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文档简介
北师大(2024)版数学七年级上册第五章
一元一次方程5.3.3行程问题第1页:情境导入——行程中的“相遇”与“追赶”如何建模?实际问题(配图提示:相遇、追及示意图):问题1(相遇):甲、乙两车分别从A、B两地同时出发,相向而行。甲车速度为60km/h,乙车速度为80km/h,A、B两地相距350km,多久后两车相遇?问题2(追及):小明以5km/h的速度步行上学,出发1小时后,爸爸发现他忘带书包,以15km/h的速度骑车追赶,爸爸多久能追上小明?思考:这类问题的核心量是什么?(路程、速度、时间)不同运动方向(相向、同向)的等量关系有何区别?如何用公式“s=vt”建立方程?复习回顾:行程问题核心公式(必记):路程=速度
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时间(s=vt);速度=路程
÷
时间(v=s/t);时间=路程
÷
速度(t=s/v)。关键提醒:单位要统一(如速度km/h对应时间h、路程km)。第2页:解题核心思路——行程问题的“等量关系”建模核心分析:行程问题的关键是明确“运动状态”(相向而行、同向而行、同向不同时出发等),找到不变量(如总路程、路程差),再根据公式建立等量关系;常见运动状态分类:同向而行(追及):路程差=速度差
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时间;相向而行(相遇):总路程=速度和
×
时间;同向同地不同时出发:前者路程=后者路程;单程往返:去程路程=返程路程。核心步骤(口诀:“定状态,找三量,设时间,建等式”):分析运动状态:确定物体运动方向(相向、同向)、出发时间(同时/不同时)、出发地点(同地/不同地);明确三量关系:找出已知的速度、路程,确定未知量(通常设时间为x);设未知数:设运动时间为x(或其他未知量),用含x的代数式表示各物体的路程;建立等量关系:根据运动状态列等式(如相遇时总路程=两车路程和);解方程:用一元一次方程解法求解;验证与作答:验证解是否符合实际(如时间、路程为正数),规范作答。第3页:实例解析1——相向而行(相遇问题)例1:两车相遇问题(情境导入题1)题目:甲、乙两车从A、B两地相向而行,甲车60km/h,乙车80km/h,两地相距350km,求相遇时间。步骤1:分析状态——相向而行、同时出发、不同地点,总路程=路程和;步骤2:设未知数——设x小时后相遇;步骤3:表示路程——甲车路程=60xkm,乙车路程=80xkm;步骤4:建立方程(总路程=路程和)→\(60x+80x=350\);步骤5:解方程:合并同类项
→\(140x=350\);系数化为1→\(x=2.5\)(小时);验证:甲车路程=60×2.5=150km,乙车路程=80×2.5=200km,150+200=350km(符合总路程);答:2.5小时后两车相遇。例2:步行相遇问题题目:小明和小红分别从相距12km的两地同时出发,相向而行。小明速度4km/h,小红速度2km/h,经过几小时两人相遇?相遇时小明走了多少km?步骤1:设x小时后相遇;步骤2:路程表示——小明路程=4x,小红路程=2x;步骤3:方程
→\(4x+2x=12\);步骤4:解方程
→\(6x=12\)→\(x=2\)(小时);步骤5:小明路程=4×2=8(km);验证:4×2+2×2=12km(符合总路程);答:经过2小时相遇,相遇时小明走了8km。第4页:实例解析2——同向而行(追及问题)例3:骑车追及问题(情境导入题2)题目:小明步行5km/h,出发1小时后爸爸骑车追赶,速度15km/h,求追赶时间。步骤1:分析状态——同向而行、不同时出发、同地,路程差=小明先走路程;步骤2:设爸爸x小时后追上小明;步骤3:路程表示——小明总路程=5(x+1)km(先走1小时),爸爸路程=15xkm;步骤4:建立方程(追上时路程相等)→\(15x=5(x+1)\);步骤5:解方程:去括号
→\(15x=5x+5\);移项
→\(15x-5x=5\);合并同类项
→\(10x=5\)→\(x=0.5\)(小时=30分钟);验证:爸爸路程=15×0.5=7.5km,小明总路程=5×(0.5+1)=7.5km(路程相等);答:爸爸0.5小时能追上小明。例4:同地同向追及问题题目:甲、乙两人在环形跑道上跑步,跑道一圈400m。甲速度3m/s,乙速度5m/s,两人同时同地同向出发,多久后乙第一次追上甲?步骤1:分析状态——同向同地同时出发,追上时乙比甲多跑一圈(路程差=400m);步骤2:设x秒后乙追上甲;步骤3:路程差表示——乙路程-甲路程=400→\(5x-3x=400\);步骤4:解方程
