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行程追及问题解题技巧与经典例题详解:速度差与时间差公式推导 | 奥数应用题PDF下载

适用年级

奥数

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⭐⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-20

追及问题:基本公式

知识要点

💡 核心概念

追及问题就像“追赶游戏”。通常是两个人(或车、动物等),一个在前面跑(慢),一个在后面追(快)。研究的是“从开始追到最终追上”这个过程需要多长时间,或者跑了多远。

核心在于两个人速度不同,但追赶的方向和路线是相同的。快的人之所以要花时间才能追上,是因为一开始两人之间有一段距离差

📝 计算法则

解决追及问题,只需三步:

  1. 找“路程差”:也就是开始时快的人落后慢的人多少米。公式: 路程差 = 慢的人先走的路程。
  2. 找“速度差”:快的人比慢的人每分钟(或每秒、每小时)快多少米。公式: 速度差 = 快的速度 - 慢的速度。
  3. 求“追及时间”:用路程差除以速度差,就能得到追上需要的时间。公式: 追及时间 = 路程差 ÷ 速度差。

核心公式: \( \text{追及时间} = \frac{\text{路程差}}{\text{速度差}} \)

🎯 记忆口诀

慢前快后差路程,速度相减得差速。路程除以速度差,追及时间就得出。

🔗 知识关联

追及问题是“速度、时间、路程”关系的延伸应用。你需要非常熟悉:路程 = 速度 × 时间。在追及问题中,我们主要运用它的变形:时间 = 路程 ÷ 速度。这里的“路程”特指“路程差”,“速度”特指“速度差”。同时,计算中会用到小数的减法和除法。

易错点警示

错误1:计算速度差时,用慢的速度减快的速度,得到负数。

正解:速度差一定是“快的速度 - 慢的速度”,结果为正数,表示每分钟能追上的距离。

错误2:单位不统一。例如,速度是“米/秒”,而路程差是“千米”。

正解:解题前必须将单位统一。通常将大单位化为小单位更方便,如把千米化为米。

错误3:误用公式,将“路程差”除以“速度和”。这是相遇问题的公式,和追及问题完全不同。

正解:牢记追及问题的核心是“速度差”。快追慢,靠的是比对方快的那部分速度。

例题精讲

🔥 例题1:甲、乙两人相距200米。甲在前面,每分钟走50米;乙在后面,每分钟走70米。乙同时出发去追甲,问多少分钟后乙能追上甲?

📌 第一步:分析已知条件。开始时两人的距离就是“路程差”:200米。甲慢乙快,甲速50米/分,乙速70米/分。

📌 第二步:计算速度差。乙每分钟比甲多走: \( 70 - 50 = 20 \) (米/分)。

📌 第三步:求追及时间。追上所需时间 = 路程差 ÷ 速度差 = \( 200 \div 20 = 10 \) (分钟)。

✅ 答案:10分钟后乙追上甲。

💬 总结:这是最基础的直接套用公式题型,关键就是找准“路程差”和“速度差”。

🔥 例题2:妹妹从家步行去学校,每分钟走60米。妹妹出发5分钟后,哥哥发现妹妹忘了带文具盒,于是骑自行车以每分钟180米的速度去追。哥哥出发几分钟后能追上妹妹?

📌 第一步:找路程差。妹妹先走了5分钟,路程是 \( 60 \times 5 = 300 \) 米。这就是哥哥开始追时落后的距离。

📌 第二步:找速度差。哥哥每分钟比妹妹快 \( 180 - 60 = 120 \) 米。

📌 第三步:求追及时间。哥哥追上妹妹需要 \( 300 \div 120 = 2.5 \) 分钟。

✅ 答案:哥哥出发2.5分钟后追上妹妹。

💬 总结:“先走”形成的路程差,需要先算出来。题目问的是哥哥的“追及时间”,不要错算成妹妹的总时间。

🔥 例题3:一辆货车以每小时55千米的速度从A地开往B地。出发2小时后,一辆小轿车以每小时75千米的速度也从A地出发去追货车。小轿车追上货车时,距离A地多少千米?

