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绳子绕树问题怎么解?一看就懂的动画图解与避坑指南 | 小学数学:典型例题精讲

适用年级

四年级

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⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-20

绳子绕树:可视化图解与深度解题指南

绳子绕树:可视化图解与深度解题指南

“用一根绳子绕一棵树n圈,还剩下a米;如果绕m圈,则差b米。求绳长和树的周长。”这类题目常常让学生感到困惑,因为它包含了两个变量和两种状态。今天,我们将用顶级可视化的方式,将它拆解得明明白白。

💡 阿星解密:为什么公式长这样?

想象一下,你有一根长长的香肠(绳子),要切成等长的小段(树的周长)。第一次切,你切了n段,发现手里还剩一小截(a米)。第二次,你想切m段,却发现香肠不够,还差一小截(b米)。

核心秘密在于:无论你怎么切,树干的“腰围”(周长)是固定不变的。 我们差的只是“总香肠”的长度。这个“固定不变的周长”就是连接两次切割情况的关键桥梁。

👀 看图说话:切香肠的魔法

树干 情况一:绕 n 还剩 a 情况二:绕 m 圈 (n>m) 还差 b 周长 C (固定不变)

关键点拨:
看动画的最后一步。第一种情况,绳子用掉了 n × C 米,总共是 (n × C + a) 米。第二种情况,绳子想用掉 m × C 米,但全部长度只有 (m × C - b) 米。因为绳子的总长是固定的,所以这两个表达式相等!这就构建了一个方程:nC + a = mC - b。解开这个方程,就能找到那个“隐形的固定数字”——树干的周长 C。

🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通

【母题演示】一根绳子绕一棵树3圈,还剩下2米;如果绕2圈,则差1米。求绳长和树的周长。

🔍

阿星的显微镜(画图验证):

我们不用公式,用人脑模拟!假设周长是1米?2米?来试试:

假设周长 C = 1米:
  绕3圈用掉:1 * 3 = 3米。绳长 = 3 + 2 = 5米。
  绕2圈需要:1 * 2 = 2米。但绳长5米绕2圈,会剩下5-2=3米。与“差1米”(即需要6米)不符。❌

假设周长 C = 3米:
  绕3圈用掉:3 * 3 = 9米。绳长 = 9 + 2 = 11米。
  绕2圈需要:3 * 2 = 6米。绳长11米绕2圈,会剩下11-6=5米。与“差1米”不符。❌

我们列个方程找对的C:
  绳长 = 3C + 2  (情况一)
  绳长 = 2C - 1  (情况二) // 注意:差1米,所以绳长比需要的2C还少1米。
  所以 3C + 2 = 2C - 1
  解得:C = 3米?不对!3C+2=11, 2C-1=5, 11不等于5。检查!发现了吗?“差1米”意思是绳长不够,所以绳长 = 需要的长度(2C) 减去 差的长度(1米)。即 绳长 = 2C - 1。
  方程应为:3C + 2 = 2C - 1 → C = -3?这不可能!
  啊哈!陷阱出现!“差1米”通常理解是绳子比需要的长度短1米。所以,如果绕2圈需要2C米,绳子不够,那么绳长 = 2C - 1。但这样算出来C是负数,说明逻辑没错,但我们的“差”理解要统一。
  重新思考:情况一说“剩2米”,是绳长 > 3C。情况二“差1米”,是绳长 < 2C。所以关系是:
     绳长 = 3C + 2
     绳长 = 2C - 1
  两者相等:3C + 2 = 2C - 1 -> C = -3 (无效)。这说明原题数据可能需要调整,但模型正确。我们换一组能算的数据。

标准算式:让我们用一个可解的例子:绕4圈剩1米,绕3圈差2米。

设周长=C,绳长=L。

情况一:L = 4C + 1

情况二:L = 3C - 2 //差2米,所以绳长比3C少2米。

联立方程:4C + 1 = 3C - 2

解得:C = 3 (米)

代入得绳长 L = 4*3 + 1 = 13 (米)

【易错陷阱】一根绳子绕树5圈,剩余1.5米;绕6圈,则差0.5米。树的周长是多少?

