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01
同一条路,两个到达时刻
同一时刻从家出发到学校,全程匀速且不休息。若每小时走4千米,迟到6分钟;若每小时走5千米,早到6分钟。两次以同一个约定到达时刻为准。家到学校有多远?
当前演示:4千米/时迟到6分钟,5千米/时早到6分钟,求同一条路的长度。
第1步 / 共4步:统一基准
约定到达时刻在中间,快走早6分钟,慢走迟6分钟。
对应左侧:全程变速题
先求时间差
早到与迟到分别在约定时刻的两侧。
不能用6−6。两次到达之间隔着6+6分钟。
02
学习准备
学习目标
- 把早到、迟到转成带方向的时间偏差。
- 解释同路程时速度与用时互为反比。
- 用每千米用时差求路程,保留单位。
- 对分段变速先抵消不变路段,再还原全程。
必要前置
路程=速度×时间,时间=路程÷速度;分数四则运算;1小时=60分钟;会解简单的一元方程。正速度、正路程是本页的基本条件。
S班是本项目的深度编排,不代表任何机构已核实的官方课纲。本页只研究同一路程变速与时间差;一般多段行程需另列各段路程与用时。
03
为什么用“每千米时间差”能求路程?
同路程:时间跟速度的倒数成正比
设路程为 s 千米,慢速 v₁、快速 v₂ 的单位都是千米/时,且 v₂>v₁>0。两次行走各自匀速,不含额外停留。
t₁=s/v₁,t₂=s/v₂
Δt=t₁−t₂=s(1/v₁−1/v₂)
1/v₁ 与 1/v₂ 的单位是小时/千米,表示走1千米所需的时间。路程相同,每千米的用时差重复了 s 次,所以总用时差等于 s 乘每千米用时差。若 s 不是整数,仍由乘法分配律成立。
s=Δt ÷ (1/v₁−1/v₂)
Δt 必须换成小时。也可以把两个倒数都乘60,得到“分钟/千米”,此时 Δt 用分钟。不能把分钟直接代入小时公式。同路程还得到 t₁:t₂=v₂:v₁;速度4:5,对应时间5:4,而不是4:5。
早迟偏差:先标同一个约定时刻
约定到达时刻记为 D,迟到记正,早到记负;两次偏差分别是 δ₁、δ₂。若出发时刻相同,抵消共同的出发时刻后,两次用时之差就是 δ₁−δ₂。
- 慢走迟6、快走早6:6−(−6)=12分钟。
- 慢走迟10、快走迟4:10−4=6分钟,不能一律相加。
- 慢走早3、快走早8:(−3)−(−8)=5分钟。
只有一次早到、一次迟到时,两次到达分居 D 两侧,时间差才是两数之和。若出发不同,先由各自“到达时刻−出发时刻”求用时,不能把到达差直接当用时差。
只改一段:先作差,抵消不变部分
全程为 L,其中比例 f 的路段从 v₁ 提速到 v₂,剩余部分保持相同速度和停留安排。改变路段长 fL,设省下的时间为 Δt,则:
Δt=fL(1/v₁−1/v₂)
先求 fL,再除以 f 还原 L。f 必须按路程理解;“一半时间”与“一半路程”不能互换。若多个路段都改变,应按题意分别求时间差,不能把某段公式套给全部路程。
04
两道完整例题
例题一 · 早迟转同路程时间差
4千米/时迟6分钟,5千米/时早6分钟
同一时刻从家出发到学校,沿相同路线,全程匀速、无停留,约定到达时刻相同。求路程与约定行走用时。
- 时间差:慢走比快走多用6+6=12分钟。
- 单位路程差:慢走1千米用60÷4=15分钟;快走用60÷5=12分钟。每千米相差3分钟。
- 求路程:12÷3=4千米。
- 还原约定:慢走用时4÷4=1小时=60分钟,约定用时为60−6=54分钟。快走用48分钟,48+6=54分钟,吻合。
另一种核对:速度4:5,时间5:4,相差1份对应12分钟,慢走5份60分钟、快走4份48分钟。
例题二 · S班结构变式:相对计划的分段偏差
前半程减速,后半程加速,是否恰好抵消?