📌 第一步:找路程差。货车先走2小时,路程为 \( 55 \times 2 = 110 \) 千米。

📌 第二步:找速度差。小轿车每小时比货车快 \( 75 - 55 = 20 \) 千米。

📌 第三步:求追及时间。小轿车追上货车需要 \( 110 \div 20 = 5.5 \) 小时。

📌 第四步:求距离A地路程。问题问的是路程。小轿车(或货车)从A地到追上点所用的路程就是答案。用小轿车算: \( 75 \times 5.5 = 412.5 \) 千米。

✅ 答案:距离A地412.5千米。

💬 总结:这是“求追及路程”的题型。步骤是:先求追及时间,再用“快者的速度 × 追及时间”求出追上的地点距离出发点的路程。

练习题(10道)

  1. 小明的步行速度是每分钟70米,小红的步行速度是每分钟50米。小红在小明前方100米处,两人同时同向出发。小明追上小红需要多少分钟?
  2. 甲、乙两人在400米环形跑道上跑步,甲每秒跑6米,乙每秒跑4米。两人从同一地点同时反向出发,多久后第一次相遇?如果两人从同一地点同时同向出发,甲多久后第一次追上乙?(提示:同向是追及问题,跑道一圈的长度就是“路程差”)
  3. 一只猎豹发现前方200米处有一只羚羊,猎豹以每秒30米的速度追击,羚羊以每秒20米的速度逃跑。猎豹多少秒后能追上羚羊?
  4. 姐姐和弟弟去上学,弟弟步行每分钟走40米。弟弟先走10分钟后,姐姐才骑自行车以每分钟200米的速度去追。姐姐几分钟能追上弟弟?
  5. 两架飞机从同一机场出发,前一架飞机以每小时650千米的速度飞行。2小时后,后一架飞机以每小时800千米的速度沿同一航线飞行。后一架飞机几小时能追上前一架?
  6. 乌龟和兔子进行赛跑,乌龟每分钟爬10米,兔子每分钟跑200米。兔子让乌龟先爬了1小时,兔子出发后多久能追上乌龟?
  7. 一辆客车和一辆货车同向行驶,客车在货车后面。客车的速度是每小时90千米,货车的速度是每小时70千米。客车要追上货车需要缩短30千米的距离,问需要多少小时?
  8. 甲、乙两车相距150千米。甲车每小时行45千米,乙车每小时行60千米。乙车在甲车后面,同时出发去追甲车。乙车追上甲车时,乙车行驶了多少千米?
  9. 同学们排队步行去参观,队伍每分钟走50米。老师有事要从队尾赶到队头传达通知,老师每分钟走80米,队伍长120米。老师从队尾到队头需要多少分钟?(提示:老师追的是队伍最前面的同学)
  10. 小张和小王在一条笔直的路上练习长跑。小张的速度是每秒3米,小王的速度是每秒2.5米。小张在小王后面50米处,两人同时同向起跑。小张追上小王时,小王已经跑了多少米?

奥数挑战(10道)

  1. (环形跑道)甲、乙二人在周长400米的环形跑道上练习跑步。如果两人同时从同一地点背向而行,相遇时间问题略;如果两人同时从同一地点同向而行,甲第一次追上乙时,甲比乙多跑了400米。已知甲的速度是乙速度的1.5倍,求甲、乙二人的速度。
  2. 甲、乙两地相距48千米。其中一段是上坡路,其余是下坡路。某人骑自行车从甲地到乙地,去时用了4小时12分,返回时用了3小时48分。已知自行车上坡速度为每小时10千米,求下坡速度。如果上、下坡速度保持不变,从甲地到乙地上坡、下坡各多少千米?(提示:往返一次,上坡总路程=下坡总路程=全程)
  3. 一列快车长170米,每秒行23米;一列慢车长130米,每秒行18米。快车从后面追上慢车到完全超过慢车(即从快车车头追上慢车车尾,到快车车尾离开慢车车头),需要多少时间?(提示:路程差是两列车的长度和)
  4. 小明和小亮在一条马路上跑步,小明每秒跑6米,小亮每秒跑4米。小亮在小明前面100米。如果他们同时出发,小明追上小亮后立即以原速返回起点,小亮继续向前跑。小明回到起点时,小亮离起点还有多远?
  5. 甲、乙两人绕城而行。甲绕城一周需要3小时,现在两人同时从同地背向出发,乙自遇到甲后再走4小时才能到达原出发地。求乙绕城一周需要多长时间?
  6. 一辆摩托车追赶先出发的步行人。步行人每小时走4千米,摩托车每小时行30千米。摩托车出发后1小时追上步行人。步行人比摩托车早出发几小时?
  7. 主人追他的狗。狗跑三步的时间主人跑两步,但主人一步的距离是狗两步的距离。狗跑出10步后,主人开始追。主人跑出多少步能追上狗?(提示:将“步”转化为统一的速度或距离单位)
  8. 铁路旁有一条小路,一列长144米的火车以每秒18米的速度通过。一位行人站在铁路旁,从火车车头到达他身边到火车完全离开他,共用8秒。求行人的步行速度。(提示:火车与行人同向为追及,反向为相遇。本题需判断方向)
  9. 甲、乙、丙三人,甲每分钟走60米,乙每分钟走67.5米,丙每分钟走75米。甲、乙从东镇去西镇,丙从西镇去东镇,三人同时出发,丙遇到乙后2分钟又遇到甲。求两镇相距多少米?
  10. 一条河上有A、B两个码头,相距112千米。一艘船从B码头逆流而上,到达A码头后立即返回。从出发到返回B码头共用了10小时。已知水流速度是每小时4千米,求船在静水中的速度。如果另一艘快艇在静水中的速度是每小时30千米,它从A码头到B码头往返一次需要多少时间?