→\(2x=400\)→\(x=200\)(秒);验证:5×200-3×200=1000-600=400m(符合路程差);答:200秒后乙第一次追上甲。第5页:实例解析3——复杂行程(单程往返、变速问题)例5:单程往返问题题目:一辆汽车从甲地到乙地,去时速度60km/h,返回时速度80km/h,返回时比去时少用1小时,求甲、乙两地距离。步骤1:设去时用x小时,则返回时用(x-1)小时;步骤2:路程表示——去时路程=60x,返回路程=80(x-1)(往返路程相等);步骤3:方程
→\(60x=80(x-1)\);步骤4:解方程:去括号
→\(60x=80x-80\);移项
→\(80=80x-60x\);合并同类项
→\(20x=80\)→\(x=4\)(小时);步骤5:两地距离=60×4=240(km);验证:返回时间=4-1=3小时,80×3=240km(往返路程相等);答:甲、乙两地距离为240km。例6:变速行程问题题目:小明从家到学校,先以4km/h的速度步行2小时,后因迟到,改乘速度为12km/h的公交车,再用1小时到达学校,求小明家到学校的总距离。步骤1:分析状态——分段行程(步行+公交),总路程=步行路程+公交路程;步骤2:设总距离为skm(或直接计算);步骤3:路程表示——步行路程=4×2=8km,公交路程=12×1=12km;步骤4:总路程s=8+12=20(km)(或列方程:s=4×2+12×1);答:小明家到学校的总距离为20km。第6页:易错辨析——行程问题“雷区”错误类型错误示例(以例3为例)正确做法错误原因路程表示错误设x小时追上,列方程\(15x=5x\)\(15x=5(x+1)\)忽略小明先走1小时,未加先行路程速度单位不统一小明速度5km/h,爸爸15m/min,直接列方程统一单位(15m/min=0.9km/h或5km/h≈83.3m/min)单位不一致,计算结果无意义相遇问题公式混淆相向而行列方程\(60x-80x=350\)\(60x+80x=350\)把“路程和”误写为“路程差”追及问题逻辑错误环形跑道追及列方程\(5x+3x=400\)\(5x-3x=400\)把“路程差”误写为“路程和”往返路程忽略相等例5中列方程\(60x+80(x-1)=总距离\)\(60x=80(x-1)\)未利用“往返路程相等”的隐含条件第7页:基础练习——巩固行程问题建模甲、乙两车从相距480km的两地相向而行,甲车80km/h,乙车70km/h,同时出发后几小时相遇?解:设x小时相遇
→\(80x+70x=480\)→\(150x=480\)→\(x=3.2\)(小时);一列火车以120km/h的速度从A城开往B城,另一列火车以100km/h的速度从B城开往A城,两列火车同时出发,3小时后相遇,求A、B两城距离。解:设距离为s→\(s=120×3+100×3=360+300=660\)(km);小丽以3km/h的速度从家出发,1.5小时后妈妈骑车以12km/h的速度追赶,妈妈多久能追上小丽?解:设x小时追上
→\(12x=3(x+1.5)\)→\(12x=3x+4.5\)→\(x=0.5\)(小时)。第8页:拓展练习——综合行程场景甲、乙两人相距20km,甲先出发1小时,速度6km/h,乙再出发,速度4km/h,若两人相向而行,乙出发后几小时相遇?解:设乙出发x小时相遇
→
甲总路程=6(x+1),乙路程=4x→\(6(x+1)+4x=20\)→\(6x+6+4x=20\)→\(x=1.4\)(小时);一辆汽车从甲地到乙地,去时每小时行50km,用了6小时,返回时比去时少用1小时,返回时的速度是多少?解:设返回速度为v→
路程=50×6=300km→\(v=300÷(6-1)=60\)(km/h);甲、乙两车同时从A地开往B地,甲车速度70km/h,乙车速度50km/h,甲车到达B地后立即返回,在距离B地20km处与乙车相遇,求A、B两地距离。解:设相遇时间为x小时
→
甲车路程=70x,乙车路程=50x,甲车比乙车多走2×20=40km→\(70x-50x=40\)→\(x=2\)(小时);两地距离=50×2+20=120(km)。第9页:生活应用——行程问题的实际价值情境1:旅游规划——计算两地往返的时间、速度,合理安排行程(如自驾出游时确定出发时间);情境2:交通调度——公交车、火车的相遇、追及问题(如调度员计算两车交汇时间);情境3:日常出行——步行、骑车、乘车的时间计算(如估算上学所需时间,避免迟到);拓展:行程问题的建模思想在物流运输(计算货物送达时间)、航空航天(轨道计算)等领域广泛应用,是最基础且重要的数学应用模型之一。第10页:知识小结核心公式:路程=速度
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时间(s=vt),灵活变形为v=s/t、t=s/v;建模关键:相遇问题:总路程=速度和
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时间;追及问题:路程差=速度差
