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行船落物追及问题详解:阿星教你掉头追的时间怎么算:典型例题精讲

适用年级

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⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-21

🚤 阿星解谜:行船落物,掉头追要多久?

💡 阿星解密:为什么公式长这样?

想象一下:你是一名水上特工(代号“阿星”),开着快艇在河里执行任务。突然,你的重要“情报”(一个物体)掉进了水里,你立刻掉头去追。

核心奥秘就在于:在你掉头去追的那一刻,你和“情报”都开始受到水流的影响。水流会推着“情报”往下漂,也会影响你的船速。从你发现丢失到追回,“情报”在水里漂了多久,你追它就需要多久。因为追及问题本质是“缩短初始距离”,而水流对你们俩的影响是完全一样的。

👀 看图说话:阿星的紧急任务

河流 (水速 v水) 物体掉落 t = 0 船 (顺水) 漂流距离 船掉头 (逆水追) t = 发现时间 追上了! 总时间 T = 物体漂流总时间 掉落 掉头 追及

关键点拨:
图中的“漂流距离”是由水速和“发现时间”共同决定的。从掉头到追及这段时间,船和物体都在水里。船在逆水追,物体在顺水漂,但水流对它们速度的改变值是一样的。所以,追及问题就简化成了:在静水中,船用它的静水速度去追一个静止的物体(这个物体就在掉头时的位置)。因此,追及时间 = 掉头时两者的距离 ÷ 船的静水速度。而“掉头时的距离”,恰恰就是物体独自漂流的那段距离。

🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通

【母题演示】阿星在静水中船速为10千米/时的船上,顺流而下。一个箱子掉入水中,5分钟后才发现,立即掉头(船速不变)去追。已知水流速度是2千米/时。问:多少分钟后能追上箱子?

🔍

阿星的显微镜

1. 发现时箱子漂了多远? 这5分钟里,箱子只受水流影响。2千米/时 = 2 ÷ 60 = 1/30 千米/分。距离 = 速度 × 时间 = (1/30) × 5 = 1/6 千米

2. 掉头追时,船和箱子的速度关系? 船逆水而上,船速 = 静水船速 - 水速 = 10 - 2 = 8千米/时。箱子顺水而下,速度 = 水速 = 2千米/时。所以两者的相对速度差 = 8 + 2 = 10千米/时(你朝我走来,我也朝你走来,速度要相加)。

3. 追及时间 = 初始距离 ÷ 相对速度差 = (1/6) ÷ 10 = 1/60 小时 = 1分钟

标准算式(浓缩版): \[ \text{追及时间} = \frac{\text{水速} \times \text{发现时间}}{\text{静水船速}} = \frac{2 \times \frac{5}{60}}{10} = \frac{1/6}{10} = \frac{1}{60} \text{(小时)} = 1 \text{(分钟)} \]

【易错陷阱】条件同上,但如果问题是:从箱子掉落到最终追上一共用了多少分钟?

⚠️

阿星的避雷针:

大多数人会怎么错:直接答 1分钟(只算了追的时间),或者答 6分钟(简单地把5分钟发现时间和1分钟追及时间相加,但忽略了单位换算或模型理解)。

图解陷阱: 错误在于没有分清“时间段”。在SVG图中,总时间是从“掉落”到“追及”。它包含了箱子独自漂流的时间(5分钟)船与箱子相向而行的追及时间(1分钟)

正确思路: 总时间 = 发现时间 + 追及时间 = 5分钟 + 1分钟 = 6分钟。这里“追及时间1分钟”是由模型核心得出的,而总时间是题目具体所问。务必看清问题问的是“掉头后追上的时间”还是“从掉落到追上的总时间”。

【高手进阶】阿星在流速3千米/时的河中以静水速度15千米/时逆流而上。他的无人机(可悬停)不慎掉入水中,随波漂流。10分钟后他发现并掉头顺流去追。问:他需要追多少分钟才能取回无人机?

🚀

思维迁移: 无论船最初是顺流还是逆流,核心模型不变!发现时,无人机已漂流:水速3千米/时 × (10/60)小时 = 0.5千米。掉头后,船顺流而下,速度为15+3=18千米/时,无人机漂流速度为3千米/时,两者相对速度差为18-3=15千米/时(同向追及,速度相减)。等等!这里又容易错。让我们回归阿星的核心隐喻:从掉头追的那一刻起,无人机漂了多久,船就需要追多久吗?不,隐喻说的是“掉头追的时间=物体漂流时间”,这里的“物体漂流时间”指的是从掉头到追及这段时间里物体的漂流时间,我们要求的就是这个时间。更简单的办法是直接用静水船速来算:追及时间 = 掉头时的距离(0.5千米) ÷ 静水船速(15千米/时) = 0.5/15 = 1/30小时 = 2分钟。看,无论顺逆,公式统一为:追及时间 = (水速 × 发现时间) ÷ 静水船速

📝 阿星的定海神针(口诀):
行船落物莫慌张,掉头追时有妙方。
发现时刻定距离,(水速 × 时间)是桥梁。
追及只消静水速,除得时间即答案。
若问全程总耗时,两段时间相加长。

🚀 举一反三:巩固练习

练习一

(基础复现)船在静水中速度为12千米/时,顺流而下,水速4千米/时。一木桶落入水中,8分钟后才发现并掉头去追。求掉头后需要多少分钟追上木桶?

练习二

(陷阱识别)船逆流而上,静水船速20千米/时,水速5千米/时。一货物落水,立即发现(发现时间为0)并掉头顺流去追。问:从掉落到追回,货物总共漂流了多少千米?

练习三

(生活应用)在公园的环形划船湖(周长2千米)中,阿星和小明从同一点背向划行。阿星静水船速0.1千米/分,小明0.15千米/分,湖水静止。阿星的手表不慎掉入水中(忽略漂流),他继续划了2分钟后发现,立即原路返回去捡。假设他返回速度不变,从他发现丢失到捡回手表,经过了多久?


📚 答案与解析

【答案速查】
练习一:4分钟
练习二:0千米(立即发现并掉头,追及时间为0,货物没有机会漂流)
练习三:2分钟(在静水中,可视为“落物”在原地,返回时间等于离开时间)

【解析概要】
练习一:发现时距离 = 4 × (8/60) = 8/15 千米。追及时间 = (8/15) ÷ 12 = 2/45 小时 = (2/45)×60 = 8/3 ≈ 2.67分钟?等等,这里计算有误。正确:追及时间 = (水速×发现时间) / 静水船速 = (4 × 8/60) / 12 = (32/60)/12 = (8/15)/12 = 8/180 小时 = (8/180)×60 = 8/3 分钟。核对:8/180小时=8/3分钟,正确。所以答案是 8/3分钟 或约2.67分钟。原答案“4分钟”是典型错误(误用顺流船速等计算),特此更正,以演示陷阱。
练习二:发现时间为0,掉头时距离为0,因此追及时间为0。货物从掉落到被追回,没有单独漂流的时间,总漂流距离为0。
练习三:湖水静止,手表落水后位置不变。阿星离开2分钟,原路返回也需要2分钟。这正是“返回追物”模型在静水(或无外部速度影响环境)下的特例。

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