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小学数学扶梯问题(扶梯问题数学)

生活中我们经常在商场里乘坐扶梯(有台阶的在倾斜方向运行的电梯),不知道你有没有发现一个特点:不管从下往上运行,还是从下往上运行,或是静止的时候,扶梯展现在人们面前的台阶数总数是固定不变的,且扶梯在运行时候的速度始终是匀速的。现实中,我们乘坐扶梯时就站在某个台阶上,偶尔走几步;可在数学中,我们将会遇到各种情形。比如,顺着扶梯运行方向走到另外一端,更有甚者,还有逆行的情况。关于后者,我们在生活中千万不要模仿啊!

扶梯行程问题是一种特殊的行程类应用题。由于它涉及到的变量比较多,对于初次遇到此类问题的同学就觉得很复杂,丝毫没有头绪,因此无从下手。首先我们来认识一个新单位:级。“级”常用来作为扶梯的单位,其实就相当于有多少台阶。我们不说一个扶梯多少米,而说这个扶梯有多少级。而一个人在扶梯上的速度也用级来表示,如每秒2级等等。

我们知道路程是速度和时间的乘积,如果一个人静止地站在扶梯上,扶梯走过的路程(露出来的级数)就是扶梯的速度与时间的乘积。但倘若有一个人顺着扶梯运行的方向匀速前进,那么从起点到终点的扶梯的级数就是人和扶梯的行程之和,人走一部分,扶梯自身也要走一部分。但如果是逆行的,又会如何呢?比如,扶梯是从低处往高处运行,可偏偏有个调皮的人却要从高处逆行到低处,那么他的速度必须要比扶梯的速度快,否则他永远到不了终点。最终他走的路程减去扶梯的行程就等于静止状态下扶梯的级数。

扶梯的行程问题涉及的变量很多,通常会有扶梯的速度、扶梯的级数、人的速度、人的行程和时间等等。我们先看一道顺向运行的基础题。

例1:在市中心的一个大商场中有自动扶梯以均匀的速度向上行驶。哥哥和弟弟在乘自动扶梯的同时均向上走,哥哥的速度是弟弟的3倍,已知哥哥走了30级到达扶梯顶部,而弟弟走了15级到达顶部,问扶梯露在外面的部分有多少级?

此类题目我们通常用解方程的方法来做,毕竟变量比较多。我们来看,哥哥和弟弟的准确速度都不知道,他俩在电梯上的时间也不知道,但是他们二人的速度是有关联的。设弟弟的速度为X级/秒,那么哥哥的速度就是3X级/秒。

哥哥在扶梯上的时间:30/3X=10/X(秒)

弟弟在扶梯上的时间:15/X (秒)

设电梯速度为V,那么有V(10/X)+30=V(15/X)+15

经过化简得:V=3X,将其带入上式左侧或右侧

最终得到扶梯的级数为:3X(10/X)+30=60(级),答:略。

最后我们来看一个逆行的例子。

例2:小明和小亮很调皮,逆着自动扶梯的方向行走。小明在20 秒内可以走25 级,小亮在相同时间内可以走20级。按此速度,小明用2分钟到达扶梯的另一端,而小亮需要3分钟才能到达。问该扶梯静止时共有多少级?

这道题目相比上题透露的因素要多出很多,可以看到两个人的速度和时间都有。

我们先转化单位:

小明的速度:25×(60÷20)=75级/分

小亮的速度:20×(60÷20)=60级/分

设扶梯的速度为V级/分,那么会有等式75×2-2V=60×3-3V,得:V=30

那么扶梯的级数为:75×2-2×30=90级,答:略。

我们来看另外一种方法:

二人时间比为2:3

由于速度和时间成反比,所以综合速度(人的速度减去扶梯速度)比为3:2

设扶梯速度为V,则有:

(75-V):(60-V)=3:2

得到V=30,余下步骤同上。

以上是最基础的两道扶梯类型题,要想熟练掌握,不但要理解其中的逻辑关系,更要敢于多多练习、挑战难题。

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