生活应用(5道)

  1. (高铁场景)一列“复兴号”高铁以每小时350千米的速度从北京南站开出。30分钟后,一列“和谐号”动车以每小时250千米的速度从同一车站沿相同路线开出。请问“和谐号”出发后,需要多少小时才能追上“复兴号”?(假设轨道允许且调度安全)
  2. (环保/共享出行)小黄骑共享电动车去公司,速度为每分钟300米。出发5分钟后,他发现忘带工卡,于是同事小蓝骑共享自行车以每分钟200米的速度去给他送。小蓝需要骑多久才能追上小黄?
  3. (AI物流)一个仓储AGV(自动导引运输车)以每秒1米的速度沿轨道运送货物。10秒后,另一个速度更快的AGV以每秒1.5米的速度从同一起点出发去追赶前者,以便合并任务。快AGV需要多少秒追上慢AGV?追上时,它们离起点多远?
  4. (航天科普)中国空间站(天宫)在距地面约400公里的轨道上,以每秒约7.68公里的速度绕地球飞行。一艘货运飞船从地面发射,为了与空间站对接,需要进入相近轨道并逐步追近。假设在最后阶段,飞船在空间站后方100公里处,且飞船轨道速度比空间站快0.1公里/秒。问飞船需要多少秒才能追上前100公里的距离?(本题忽略复杂变轨,只做理想直线追及计算)
  5. (网购配送)上午9:00,A快递车从仓库出发,以平均每小时40公里的速度向某小区送货。上午9:30,仓库发现A车漏掉一个包裹,立即派出B摩托车以平均每小时60公里的速度去追A车并送达包裹。B车最快什么时候能追上A车?

参考答案与解析

【练习题答案】

  1. 时间 = \( 100 \div (70-50) = 5 \) 分钟。
  2. 相遇问题: \( 400 \div (6+4) = 40 \) 秒。追及问题: \( 400 \div (6-4) = 200 \) 秒。
  3. 时间 = \( 200 \div (30-20) = 20 \) 秒。
  4. 路程差 = \( 40 \times 10 = 400 \) 米,时间 = \( 400 \div (200-40) = 2.5 \) 分钟。
  5. 路程差 = \( 650 \times 2 = 1300 \) 千米,时间 = \( 1300 \div (800-650) \approx 8.67 \) 小时(或 \( \frac{26}{3} \) 小时)。
  6. 路程差 = \( 10 \times 60 = 600 \) 米,时间 = \( 600 \div (200-10) = \frac{600}{190} \approx 3.16 \) 分钟(或 \( \frac{60}{19} \) 分钟)。
  7. 时间 = \( 30 \div (90-70) = 1.5 \) 小时。
  8. 追及时间 = \( 150 \div (60-45) = 10 \) 小时,乙车路程 = \( 60 \times 10 = 600 \) 千米。
  9. 将队伍看作一个整体在移动,老师要追队伍最前头这个“点”。追及时间 = \( 120 \div (80-50) = 4 \) 分钟。
  10. 追及时间 = \( 50 \div (3-2.5) = 100 \) 秒,小王跑的路程 = \( 2.5 \times 100 = 250 \) 米。
  11. 【奥数挑战答案】

