙地,平均每小時(shí)行45千米,一列客車從乙地開(kāi)往甲地,平均每小時(shí)比貨車快15千米,已知客車比貨車遲發(fā)2小時(shí),中午12時(shí)兩車同時(shí)經(jīng)過(guò)途中某站,然后仍繼續(xù)前進(jìn),問(wèn):當(dāng)客車到達(dá)甲地時(shí),貨車離乙地還有多少千米?
分析 貨車每小時(shí)行45千米,客車每小時(shí)比貨車快15千米,所以,客車速度為每小時(shí)(45+15)千米;中午12點(diǎn)兩車相遇時(shí),貨車已行了(12—6)小時(shí),而客車已行(12—6-2)小時(shí),這樣就可求出甲、乙兩地之間的路程.最后,再來(lái)求當(dāng)客車行完全程到達(dá)甲地時(shí),貨車離乙地的距離.
解:①甲、乙兩地之間的距離是:
45×(12—6)+(45+15)×(12—6—2)
。45×6+60×4
。510(千米).
、诳蛙囆型耆趟璧臅r(shí)間是:
510÷(45+15)
。510÷60
=8.5(小時(shí)).
、劭蛙嚨郊椎貢r(shí),貨車離乙地的距離:
510—45×(8.5+2)
。510-472.5
。37.5(千米).
答:客車到甲地時(shí),貨車離乙地還有37.5千米.
例3 兩列火車相向而行,甲車每小時(shí)行36千米,乙車每小時(shí)行54千米.兩車錯(cuò)車時(shí),甲車上一乘客發(fā)現(xiàn):從乙車車頭經(jīng)過(guò)他的車窗時(shí)開(kāi)始到乙車車尾經(jīng)過(guò)他的車窗共用了14秒,求乙車的車長(zhǎng).
分析 首先應(yīng)統(tǒng)一單位:甲車的速度是每秒鐘36000÷3600=10(米),乙車的速度是每秒鐘54000÷3600=15(米).本題中,甲車的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上可以看作是甲車乘客以每秒鐘10米的速度在運(yùn)動(dòng),乙車的運(yùn)動(dòng)則可以看作是乙車車頭的運(yùn)動(dòng),因此,我們只需研究下面這樣一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程即可:從乙車車頭經(jīng)過(guò)甲車乘客的車窗這一時(shí)刻起,乙車車頭和甲車乘客開(kāi)始作反向運(yùn)動(dòng)14秒,每一秒鐘,乙車車頭與甲車乘客之間的距離都增大(10+15)米,因此,14秒結(jié)束時(shí),車頭與乘客之間的距離為(10+15)×14=350(米).又因?yàn)榧总嚦丝妥詈罂吹降氖且臆囓囄,所以,乙車車頭與甲車乘客在這段時(shí)間內(nèi)所走的路程之和應(yīng)恰等于乙車車身的長(zhǎng)度,即:乙車車長(zhǎng)就等于甲、乙兩車在14秒內(nèi)所走的路程之和.
解:(10+15)×14
=350(米)
答:乙車的車長(zhǎng)為350米.
我們也可以把例3稱為一個(gè)相背運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,對(duì)于相背問(wèn)題而言,相遇問(wèn)題中的基本關(guān)系仍然成立.
例4 甲、乙兩車同時(shí)從A、B兩地出發(fā)相向而行,兩車在離B地64千米處第一次相遇.相遇后兩車仍以原速繼續(xù)行駛,并且在到達(dá)對(duì)方出發(fā)點(diǎn)后,立即沿原路返回,途中兩車在距A地48千米處第二次相遇,問(wèn)兩次相遇點(diǎn)相距多少千米?
分析 甲、乙兩車共同走完一個(gè)AB全程時(shí),乙車走了64千米,從上圖可以看出:它們到第二次相遇時(shí)共走了3個(gè)AB全程,因此,我們可以理解為乙車共走了3個(gè)64千米,再由上圖可知:減去一個(gè)48千米后,正好等于一個(gè)AB全程.
解:①AB間的距離是
64×3-48
=192-48
。144(千米).
②兩次相遇點(diǎn)的距離為
144—48-64
。32(千米).
答:兩次相遇點(diǎn)的距離為32千米.
