化繁为简、建立模型 ——求解“追赶小明”中的典型问题

发表时间:2020/5/20   来源:《教育学文摘》2019年21期   作者:闫雨
[导读] 七年级学生在处理行程类应用题时或多或少会觉得力不从心,
        摘要:七年级学生在处理行程类应用题时或多或少会觉得力不从心,这是因为他们还没有把模型思想渗透到日常学习中,因此本文着重探究行程问题中的典型例题——通过化繁为简、建立模型的新途径来处理这些问题,从而让学生更快更好地掌握所学新知识.
        关键词:行程问题;同向而行;相向而行 
        在处理七年级问题前我们先复习一下在小学阶段学习过的公式:速度×时间=路程,本文内容和它密切相关.
        一、抽取例题
        北师大版七年级数学上册150页的例题及处理方法如下:
        小明每天早上要在7:50之前赶到距家1000m的学校上学.一天,小明以80m/min的速度出发,5min后,小明的爸爸发现他忘了带语文书.于是,爸爸立即以180m/min的速度去追小明,并且在途中追上了他.
        (1)爸爸追上小明用了多长时间?
        (2)追上小明时,距离学校还有多远?
     分析:当爸爸追上小明时,两人所行路程相等.在解决这个问题时,要抓住这个等量关系.
   

        所以,追上小明时,距离学校还有280m.
        二、变一为二
        课本例题是爸爸追赶小明,但在行程类题中还包括爸爸接小明放学的面对面相遇问题,可以把课本例题改为:
        (一)同向而行——面对背
        例1 小明每天早上要在7:50之前赶到距家1000m的学校上学.一天,小明以80m/min的速度出发,5min后,小明的爸爸发现他忘了带语文书.于是,爸爸立即以180m/min的速度去追小明,并且在途中追上了他.问:爸爸追上小明用了多长时间?
        (二)相向而行——面对面
        例2 小明每天下午放学要在17:30返回离学校1000m的家.一天,小明以80m/min的速度出发,由于下雨忘带雨伞.于是,爸爸立即以180m/min的速度去迎接小明,并且在途中相遇.问:爸爸和小明相遇用了多长时间?
        三、建立模型
        (一)同向而行——面对背
   
        此时方程左边是“速度差”,方程右边是爸爸开始追赶小明时两人相距的路程,结合之前复习的公式:速度×时间=路程,在此提炼出“同向而行——面对背”的模型和公式如下:
        速度差×时间=相距路程
        这个公式和比小学公式多三个字,却可以处理“同向而行——面对背”这一类行程问题.其中“速度差”是快的速度减慢的速度,“相距路程”是行程开始时两人的距离.一般说,在问题中所求未知量是速度和时间,可以在题目中找到,把第三个量设成未知数,就列出方程的左边,下一步只要正确的找出方程右边“相距路程”就迎刃而解了——从而获得了化繁为简求解行程问题的新途径,而在很多题目中往往就是“相距路程”起了干扰作用.
        例3 某校七、八年级学生从学校出发步行去研学旅行,七年级学生组成前队,步行速度为4km/h,八年级学生组成后队,步行速度为6 km/h.前队出发1h后,后队才出发,后队追上前队用了多长时间?
        分析:此题较简单可直接应用公式:速度差×时间=相距路程.其中“速度差”是大减小(6-4)km,假设时间为xh,方程左边三个量找到,剩下方程右边的“相距路程”,前队七年级先出发1h后八年级才开始追赶,那么“相距路程”就是七年级所走过1h的路程4×1 km.
        解:设后队追上前队用了xh,由题意得:
              
        解之得    
        因此,后队追上前队用了2h.
        (二)相向而行——面对面
        回顾一下例2,
        分析:当爸爸和小明相遇时,两人所经历的时间是相同的,两人走过的路程和等于家和学校的距离1000m.在解决这个问题时,要由此出发设未知数和列方程.
       
    
        方程左边是“速度和”,方程右边家和学校之间的距离是爸爸和小明的“相距路程”,结合之前复习的公式:速度×时间=路程,在此提炼出“相向而行——面对面”的模型和公式如下:
        速度和×时间=相距路程
        这个公式比小学公式也是多了三个字,却可以处理“相向而行——面对面”这一类行程问题.其中“速度和”是两个速度的和,“相距路程”是行程开始时两人之间的距离.和同向而行一样,只要找出方程右边的“相距路程”,那么类似问题就可以不必再纠结于速度与时间这些量了.
        例4 小彬和小强每天早晨坚持跑步,小彬每秒跑4m,小强每秒跑6m.如果他们站在百米跑道的两端同时相向起跑,那么几秒后两人相遇?
        分析:此题可直接应用“相向而行——面对面”模型和公式,速度和×时间=相距路程.其中“速度和”是(6+4)m,假设时间为x秒,方程左边的三个量已经找到,剩下方程右边的“相距路程”,题目给出是百米跑道的两端,那么“相距路程”就是100m.
        解:设x秒后两人相遇,由题意得:
            
        解之得  
        因此,10秒后两人相遇.
        四、延伸拓展
        练习1:甲乙两人骑自行车从相距120km的A、B两地同时出发,沿同一条路线相向匀速行驶,甲的速度是10 km/h,乙的速度是30 km/h,问两人出发后,经过多长时间后相距20km?
        分析:此题的是模型是“相向而行——面对面”所以应用的公式是:速度和×时间=相距路程.“速度和”是(7+5)km/h,时间假设为xh,只要找对了“相距路程”这道题就求解出来了,那么“相距路程”是20 km吗?仔细思考一下发现题目虽简单却隐含了两种情况:
        (1)甲乙两人在第一次相遇前相距20km;
        (2)甲乙两人第一次相遇后又继续向前行走,拉开距离再一次地相距20 km.
两种情况对应的“相距路程”分别是(1)(120-20)km,(2)(120+20)km,找出“相距路程”后,只要应用模型和公式就可以求解这道题.
        解:(1)设xh后甲乙相距20 km,由题意得:
 
        因此,2.5h或3.5h后甲乙相距20km.
        练习2:一个自行车队进行训练,训练时所有队员都以35 km/h的速度前进,突然,1号队员以45 km/h的速度独自行进,行进10 km后调转车头,仍以45 km/h的速度往回骑,直到与其他队员会合.1号队员从离队开始到与队员重新会合,经过了多长时间?
        分析:此题的模型是“相向而行——面对面”,所应用公式是
速度和×时间=相距路程.“速度和”是(35+45)km/h,设时间为xh,分析后发现此时的“相距路程”是1号队员前进和折返时所用的(10+10) km,知道了“相距路程”是什么后,这道较难的题目就可以解答出来了.
        解:设1号队员从离队开始到与队员重新会合经过了xh,由题意得:
             
        解之得         
        因此,1号队员从离队开始到与队员重新会合经过了0.25h.
        五、小结
        行程问题是七年级的一个难点,如果从小学熟悉的公式出发,
对相关问题进行构建模型和分类讨论,就大大降低了难度,这样既锻炼了学生的思维,又让他们轻松地掌握了新知识,也为今后学习函数和动点的相关知识打下了扎实基础.
参考文献:
[1]刘顿. 你会用公式法解追及问题吗? [J]. 中学课程辅导(初一版),2002,(12):41.
[2]华新. 追及问题的常用解法[J]. 数学教学通讯,2005,(01):90.

作者简介:闫雨(1986-06),男,汉族,籍贯;广东深圳,当前职务:教师,当前职称:中二,学历:本科
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