    1. 解析:设乙速为 \( v \) 米/秒,则甲速为 \( 1.5v \) 米/秒。同向追及时,速度差为 \( 0.5v \),路程差为400米。由公式: \( 400 \div (0.5v) = \) 追及时间。但题目未给时间。实际上,已知“甲第一次追上乙时,甲比乙多跑了400米”是环形追及的结论。由“速度差×时间=路程差(400米)”和“乙的路程=乙速×时间”,可列方程。更直接:时间相同,甲路程是乙的1.5倍,且甲路程-乙路程=400。设乙跑了 \( s \) 米,则 \( 1.5s - s = 400 \),得 \( s=800 \),甲跑了1200米。时间 = \( 800 / v = 1200 / (1.5v) \),可解得 \( v = \frac{800}{时间} \)。需要知道一圈时间?实际上,乙跑800米被追上,而一圈400米,说明乙跑了2圈。时间 = 乙跑2圈的时间 = \( 800 / v \)。同时,甲跑了3圈(1200米)。两人跑的时间相同: \( 800/v = 1200/(1.5v) \) 恒成立。缺少一个条件(如时间)才能求具体速度。原题可能隐含“甲第一次追上乙用了5分钟”之类条件。此处假设已知追及时间为 \( t \) 秒,则 \( v = 800/t \), \( 1.5v = 1200/t \)。
    2. 参考答案与解析

    3. 答案:路程差为两列车长之和: \( 170 + 130 = 300 \) 米。速度差为 \( 23 - 18 = 5 \) 米/秒。时间 = \( 300 \div 5 = 60 \) 秒。
    4. 解析:小明追上小亮用时: \( 100 \div (6-4) = 50 \) 秒。此时小明跑了 \( 6 \times 50 = 300 \) 米,小亮跑了 \( 4 \times 50 = 200 \) 米。小明立即折返,速度不变。小明回到起点还需 \( 300 \div 6 = 50 \) 秒。在这后50秒里,小亮继续以4米/秒向前跑,又跑了 \( 4 \times 50 = 200 \) 米。所以当小明回到起点时,小亮的位置是从起点出发共跑了 \( 200 + 200 = 400 \) 米,因此离起点400米。
    5. 解析:设城周为 \( s \),则甲速为 \( s/3 \)。设乙绕城一周需 \( t \) 小时,则乙速为 \( s/t \)。两人背向相遇,相遇时间为 \( s \div (s/3 + s/t) = 1 \div (1/3 + 1/t) = \frac{3t}{t+3} \) 小时。相遇时乙走了 \( (s/t) \times \frac{3t}{t+3} = \frac{3s}{t+3} \)。相遇后乙再用4小时走完剩下的路回到原点,说明相遇点距原点(出发地)乙还需走4小时,即距离为 \( 4 \times (s/t) = \frac{4s}{t} \)。这个距离应等于乙相遇前已走的路程(因为绕一圈回到起点)。所以 \( \frac{3s}{t+3} = \frac{4s}{t} \)。两边约去 \( s \),得 \( \frac{3}{t+3} = \frac{4}{t} \),解得 \( 3t = 4(t+3) \), \( 3t = 4t + 12 \), \( t = -12 \)?出现负数,说明逻辑有误。实际上,背向出发相遇后,乙继续走到原出发地,这段路程不一定是乙已走路程。正确关系:相遇后乙走4小时的路程,加上相遇前乙走的路程,正好等于城周长 \( s \)。即 \( \frac{3s}{t+3} + \frac{4s}{t} = s \)。两边除以 \( s \),得 \( \frac{3}{t+3} + \frac{4}{t} = 1 \)。解方程:两边乘 \( t(t+3) \): \( 3t + 4(t+3) = t(t+3) \), \( 3t + 4t + 12 = t^2 + 3t \), \( 7t + 12 = t^2 + 3t \), \( t^2 - 4t - 12 = 0 \), \( (t-6)(t+2)=0 \),取正根 \( t=6 \)。所以乙绕城一周需6小时。
    6. 解析:摩托车出发时,步行人已领先:步行人速度4千米/时,摩托车追及时间1小时,速度差为 \( 30-4=26 \) 千米/时。所以路程差 = \( 26 \times 1 = 26 \) 千米。这26千米是步行人提前走出来的,所以他提前出发的时间为 \( 26 \div 4 = 6.5 \) 小时。
    7. 解析:设狗一步长为 \( L_d \),则主人一步长为 \( 2L_d \)。狗跑三步的时间主人跑两步,设这个共同时间为 \( T \)。则狗速 = \( 3L_d / T \),主人速 = \( 2 \times (2L_d) / T = 4L_d / T \)。速度差 = \( (4L_d - 3L_d) / T = L_d / T \)。狗先跑10步,路程差 = \( 10L_d \)。追及时间 = \( (10L_d) \div (L_d / T) = 10T \)。在这个时间内,主人跑的步数 = 主人跑的路程 ÷ 主人步长。主人路程 = 主人速 × 时间 = \( (4L_d / T) \times 10T = 40L_d \)。主人步数 = \( 40L_d \div (2L_d) = 20 \) 步。
    8. 解析:“火车完全离开”共8秒,这是火车车尾与人相遇(或追及)的过程。火车长144米。若行人与火车同向,则火车追行人,相对速度 = 火车速 - 人速,时间 = \( 144 \div (18 - v_{\text{人}}) = 8 \),解得 \( 18 - v_{\text{人}} = 18 \), \( v_{\text{人}} = 0 \)(静止)。若行人与火车反向,则为相遇,相对速度 = 火车速 + 人速,时间 = \( 144 \div (18 + v_{\text{人}}) = 8 \),解得 \( 18 + v_{\text{人}} = 18 \), \( v_{\text{人}} = 0 \)。所以无论同向反向,解出的行人速度都是0。题目可能默认行人静止站立。所以答案:行人速度为0(即静止)。
    9. 解析:设丙遇到乙时,用了 \( t \) 分钟。此时,乙丙合走了全程 \( s \): \( s = (67.5+75) \times t = 142.5t \)。丙遇到甲时,用了 \( t+2 \) 分钟。此时,甲丙合走了全程 \( s \): \( s = (60+75) \times (t+2) = 135 \times (t+2) \)。所以 \( 142.5t = 135(t+2) \), \( 142.5t = 135t + 270 \), \( 7.5t = 270 \), \( t = 36 \)。代入得 \( s = 142.5 \times 36 = 5130 \) 米。
    10. 解析:设船在静水中速度为 \( v \) 千米/时。逆流速度 = \( v-4 \),顺流速度 = \( v+4 \)。往返时间: \( \frac{112}{v-4} + \frac{112}{v+4} = 10 \)。解方程:两边除以2: \( \frac{56}{v-4} + \frac{56}{v+4} = 5 \),通分: \( \frac{56(v+4) + 56(v-4)}{(v-4)(v+4)} = 5 \), \( \frac{112v}{v^2-16} = 5 \), \( 5v^2 - 80 = 112v \), \( 5v^2 - 112v - 80 = 0 \)。解一元二次方程:判别式 \( \Delta = 112^2 + 4\*5\*80 = 12544 + 1600 = 14144 \), \( \sqrt{\Delta} \approx 118.93 \), \( v = \frac{112 \pm 118.93}{10} \),取正根 \( v \approx \frac{230.93}{10} = 23.093 \) 千米/时。第二问:快艇静水速度30千米/时,顺流速度34千米/时,逆流速度26千米/时。往返时间 = \( \frac{112}{34} + \frac{112}{26} \approx 3.294 + 4.308 \approx 7.602 \) 小时。
    11. 【生活应用答案】

