小升初奥数34:变速与分段行程问题(讲义)-2026-2027学年六年级数学上册人教版
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内容正文:
小升初奥数培优34:变速与分段行程问题
学习目标
1. 理解分段、变速行程的基本特征,能按速度变化的节点把整段行程拆成若干独立过程;
2. 熟练运用行程三量关系:路程 = 速度 × 时间、速度 = 路程 ÷ 时间、时间 = 路程 ÷ 速度;
3. 掌握"路程一定时,速度比与时间比成反比"这一核心工具,能用比例法解决提速提前到达、减速延后到达类问题;
4. 能处理"全程一次变速""先按原速走一段再变速""上下坡往返"三类综合题型,并会画线段图梳理运动过程;
5. 分清平均速度与速度的平均值,牢记"平均速度 = 总路程 ÷ 总时间",不把两段速度直接相加再除以 2。
知识精讲
一、分段变速行程的基本特征
1. 行程过程中速度并不始终不变:可能在某个地点、某个时刻开始提速或减速,也可能整条路被分成平路、上坡、下坡等不同路段,每段对应一个固定速度。这类题统称为分段(变速)行程问题。
2. 处理原则是分段计算、各段独立、合起来算总量:
(1) 每一段内部速度不变,直接按"路程 = 速度 × 时间"计算;
(2) 总路程 = 各段路程之和;
(3) 总时间 = 各段时间之和;
(4) 全程平均速度 = 总路程 ÷ 总时间,不是各段速度的算术平均。
二、核心比例关系
1. 路程固定、只改变速度时,速度与时间是反比关系,这是本专题最常用的工具:同一段路,速度越快,用时越短,且速度比与时间比互为倒数。
2. 若两段路程相同,速度分别为 v₁、v₂,用时分别为 t₁、t₂,则 v₁ : v₂ = t₂ : t₁。
3. 举例:同一段路,速度提高到原来的 ,用时就是原来的 ,相当于节省了原定时间的 。
4. 时间固定时,路程与速度成正比的:s₁ : s₂ = v₁ : v₂。
5. 判断该用哪一条:题目说"同一段路先后用不同速度""提前或延后多少时间到达",属于路程固定,用反比;题目说"同时出发、行驶同样长的时间",属于时间固定,用正比。
三、三类变速模型与解题步骤
模型一:全程一次变速
原速走完全程需要原定时间;提速后仍走完全程,用时缩短,于是提前一段时间到达。减速则相反,用时变长,延后到达。
(1) 由"速度提高百分之几"写出新速度与原速度的比;
(2) 路程不变,把速度比前后项对调,得到新用时与原用时的比;
(3) 时间比的份数差对应题目给出的提前时间,求出一份时间是多少;
(4) 一份时间 × 原用时的份数 = 原定总时间,再乘原速度即得全程。
模型二:先按原速走一段,再变速
1. 前面按要求原速行驶的那一段,用时与计划完全一致,不产生任何时间差;提前或延后的时间全部来自后面变速的那一段。这是本专题出现频率最高的题型。
(1) 先用"全程直接变速"那个条件,求出原定总时间与原速度;
(2) 再只看后面变速的那一段,用这一段的速度比求出它按原速需要的时间;
(3) 原定总时间减去后面这段的原速时间,就是前面那段按原速实际用的时间;
(4) 前面这段路程除以它的时间,得到原速度,进而求出全程长度。
2. 关键理解:两个条件往往给出相同的提前时间,它们描述的是同一个原定总时间,只是变速发生的位置不同,因此两个条件算出的总时间必须相等。
模型三:上下坡往返的平均速度
1. 往返同一段山路时,去程的上坡恰好是返程的下坡,去程的下坡恰好是返程的上坡。因此往返一圈中,上坡总路程 = 下坡总路程 = 单程长度,两种速度各承担了一半路程。
2. 题目没有给出单程长度时,可以把它设成两个速度的最小公倍数,把时间算成整数;平均速度只与两个速度有关,与所设的路程大小无关。
四、两种常用解法
1. 比例法:适用于"路程不变、速度提高百分之几、提前多长时间到达"一类题目。全程只做份数运算,不出现未知数,步骤短、速度快,是考试首选。
2. 方程法:设原速度 v、原定时间 t 或全程 s,把"提前的时间"写成两个时间之差列方程。当条件较多、份数不整齐、或分段次数较多时,方程法更不容易出错,可作为验算手段。
3. 易错提醒
(1) 平均速度不等于两段速度的算术平均,必须用"总路程 ÷ 总时间";
(2) "提高 20%"指新速度是原速度的 1.2 倍,即 6 : 5,不是原速度的 20%;
(3) 用比例时先确认是哪段路程相同,份数差必须对应同一段路程上的时间差,不能跨段相减;
(4) 单位要统一:千米与米、小时与分钟不能混用,必要时先换算再计算;
(5) 变速点前后速度不同,不能把全程当成一个速度直接算时间。
例题讲解
【典型例题1】
一辆汽车从甲地开往乙地,如果车速提高 20%,可以比原定时间提前 1 小时到达。如果按原速行驶,原计划走完全程需要多少小时?