例5 甲、乙二人從相距100千米的A、B兩地同時(shí)出發(fā)相向而行,甲騎車,乙步行,在行走過(guò)程中,甲的車發(fā)生故障,修車用了1小時(shí).在出發(fā)4小時(shí)后,甲、乙二人相遇,又已知甲的速度為乙的2倍,且相遇時(shí)甲的車已修好,那么,甲、乙二人的速度各是多少?
分析 甲的速度為乙的2倍,因此,乙走4小時(shí)的路,甲只要2小時(shí)就可以了,因此,甲走100千米所需的時(shí)間為(4—1+4÷2)=5小時(shí).這樣就可求出甲的速度.
解:甲的速度為:
100÷(4-1+4÷2)
。10O÷5=20(千米/小時(shí)).
乙的速度為:20÷2=10(千米/小時(shí)).
答:甲的速度為20千米/小時(shí),乙的速度為10千米/小時(shí).
例6 某列車通過(guò)250米長(zhǎng)的隧道用25秒,通過(guò)210米長(zhǎng)的隧道用23秒,若該列車與另一列長(zhǎng)150米.時(shí)速為72千米的列車相遇,錯(cuò)車而過(guò)需要幾秒鐘?
分析 解這類應(yīng)用題,首先應(yīng)明確幾個(gè)概念:列車通過(guò)隧道指的是從車頭進(jìn)入隧道算起到車尾離開(kāi)隧道為止.因此,這個(gè)過(guò)程中列車所走的路程等于車長(zhǎng)加隧道長(zhǎng);兩車相遇,錯(cuò)車而過(guò)指的是從兩個(gè)列車的車頭相遇算起到他們的車尾分開(kāi)為止,這個(gè)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)以車頭的相遇點(diǎn)為起點(diǎn)的相背運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,這兩個(gè)列車在這段時(shí)間里所走的路程之和就等于他們的車長(zhǎng)之和.因此,錯(cuò)車時(shí)間就等于車長(zhǎng)之和除以速度之和.
列車通過(guò)250米的隧道用25秒,通過(guò)210米長(zhǎng)的隧道用23秒,所以列車行駛的路程為(250—210)米時(shí),所用的時(shí)間為(25—23)秒.由此可求得列車的車速為(250—210)÷(25—23)=20(米/秒).再根據(jù)前面的分析可知:列車在25秒內(nèi)所走的路程等于隧道長(zhǎng)加上車長(zhǎng),因此,這個(gè)列車的車長(zhǎng)為20×25—250=250(米),從而可求出錯(cuò)車時(shí)間.
解:根據(jù)另一個(gè)列車每小時(shí)走72千米,所以,它的速度為:
72000÷3600=20(米/秒),
某列車的速度為:
(25O-210)÷(25-23)=40÷2=20(米/秒)
某列車的車長(zhǎng)為:
20×25-250=500-250=250(米),
兩列車的錯(cuò)車時(shí)間為:
。250+150)÷(20+20)=400÷40=10(秒).
答:錯(cuò)車時(shí)間為10秒.
例7 甲、乙、丙三輛車同時(shí)從A地出發(fā)到B地去,甲、乙兩車的速度分別為每小時(shí)60千米和48千米,有一輛迎面開(kāi)來(lái)的卡車分別在它們出發(fā)后的5小時(shí).6小時(shí),8小時(shí)先后與甲、乙、丙三輛車相遇,求丙車的速度.
分析 甲車每小時(shí)比乙車快60-48=12(千米).則5小時(shí)后,甲比乙多走的路程為12×5=60(千米).也即在卡車與甲相遇時(shí),卡車與乙的距離為60千米,又因?yàn)榭ㄜ嚺c乙在卡車與甲相遇的6-5=1小時(shí)后相遇,所以,可求出卡車的速度為60÷1-48=12(千米/小時(shí))
卡車在與甲相遇后,再走8-5=3(小時(shí))才能與丙相遇,而此時(shí)丙已走了8個(gè)小時(shí),因此,卡車3小時(shí)所走的路程與丙8小時(shí)所走的路程之和就等于甲5小時(shí)所走的路程.由此,丙的速度也可求得,應(yīng)為:
(60×5-12×3)÷8=33(千米/小時(shí)).
解:卡車的速度:
。60-48)×5÷(6-5)-48=12(千米/小時(shí)),
丙車的速度:
。60×5-12×3)÷8=33(千米/小時(shí)),
答:丙車的速度為每小時(shí)33千米.
注:在本講中出現(xiàn)的“米/秒”、“千米/小時(shí)”等都是速度單位,如5米/秒表示為每秒鐘走5米.