在小学数学的学习过程中,追及问题是行程问题中的一个重要分支,也是学生理解和掌握速度、时间与距离关系的关键环节之一。追及问题通常涉及两个或多个物体以不同的速度移动,并最终在一个点相遇的情况。这类题目不仅考验学生的逻辑思维能力,还锻炼了他们解决实际问题的能力。以下是小学阶段常见的四种追及问题类型及其解题思路。
一、同向而行的追及问题
这是最常见的追及问题类型之一。在这种情况下,两个物体从同一个起点出发,但它们的速度不同。后方的物体需要追赶前方的物体,直到两者在同一位置相遇。例如:
- 例题:甲乙两人同时从同一地点出发,甲每小时走5千米,乙每小时走3千米。如果甲比乙晚出发1小时,请问经过多久甲能追上乙?
- 解析:设甲追上乙所需时间为\( t \)小时,则根据公式“路程=速度×时间”,可以列出方程:
\[
5t = 3(t+1)
\]
解得 \( t = 1.5 \) 小时。因此,甲需要1.5小时才能追上乙。
二、反向而行的追及问题
这种类型的追及问题是指两个物体从同一地点出发,但朝相反方向行走。虽然它们的速度不同,但由于方向相反,我们仍然可以通过计算它们之间的相对速度来解决问题。
- 例题:一辆汽车和一辆自行车同时从某地出发,汽车每小时行驶60公里,自行车每小时行驶15公里。若它们背道而驰,请问它们相隔200公里时各自走了多长时间?
- 解析:两者的相对速度为 \( 60 + 15 = 75 \) 公里/小时。根据公式“时间=路程÷速度”,可得:
\[
t = \frac{200}{75} \approx 2.67 \text{ 小时}
\]
三、环形跑道上的追及问题
当问题设定在环形跑道上时,情况会稍微复杂一些。两个物体可能在同一方向或相反方向运动,且它们的相遇点可能是跑道上的某个特定位置。
- 例题:小明和小红在一条长400米的圆形跑道上跑步,小明的速度是每分钟跑100米,小红的速度是每分钟跑80米。若两人同时从同一点出发且沿相同方向跑,请问他们第一次相遇需要多少分钟?
- 解析:两人沿相同方向跑时,小明相对于小红的速度为 \( 100 - 80 = 20 \) 米/分钟。要使两人相遇,小明必须比小红多跑一圈(即400米),因此所需时间为:
\[
t = \frac{400}{20} = 20 \text{ 分钟}
\]
四、变速追及问题
有时,追及问题中一个或多个物体的速度会发生变化。这种情况下,我们需要分段分析每个阶段的情况,并将结果累加起来。
- 例题:一辆公交车以每小时50公里的速度追赶一辆自行车,自行车最初以每小时20公里的速度前进。1小时后,自行车加速至每小时30公里。请问公交车需要多长时间才能追上自行车?
- 解析:第一阶段(前1小时):
自行车跑了20公里,公交车跑了50公里,两者相差30公里。
第二阶段(加速后):
相对速度为 \( 50 - 30 = 20 \) 公里/小时,剩余距离为30公里,所需时间为:
\[
t_2 = \frac{30}{20} = 1.5 \text{ 小时}
\]
总时间为 \( 1 + 1.5 = 2.5 \) 小时。
以上就是小学追及问题的四种常见情形及其解答方法。通过理解这些基本类型,孩子们可以更好地应对各种复杂的行程问题。希望这些例子能够帮助学生们轻松掌握追及问题的核心要点!