行程问题中,有一类问题是人在前往目的地的途中有车辆接送,部分路程步行,部分路程乘车,最终更早抵达目的地。过程中发生了速度的切换,需要仔细分析运动过程才能找出其中规律,让学生难以下手,甚至有一些问题是多人之间更换交通工具会更难解答。今天分享的往返接送,通过示意图拆解整个运动过程,总结基本公式,让同学轻松掌握答题要领。
【一、题型要领】1. 单车单人接送
【基本概念】一个人(图中蓝色表示)要从A点前往B点,有一辆车(图中红色表示)在B点可用于接送。人和车各自出发(图中以人和车同时在T1时刻出发为例),他们在T2时刻在C点相遇,人乘上汽车继续行走,在T3时刻到达B点。
【基本公式】分析图中人和车所花费的时间关系
(1)人和车由T1到T2间隔时间相等,有
AC ÷ 人的速度 = BC ÷ 车的速度
(2)假设车的速度是人的速度的N倍,可得
AC:BC = 1 :N
2. 单车多人接送
【基本概念】有两个人甲和乙(甲用蓝色表示,乙用绿色表示)要从A点前往B点,在A点有一辆车(用红色表示)可供接送但同一时间只能载一个乘客。为了用最短时间到达B点,甲乙商量如下方案,甲在先坐车从A点(T1时刻)到C点(T2时刻),而后步行前往B点,乙从A点(T1时刻)先步行,车送完甲后立即掉头返回与乙在D点相遇(T3时刻),而后乙上车前往B点,甲乙恰好在T4时刻同时到达B点。
【基本公式】分析图中甲乙和车所花费的时间关系
(1)车和乙由T1到T3间隔时间相等,可得
(AC CD)÷ 车的速度 = AD ÷ 乙的速度,又AC = AD CD,得(AD 2*CD)÷ 车的速度 = AD ÷ 乙的速度
(2)车和甲由T2到T4间隔时间相等,可得
(CD BD)÷ 车的速度 = BC ÷ 甲的速度,又BD = CD CB,得(BC 2*CD)÷ 车的速度 = BC ÷ 甲的速度
(3)假设甲的速度和乙的速度相同,且车的速度是人的速度的N倍,化简(1)(2),可得
AD:CD:BC = 1:(N - 1)/2:1
(4)假设甲的速度和乙的速度相同,车载人的速度是人的速度的N倍,空车的速度是人的速度的M倍,化简(1)(2)可得
AD:CD:BC = (M N):M*(N-1):(M N)
【解题关键】基本公式(1)和(2)是根据距离=速度*时间关系得出的,可以应用于各类问题,(3)(4)中做了速度关系的假设,可用于快速解答;如果行人有不同速度,可按照实际关系对公式(1)(2)进行推导计算
【二、重点例题】例题1
【题目】某学校和某工厂之间有一条公路,该学校下午2时派车去接该工厂的一位劳模来做报告,往返需用1小时。这位劳模在下午1时便离厂步行前往学校,途中遇到接他的车,便立刻上车驶向学校,在下午2时40分到达。问:汽车的速度是劳模速度的几倍?
【分析】车是下午2点从学校出发,回到学校时是下午2时40分钟,因此半程用去(2时40分 - 2时)÷ 2 = 20(分钟),车原本行驶半程需要 1小时 ÷ 2 = 30(分钟),两者的差 10分钟即为该劳模步行的距离,共花费 2时 - 1时 20分钟 = 80(分钟),即可求出汽车速度和劳模速度的比例关系
【解】(2时40分 - 2时)÷ 2 = 20(分钟)
1小时 ÷ 2 - 20分 = 10(分钟)
2时 - 1时 20分 = 80(分钟)
80 ÷ 10 = 8 (倍)
【答】汽车的速度是劳模速度的8倍
例题2
【题目】甲、乙两班学生到离校39千米的博物馆参观,但只有一辆汽车,一次只能乘坐一个班的学生。为了尽快到达博物馆,两个班级商定,有甲班先坐车,乙班先步行,同时出发,甲班学生在途中某地下车后步行去博物馆,汽车从某地立即范围去接在途中步行的乙班学生。如果甲乙两班学生步行速度相同,汽车速度是他们步行速度的10倍,那么汽车应在距博物馆多少千米出返回接乙班学生,才能使两班同时到达博物馆?
