逆水行舟不进则退?3步讲透“流水行船”核心:船速水速拔河赛!:典型例题精讲
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2025-12-20
💡 阿星起步:流水行船逆水 的底层逻辑
想象一下,你在一条河里拼命地逆着水流划船。你使出吃奶的劲儿在划,对吧?但这条河也在用它的力量把你往下游推。
这时候,你真实的、往前冲的速度,其实是一场 “拔河比赛” 的结果:
- 你自己的力量(船速 \(v_{船}\)):代表如果水是静止的,你能跑多快。
- 河水的力量(水速 \(v_{水}\)):代表水在把你往后推的力量。
所以,你最终的 逆水速度 \(v_{逆}\) 公式,就是这场拔河的胜负手:
\(v_{逆} = v_{船} - v_{水}\)
这个公式告诉我们一个超直观的道理:当你的力量比不过水流的力量时(\(v_{船} < v_{水}\)),你的逆水速度就会变成负数! 负数意味着什么?意味着即使你的桨在动,船头也可能朝着前进方向,但整条船其实在被水流推着倒退。就像你在跑步机上拼命跑,但传送带转得更快,你反而在后退一样。
学这个,就是为了让你看清运动背后的“合力”。生活中很多事都像逆水行船,比如顶着压力学习、逆着趋势创业,你的“净进步”=自身努力-外界阻力。理解这个,你就懂了怎么分析“看似在动,实则倒退”的困境。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】阿星在静水中划船的速度是 \(5\) 米/秒。现在他进入一条水流速度为 \(2\) 米/秒的河中,逆流而上。请问他逆水划船的实际速度是多少?
阿星拆解:这道题就是最直接的“套公式”。我们把题目里的信息,一个一个装进公式的“盒子”里。
1. 找到“我的力量”:静水船速 \(v_{船} = 5\) 米/秒。
2. 找到“水的阻力”:水流速度 \(v_{水} = 2\) 米/秒。
3. 代入“拔河公式”:\(v_{逆} = v_{船} - v_{水}\)。
4. 开始计算:\(v_{逆} = 5 - 2 = 3\) (米/秒)。
答:阿星逆水划船的实际速度是 \(3\) 米/秒。
【进阶例题】一艘船在静水中的速度是 \(18\) 千米/时。它逆流航行 \(24\) 千米,花了 \(2\) 小时。请问这条河的水流速度是多少千米/时?
阿星敲黑板:这道题的陷阱在于,它没有直接给你逆水速度!而是给了你逆水航行的路程和时间。很多同学会懵,不知道从哪下手。破解方法是:公式是死的,人是活的,我们可以反过来用!
1. 题目已知逆流行驶了 \(s = 24\) 千米,花了 \(t = 2\) 小时。那么,根据“速度=路程÷时间”,我们可以先求出实际的逆水速度:\(v_{逆} = 24 \div 2 = 12\) (千米/时)。
2. 现在,我们知道了 \(v_{船} = 18\) 千米/时,也知道了 \(v_{逆} = 12\) 千米/时。
3. 把它们都代入“拔河公式”:\(v_{逆} = v_{船} - v_{水}\),也就是 \(12 = 18 - v_{水}\)。
4. 解这个方程:\(v_{水} = 18 - 12 = 6\) (千米/时)。
答:这条河的水流速度是 \(6\) 千米/时。
【拔高例题】一艘旅游船从A码头到B码头是顺流而下,从B返回A是逆流而上。已知A、B两码头相距 \(36\) 千米,船在静水中的速度是 \(10\) 千米/时,全程往返一共用了 \(8\) 小时。请问水流的速度是多少?
思维迁移:这道题看起来复杂了,又是顺水又是逆水,还给了总时间。但别怕!它的核心原型一点没变,还是“船速、水速、顺/逆水速度”那点事。我们只需要把“顺水”和“逆水”两段行程分开看,然后合起来。
1. 设未知数:设水流速度为 \(v_{水}\) 千米/时。
2. 分别表示两种速度:
- 顺水速度:\(v_{顺} = v_{船} + v_{水} = 10 + v_{水}\)
- 逆水速度:\(v_{逆} = v_{船} - v_{水} = 10 - v_{水}\)
3. 分别计算两段行程的时间:
- 顺流时间:\(t_{顺} = \frac{路程}{顺水速度} = \frac{36}{10 + v_{水}}\)
- 逆流时间:\(t_{逆} = \frac{路程}{逆水速度} = \frac{36}{10 - v_{水}}\)
4. 根据“总时间 \(8\) 小时”列方程:
\[\frac{36}{10 + v_{水}} + \frac{36}{10 - v_{水}} = 8\]
5. 解这个方程(两边先除以4简化):
\[\frac{9}{10 + v_{水}} + \frac{9}{10 - v_{水}} = 2\]
通分后:\(\frac{9(10 - v_{水}) + 9(10 + v_{水})}{(10 + v_{水})(10 - v_{水})} = 2\)
分子化简:\(\frac{180}{100 - (v_{水})^2} = 2\)
所以:\(180 = 2 \times (100 - (v_{水})^2)\)
\(90 = 100 - (v_{水})^2\)
\((v_{水})^2 = 10\)
\(v_{水} = \sqrt{10} \approx 3.16\) (千米/时) (水流速度取正值)
答:水流的速度约为 \(3.16\) 千米/时。
📝 阿星必背口诀:
流水行船像拔河,船速水速定结果。
顺水相加走得快,逆水相减慢嗦嗦。
公式活用是关键,时间路程能穿梭!
🚀 举一反三:变式挑战
一艘渔船在静水中每小时航行 \(15\) 公里。若此时逆流而上,水流速度为 \(4\) 公里/时,请问渔船的实际航速是多少?
某船逆水航行 \(30\) 千米用了 \(5\) 小时。已知水速为 \(1\) 千米/时,那么这艘船在静水中的速度是多少?
一条小船往返于甲、乙两码头之间。顺水航行需 \(3\) 小时,逆水航行需 \(5\) 小时。若水流速度是 \(2\) 千米/时,请问甲、乙两码头相距多少千米?
解析与答案
【详尽解析】
举一反三答案:
1. 变式一(模仿练习):直接应用公式 \(v_{逆} = v_{船} - v_{水} = 15 - 4 = 11\) (公里/时)。
2. 变式二(逆向思维):先求逆水速度 \(v_{逆} = 30 \div 5 = 6\) (千米/时)。再由公式 \(v_{逆} = v_{船} - v_{水}\) 得 \(6 = v_{船} - 1\),所以 \(v_{船} = 7\) (千米/时)。
3. 变式三(综合挑战):
- 设静水船速为 \(v_{船}\) 千米/时,两码头距离为 \(s\) 千米。
- 顺水:\(s = (v_{船} + 2) \times 3\)
- 逆水:\(s = (v_{船} - 2) \times 5\)
- 因此,\((v_{船} + 2) \times 3 = (v_{船} - 2) \times 5\)
- 解得:\(3v_{船} + 6 = 5v_{船} - 10\) → \(2v_{船} = 16\) → \(v_{船} = 8\)
- 代入求距离:\(s = (8+2) \times 3 = 30\) 千米。 或 \(s = (8-2) \times 5 = 30\) 千米。
- 答:甲乙码头相距 \(30\) 千米。
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