例 11 某船来往于相距 360 千米的两港口之间。上行(逆水)需用 18 小时,下行要用 15 小时。这只船在静水中速度和水流速度各是多少?
解:本题是行程问题的一种特殊情况,称为“流水问题”。它除了涉及船速、时间和路程外,还涉及到水流速度。 由于水流速度的影响,船的实际速度就会发生变化。它的速度变化满足
下列关系式:
船静水速+水流速=船顺水速 船静水速-水流速=船逆水速
或 (船顺水速+船逆水速)÷2=船静水速 (船顺水速-船逆水速)÷2=水流速
本题已知船上、下行 360 千米分别需 18 小时和 15 小时, 则 船顺水速:360÷15=24(千米/小时);船逆水速: 360÷18=20(千米/小时)。所以,船在静水中速度是:
(24+20)÷2=22(千米/小时)。
答:这只船在静水中的速度是每小时 22 千米,水流速度是每小时 2 千米。
例 12 一位少年短跑选手,顺风跑 90 米用了 10 秒钟。在同样的风速下,逆风跑 70 米,也用了 10 秒钟。问:在无风的时候,他跑 100 米要用多少秒? (1990 年第三届“华罗庚金杯”少年数学邀请赛初赛试题)
解法 1:(1)求顺风时每秒跑多少米?
90÷10=9(米)。
(2)求逆风时每秒跑多少米?
70÷10=7(米)。
(3)求无风时每秒跑多少米?
(9+7)÷2=8(米)。
(4)求无风时跑 100 米用了多少秒?
100÷8=12.5(秒)。 答:无风时,他跑 100 米要用 12.5 秒。
解法 2:(1)求顺风时每秒跑多少米?
90÷10=9(米)。
(2)求逆风每秒多少米?
70÷10=7(米)。
(3)求风速每秒多少米?
(9—7)÷2=1(米)。
(4)求无风时每秒多少米?
9—1=8(米)或 7+1=8(米)。
(5)求无风时跑 10Q 米需要多少秒?
100÷8=12.5(秒)。
答:略。
例 13 摩托车驾驶员以每小时 20 千米行了 60 千米,回来时每小时行 30 千米,问往返全程的平均速度是多少?(1980 年美国长岛小学数学奥林匹克赛试题)
解:驾驶员往返总时间是:
60÷20+60÷30=3+2=5(小时)。 往返总路程是:60×2=120(千米)。
全程平均速度:60×2÷5=24(千米/小时)。
(这里特别要注意:不能算成(20+30)÷ 2=25 千米/小时) 现在我们把摩托车驾驶员行的 60 千米扩大(或缩小)若千倍,增加(或减少)若干千米,而往返速度不变,再计算一下往返全程的平均速度,你就 发现结果仍是每小时 24 千米。如果设摩扎车驾驶员行了 S 千米,全程平均速度是:
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计算结果与上面相同。 解题时还可以设驾驶员行的路程为“1”,同样可以求得往返全程的平均
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我们把 24 叫做是 20、30 的调和平均数。
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