      1. 路程差 = \( 350 \times 0.5 = 175 \) 千米,速度差 = \( 350 - 250 = 100 \) 千米/时,时间 = \( 175 \div 100 = 1.75 \) 小时。
      2. 路程差 = \( 300 \times 5 = 1500 \) 米,速度差 = \( 300 - 200 = 100 \) 米/分,时间 = \( 1500 \div 100 = 15 \) 分钟。 (注意:小蓝速度慢,永远追不上小黄。此题设计有误,应保证追的人速度更快。若小蓝骑电动车,速度更快才能追上。此处假设小蓝速度改为每分钟400米,则速度差100米/分,时间15分钟。原题数据错误,予以修正解析)
      3. 路程差 = \( 1 \times 10 = 10 \) 米,速度差 = \( 1.5 - 1 = 0.5 \) 米/秒,时间 = \( 10 \div 0.5 = 20 \) 秒。距离起点 = 快AGV路程 = \( 1.5 \times 20 = 30 \) 米。
      4. 路程差 = 100公里,速度差 = 0.1公里/秒,时间 = \( 100 \div 0.1 = 1000 \) 秒。
      5. A车9:30出发时,已行驶 \( 40 \times 0.5 = 20 \) 千米。速度差 = \( 60 - 40 = 20 \) 千米/时。追及时间 = \( 20 \div 20 = 1 \) 小时。所以B车在9:30+1小时=10:30追上A车。
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