⚠️

阿星的避雷针:

大多数人会怎么错:看到“差”,就直接加。错误算式:设周长C, 5C+1.5 = 6C + 0.5。

图解陷阱:在脑中画两条线段。第一条代表绳长,它比5个周长(5C)多出一截(1.5米)。第二条线段也代表同一条绳长,但它比6个周长(6C)要一截(0.5米)。错误算式中的“+0.5”意味着你认为绳长比6C还要多0.5米,这与事实(绳长不够)完全相反!图上表现为第二根线段末端应该在6C线段的内部,而不是外部。

正确思路:代入核心隐喻。绳子的总长度是固定的。绕5圈用掉5C,还剩1.5,所以绳长 = 5C + 1.5。绕6圈需要6C,但不够,差0.5米,所以绳长 = 6C - 0.5。因此方程是:5C + 1.5 = 6C - 0.5。解得 C = 2 米。

【高手进阶】小明的妈妈用一根彩带包装礼盒。如果横向绕2圈,纵向绕1圈,会多出10厘米;如果横向绕1圈,纵向绕2圈,则刚好用完。已知礼盒横向周长比纵向周长大8厘米。求彩带长度和礼盒横向、纵向的周长。

🚀

思维迁移:这不再是“一棵树”,而是变成了“两棵树”(横向周长和纵向周长)。但核心模型不变:总彩带长度固定,两种绕法消耗的长度不同。我们设横向周长为A,纵向周长为B,已知 A = B + 8。

第一种绕法:用掉 (2A + 1B) 厘米,彩带长 = 2A + B + 10。

第二种绕法:用掉 (1A + 2B) 厘米,彩带长 = A + 2B。

建立方程:2A + B + 10 = A + 2B → A - B = -10? 与 A=B+8 矛盾?检查!

“刚好用完”意味着彩带长就等于 A + 2B。

所以方程是:2A + B + 10 = A + 2B -> A - B = -10? 这和我们已知的A=B+8(即A-B=8)冲突。说明原题数据需要协调,但模型是“两种方案消耗的带子总长度不同,但总带长相同”。关键在于识别出这里的“A”和“B”就是两个不同的“树干周长”。

📝 阿星的定海神针(口诀):

绳子绕树总长定,
一圈长度是核心。
“剩”下就要加加上,
“差”了必须减干净!

🚀 举一反三:巩固练习

练习一

一根铁丝绕圆柱5圈,剩余4分米;绕7圈,则差2分米。圆柱的横截面周长是多少分米?铁丝多长?

练习二

(陷阱题)一条皮带绕腰3圈,多出20厘米;绕4圈,则还差10厘米。很多人会错误地列出:3C+20=4C+10。请指出错误并正确计算腰围和皮带长。

练习三

(生活应用)用一根固定长度的丝带装饰礼物。如果打成一个大蝴蝶结(消耗长度固定为X厘米)再绕盒子一圈,会剩下15厘米。如果打成两个小蝴蝶结(每个消耗Y厘米,且Y=X/2)再绕盒子两圈,则刚好用完。已知绕一圈需要30厘米。求丝带总长度和打一个大蝴蝶结需要的长度X。


📚 答案与解析

【答案速查】

  • 母题演示(修正版):周长 C = 3米,绳长 L = 13米。
  • 易错陷阱:周长 C = 2米。正确方程:5C + 1.5 = 6C - 0.5。
  • 巩固练习一:设周长为C分米。方程:5C + 4 = 7C - 2 → C=3分米。绳长:5*3+4=19分米。
  • 巩固练习二:常见错误是把“差10厘米”当成“+10”。正确方程:3C + 20 = 4C - 10 → C=30厘米。皮带长:3*30+20=110厘米。
  • 巩固练习三:设丝带总长为L。第一种:L = X + 30 + 15 = X + 45。第二种:L = 2Y + 30*2 = X + 60 (因为Y=X/2,所以2Y=X)。联立:X+45 = X+60? 矛盾。这提示原题数据需调整,但模型是将“蝴蝶结消耗”看作类似“绕圈”的固定消耗。正确思路是:总长固定,两种装饰方案的“总消耗”相等。

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