Задачи на движение по прямой
Содержание
Задачи на движение по прямой
Задание 11 проверяет умение строить математические модели для реальных ситуаций. Задачи на движение по прямой - это классика текстовых задач. Здесь нет сложных физических законов, всё держится на одной ключевой формуле и внимательном чтении условия.
Основные формулы
Абсолютно все задачи этого типа крутятся вокруг связи расстояния, скорости и времени.
Если объекты едут навстречу друг другу или кто-то кого-то догоняет, удобнее перейти к относительной скорости - скорости, с которой одно тело приближается к другому.
Если в задаче просят найти среднюю скорость на всём пути, забудь про среднее арифметическое: для скорости оно даёт неверный результат.
Алгоритм решения
В задачах на движение легко запутаться в данных. Самый надёжный способ собрать всё воедино - нарисовать таблицу.
Примеры решения
Разберём четыре задачи от простых к комплексным: сначала движение в одном направлении, потом средняя скорость, встречное движение и наконец задача с остановкой.
Из города А в город В, расстояние между которыми км, выехал первый автомобиль. Через час следом за ним со скоростью, на км/ч большей скорости первого, выехал второй автомобиль. Найди скорость первого автомобиля, если в город В они прибыли одновременно. Ответ дай в км/ч.
Строим таблицу и вводим переменную
Пусть км/ч - скорость первого автомобиля. Тогда скорость второго - км/ч. Оба проехали по км.
| Автомобиль | (км) | (км/ч) | (ч) |
|---|---|---|---|
| Первый | |||
| Второй |
Составляем уравнение
Второй выехал на час позже, а прибыли они одновременно - значит, второй провёл в пути на час меньше, чем первый. Из бóльшего времени (первого) вычитаем меньшее (второго):
Решаем уравнение
Умножим обе части на общий знаменатель (знаменатели не равны нулю, так как ):
Подбираем корни по теореме Виета
Произведение корней равно , сумма равна . Подходит пара и : их произведение , сумма . Отрицательный корень отбрасываем - скорость не бывает отрицательной. Остаётся .
Проверка: первый едет часа, второй часа. Разница ровно час - сходится.
Ответ: 60
Первые км автомобиль ехал со скоростью км/ч, следующие км - со скоростью км/ч, а затем км - со скоростью км/ч. Найди среднюю скорость автомобиля на протяжении всего пути. Ответ дай в км/ч.
Находим общий путь
Здесь не нужно составлять сложные уравнения. Достаточно применить формулу средней скорости: весь путь делим на всё время.
Находим время на каждом участке
- Первый: часа.
- Второй: часа.
- Третий: час.
Находим общее время
Вычисляем среднюю скорость
Проверка: среднее арифметическое скоростей не совпадает с - и правильно, ведь участки разной длины.
Ответ: 90
Расстояние между городами A и B равно км. Из города A в город B выехал первый автомобиль, а через час после этого навстречу ему из города B выехал со скоростью км/ч второй автомобиль. Найди скорость первого автомобиля, если автомобили встретились на расстоянии км от города A. Ответ дай в км/ч.
Разбираемся с расстояниями
В задачах на встречное движение с конкретной точкой встречи выгоднее не составлять большое уравнение, а идти пошагово от известных чисел.
Автомобили встретились в км от города A. Значит, первый проехал до встречи км. Второй выехал из B и до точки встречи прошёл:
Работаем со вторым автомобилем (о нём известно всё)
Он проехал км со скоростью км/ч. Время в пути:
Переходим к первому автомобилю
Второй выехал на час позже. Значит, к моменту встречи первый был в пути на час дольше:
Находим скорость первого
Проверка: через часа после выезда первого сумма пройденных расстояний - км. Сходится.
Ответ: 55
Расстояние между станциями A и B равно км. Поезд вышел из A, часть пути проехал со скоростью км/ч, затем простоял минут на промежуточной станции, после чего оставшийся участок преодолел со скоростью км/ч. От выезда из A до прибытия в B прошло часа. Найди расстояние от A до промежуточной станции. Ответ дай в километрах.
Переводим единицы и находим чистое время движения
минут часа. Поезд не двигался часа, значит в движении он был:
Строим таблицу по двум участкам
Пусть км - расстояние от A до промежуточной станции. Тогда оставшийся путь - км.
| Участок | (км) | (км/ч) | (ч) |
|---|---|---|---|
| До остановки | |||
| После остановки |
Составляем уравнение
Сумма времён на двух участках равна чистому времени движения:
Решаем уравнение
Умножим обе части на (общий знаменатель , и ):
Проверка: до остановки поезд ехал часа, после - часа. Плюс часа стоянки. Итого часа - сходится.
Ответ: 100
Частые ошибки
Что запомнить
- Основа всего: таблица , , . Два столбца заполняешь по условию, столбец времени - строго по дроби .
- Уравнение: почти всегда строится на разнице или сумме времён. Формулируй его как «большее минус меньшее = разница».
- Остановка: вычитай её из общего времени до составления уравнения. Переводи минуты в часы через .
- Проверка корней: скорость и время не бывают отрицательными. Если квадратное уравнение дало два положительных корня, перечитай условие - там может быть ограничение вроде «скорость не превышает км/ч».
- Средняя скорость: никогда не среднее арифметическое. Только общий путь поделить на общее время.
Стратегия на экзамене
- Автомобиль проехал первые км со скоростью км/ч, а следующие км -- со скоростью км/ч. Чему равна его средняя скорость на всём пути?
- Два автомобиля едут навстречу друг другу со скоростями и , расстояние между ними . Через какое время они встретятся?
- В задаче поезд ехал с остановкой минут, всего от выезда до прибытия прошло часов. Какое время подставлять в уравнение суммы времён движения по участкам?
- Второй автомобиль выехал на час позже первого, и они прибыли одновременно. Как связаны их времена в пути?