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时间;往返问题:去程路程=返程路程;解题步骤:分析运动状态→设未知数→表示路程→建立等量关系→解方程→验证;易错点:单位不统一、路程表达式错误、相遇/追及的等量关系混淆、忽略先行/后行的时间差;衔接:本节课是一元一次方程应用的重点题型,后续将学习工程问题、利润问题等,进一步强化“实际问题→数学建模”的思维,为解决综合应用题奠定基础。1.若小明每秒跑4米,那么他5秒能跑_____米。2.小明用4分钟绕学校操场跑了两圈(每圈400米),那么他的速度为_____米/分。3.小明家距离火车站1500米,他以4米/秒的速度骑车到达火车站需_____分钟。上面3个小题都是关于路程、速度、时间的问题,那么它们之间有何关系呢?我们知道路程=速度×时间。知道这三个量中的两个就可以求出另一个。问题:
小明每天早上要到距家
1000
m
的学校上学。一天,小明以
80
m/min
的速度出发,出发后
5
min,小明的爸爸发现小明忘了带语文书。于是,爸爸立即以
180
m/min
的速度沿同一条路去追小明,并且在途中追上了他。爸爸追上小明用了多长时间?追上小明时,距离学校还有多远?(1)
问题中有哪些已知量和未知量?(2)想象一下追及的过程,你能用一个图直观表示问题中各个量之间的关系吗?解:设爸爸追上小明用了x
min,小明家学校80×580x180x(3)你是怎样列出方程的?与同伴进行交流。据题意得80×5+80x=180x。解:设爸爸追上小明用了x
min,小明家学校80×580x180x解得x=4。180×4=720(m),1000-720=280(m)。答:爸爸追上小明用了4min。追上小明时,距离学校还有280m。找出问题中的等量关系是列方程解应用题的关键,对于行程问题,通常借助“线段图”来分析问题中的数量关系。这样可以比较直观地反映出方程中的等量关系。小明家学校80×580x180x例1小明和小华两人在400m的环形跑道上练习长跑,小明每分钟跑260m,小华每分钟跑300m,两人起跑时站在跑道同一位置。(1)如果小明起跑后1min小华才开始跑,那么小华用多长时间能追上小明?(2)如果小明起跑后1min小华开始反向跑,那么小华起跑后多长时间两人首次相遇?分析:本题涉及哪些量?你能画图说明小明和小华跑步的情形吗?在问题(1)和(2)中,两人所走的路程分别有什么关系?260起点起点260260x300x260x300x追及问题相遇问题解:(1)设小华用x
min
追上小明,根据等量关系,可列出方程260+260x
=300x。解这个方程,得x=6.5。因此,小华用6.5min追上小明。追及问题260起点260x300x(2)设小华起跑后xmin两人首次相遇,根据等量关系,可列出方程260x+300x=400-260。解这个方程,得x=0.25。因此,小华起跑后0.25
min两人首次相遇。起点260260x300x相遇问题行程问题的基本类型:相遇问题:甲的路程+乙的路程=总路程。追及问题:追者路程=被追者路程+相隔距离。解:“x=-1”表示第一个容器的容积比第二个容器的容积小,水已溢出.如果第一个容器的高度增加1cm,恰好能盛下.1.两个圆柱体容器如图所示,它们的直径分别为4cm和8cm,高分别为39cm和10cm,我们先在第二个容器中倒满水,然后将其倒入第一个容器中,问:倒完以后.第一个容器中的水面离容器口有多少厘米?小刚是这样做的:设倒完以后,第一个容器中的水面离容器口有xcm,列方程π×22×(39-x)=π×42×10,解得x=-1.你能对他的结果作出合理的解释吗?2.试联系生活实际编写一道可以用一元一次方程解决的应用问题。解:设第二块实验田的面积是xm²,则第一块试验田的面积是(3x+100)m².根据题意,得x+(3x+100)=2900.解得x=700.3x=100=2200.答:第一块试验田的面积是2200m²,第二块试验田的面积是700m².
3.现有两块试验田,第一块试验田的面积比第二块试验田面积的3倍还多100m²,这两块试验田共2900m²,两块试验田的面积分别是多少?解:设正方形的纸片的边长为xm,那么宽为4cm的长条的面积为4xcm²,宽为5cm的长条的面积为5(x-4)cm².依题意,得4x=5(x-4).解得x=20.则4x=80,5(x-4)=80.答:每一个长条的面积为80cm².3.如图,小强将一个正方形纸片剪去一个宽为4cm的长条后,再从剩下的长方形纸片上剪去一个宽为5cm的长条.如果两次剪下的长条面积正好相等,那么每一个长条的面积为多少?5.如图,某种卷筒纸的外直径为14cm,内直径为6cm,每层纸的厚度为0.02cm。假如把这筒纸全部拉开,那么这筒纸的总长度大约是多少米(π取3.14)?解:设卷筒纸的宽度为xcm
40πx卷筒纸的总长度为:40πx÷0.02x≈6280(cm)=62.8(m)答:卷筒纸的总长度为62.8m6.某物流中转站
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