一人计划从家到学校全程以5千米/时匀速行走。实际按原定时刻出发,前一半路程以4千米/时、后一半路程以6千米/时行走,无停留,结果比计划迟到2分钟。求全程路程。
- 设全程 L 千米:两段各 L/2 千米。计划用时 L/5 小时,实际用时 L/8+L/12 小时。
- 同基准作差:L/8+L/12−L/5=2/60。通分后,左边为 L(15+10−24)/120=L/120。
- 求解:L/120=1/30,得到 L=4千米。
- 代回核对:计划4÷5×60=48分钟;实际2÷4×60+2÷6×60=30+20=50分钟,正好迟2分钟。
为什么等幅变速不抵消?每千米降到4需要15分钟,比计划12分钟多3分钟;升到6需要10分钟,只省2分钟。相同长度下,多花的时间更大。实际平均速度为4÷(50/60)=24/5=4.8千米/时,不能用(4+6)÷2。
与上方“只改后半程”演示不同:这里的比较基准是全程5千米/时。必须把两段分别与计划比较,不能照搬演示的10分钟差。
05
迁移练习
练习一|早迟不对称
同一时刻出发沿同一路线到图书馆,均匀速且无停留。以3千米/时行走会迟到10分钟,以4千米/时行走会早到5分钟。求路程与约定用时。
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两次到达差10+5=15分钟。每千米用时分别20、15分钟,相差5分钟。路程15÷5=3千米。慢走用60分钟,约定用时60−10=50分钟;快走用45分钟,45+5=50分钟,条件一致。
练习二|提前12分钟对应哪段路?
原计划全程6千米/时匀速行走。实际同一时刻出发,前1/3路程仍以6千米/时行走,后2/3路程改为9千米/时,全程不休息,比原计划提前12分钟。求全程路程。
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前1/3路程用时相同,作差抵消。后2/3路程每千米省60÷6−60÷9=10−20/3=10/3分钟。改变的路段长12÷(10/3)=18/5千米。全程(18/5)÷(2/3)=27/5=5.4千米。
核对:原计划用时5.4÷6×60=54分钟。实际前1.8千米用18分钟,后3.6千米用24分钟,合计42分钟,正好省12分钟。18/5只是后2/3路程,不能直接作为全程答案。
06
反例、易错与回顾
- 不同路程不保证速度越快用时越短。4千米以4千米/时走,与6千米以6千米/时走,均用1小时,不能用本页同路程时间差公式求路程。
- 出发时刻不同时,到达差不等于用时差。甲8时出发、9时到,乙8时20分出发、9时10分到;乙晚到10分钟,却少用10分钟。
- 速度相等时不能除以零。同一路程、同出发、同停留且速度相同,用时差必须为0;只知道0差不能确定距离。
- 停留不能混进走路用时。若慢方案额外停留 r 小时,则到达差为 s(1/v₁−1/v₂)+r,先扣掉 r 再求路程。
- 等路程两段不能取速度算术平均。4与6的等路程平均速度为4.8;等时间两段才是5。
回顾:锁定同一路程与同一出发基准 → 把早迟化成有方向的差 → 单位统一 → 抵消不变路段 → 用时间差除以每千米用时差 → 还原全程并代回。
07
逐章回看
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同一时刻从家出发,走同一条路。每小时走四千米,迟到六分钟;每小时走五千米,早到六分钟。
两次到达在约定时刻两侧。慢走比快走多用六加六,也就是十二分钟。
先比较一千米。慢走要十五分钟,快走要十二分钟,每千米相差三分钟。
总共相差十二分钟,除以每千米的三分钟,路程就是四千米。约定用时是五十四分钟。
如果原来全程每小时走四千米,现在只把后半程提到六千米,提前十分钟呢?
前半程没变,用时抵消。后半程每千米从十五分钟变成十分钟,省五分钟。
十除以五,得到的是后半程两千米,所以全程四千米。不能把改变的路段当成全程。
先统一出发时刻,再比较同一路段的用时。早迟看基准,不变部分抵消,停留时间另算。