【分析】题中甲乙两班步行速度相等,汽车速度是步行速度的10倍,可直接套用“单车多人接送”总结的公式(3)
【解】步行:乘车:步行的距离比 = 1:(10 - 1)/2:1 = 1:4.5:1
汽车返回的位置 = (1 4.5)/(1 4.5 1)*39 = 33(千米)
【答】汽车应在距离博物馆33千米的地方返回接乙班学生
例题3
【题目】甲、乙两班同学到42千米外的少年宫参加活动,但只有一辆汽车,且一次只能坐一个班的同学,已知学生步行速度相同为5千米/小时,汽车载人速度是45千米/小时,空车速度是75千米/小时。如果要使两班同学同时达到,且到达时间最短,那么这个最短时间是多少?
【分析】题中甲乙两班步行速度相等,汽车载人速度是步行速度的9倍,空车速度是步行速度的15倍,可直接套用“单车多人接送”总结的公式(4)
【解】步行:乘车:步行的比例 = (9 15):15*(9 - 1):(9 15)= 1:5:1
乘车距离 = (1 5)/(1 5 1)*42 = 36(千米),步行距离 = 42 - 36 = 6(千米)
用时 = 36 ÷ 45 6 ÷ 5 = 2(小时)
【答】这个最短时间为2小时
【三、拓展练习】练习1
【题目】某工厂每天早晨都派小汽车接专家上班。有一天,专家为了早些到厂,比平时提前了一个小时出发步行去工厂。走了一段时间后遇到来接他的汽车,他上车后汽车立即掉头继续前进,到达工厂大门时,他发现只比平时早到10分钟,问专家在路上步行了多长时间才遇到接他的小汽车?
【答案】专家在路上步行了55分钟才遇到接他的小汽车
10分钟 ÷ 2 = 5(分钟)
1小时 - 5分钟 = 55(分钟)
练习2
【题目】甲、乙两班学生同时从学校出发去公园,两地相距150千米。两班的步行速度相等都是4千米/小时,学校有一辆汽车,它的速度是48千米,这辆汽车加好能坐一个班的学生。为了使两班学生在最短的时间内达到公园,那么各班的步行距离是多少?
【答案】各班步行的距离是20千米
步行:乘车:步行的距离比 = 1:(12 -1)/2:1 = 1:5.5:1
步行的距离 = 1 ÷(1 5.5 1)*150 = 20(千米)
练习3
【题目】有甲、乙、丙三人,他们步行的速度相同,骑车的速度也相同,骑车的速度是步行速度的3倍。现甲从A地去B地,乙、丙从B地去A地,三人同时出发。出发时,甲、乙为步行,丙骑车。途中,当甲、丙相遇时,丙将车给甲骑,自己改为步行,三人仍按各自原有方向继续前进;当甲、乙相遇时,甲将车给乙骑,自己改为步行,三人仍按各自原有方向继续前进。问,三人之中谁最先达到自己的目的地?谁最后达到?
【答案】丙最先到达,甲最后达到
根据题意,可分析出三人的行驶过程,如图所示
T1时刻,甲在A点出发,乙丙在B点出发
过程中,甲步行和丙骑车在T2时刻相遇在C点,甲骑车和乙步行在T3时刻相遇在D点。
题目所求三人最先到达目的地和最后达到目的地,由于三人的步行速度和骑车速度都相等,因此计算出每人的骑车路程的关系即可作答。
(1)甲丙T2时刻在C点相遇,因此 AC:BC = 步行速度:骑车速度 = 1:3,丙骑车路程:总路程 = BC:(AC BC)= 3/4
(2)甲在T2时刻在C点,乙在T2时刻为E点,可知 AC = BE = 总路程的 1/4,则CE为总路程的 1/2。甲乙T3时刻在D点相遇,因此CD:DE = 骑车速度:步行速度 = 3:1,甲骑车路程:总路程 = CD:AB = 3/8
(3)乙骑车路程 = AD:AB = (AC CD):AB = 5/8
(4)甲乙丙的骑车路程比为 3/8:5/8:3/4 = 3:5:6,可知丙最先到达,甲最后达到
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