【详解】
速度提高 20%,新速度与原速度之比为 (1+20%) : 1 = 6 : 5。
路程不变,速度与时间成反比,所以新用时与原用时之比为 5 : 6。把原定时间看作 6 份,提速后只用 5 份,相差 6 - 5 = 1 份。
这 1 份正好对应提前的 1 小时,因此原定时间为 1 × 6 = 6(小时)。
【答案】6 小时
【跟踪训练1】
一辆车从 A 地到 B 地,若速度提高 25%,可以提前 40 分钟到达。原计划走完全程需要多少分钟?
【详解】
提速 25%,新速度与原速度之比为 1.25 : 1 = 5 : 4;路程不变,时间比是速度比的反比,即 4 : 5。
原定时间 5 份,提速后 4 份,相差 1 份,对应 40 分钟。
原定总时间:40 × 5 = 200(分钟)。
【答案】200 分钟
【典型例题2】
一辆汽车从甲地开往乙地,如果把车速提高 20%,可提前 1 小时到达;如果以原速行驶 120 千米后,再将速度提高 25%,也提前 1 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
【详解】
第一步,看全程提速 20% 的条件:新速度与原速度之比为 6 : 5,时间比为 5 : 6,相差 1 份即 1 小时,所以原定总时间为 1 × 6 = 6(小时)。
第二步,看"先走 120 千米再提速 25%"的条件:前面这一段按原速行驶,用时与计划相同,不产生时间差,提前的 1 小时全部来自后面那一段。
后面一段提速 25%,新旧速度之比为 5 : 4,时间比为 4 : 5,相差 1 份即 1 小时,所以后面这段按原速要走 1 × 5 = 5(小时)。
第三步,前面 120 千米按原速行驶的时间为 6 - 5 = 1(小时),原速度为 120 ÷ 1 = 120(千米/时)。
全程:120 × 6 = 720(千米)。
【答案】720 千米
【跟踪训练2】
一辆汽车从甲地到乙地,如果提速 20%,可以提前 1.5 小时到达;如果先以原速行驶 150 千米,再提速 30%,同样提前 1.5 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
【详解】
由全程提速 20%:速度比为 6 : 5,时间比为 5 : 6,相差 1 份即 1.5 小时,原定总时间 = 6 × 1.5 = 9(小时)。
由后面一段提速 30%:速度比为 1.3 : 1 = 13 : 10,时间比为 10 : 13,相差 3 份即 1.5 小时,1 份 = 0.5 小时,所以后面这段按原速要走 13 × 0.5 = 6.5(小时)。
前面 150 千米按原速行驶的时间为 9 - 6.5 = 2.5(小时),原速度为 150 ÷ 2.5 = 60(千米/时)。
全程:60 × 9 = 540(千米)。
【答案】540 千米
【典型例题3】
小明从家到学校,先走路再跑步。走路速度是 60 米/分,跑步速度是 120 米/分。某天上学,他先走 10 分钟,再跑 5 分钟,刚好到校。求小明家到学校的距离,以及这次上学的平均速度。
【详解】
分段求路程:走路 60 × 10 = 600(米),跑步 120 × 5 = 600(米)。
总路程:600 + 600 = 1200(米);总时间:10 + 5 = 15(分钟)。
平均速度 = 总路程 ÷ 总时间 = 1200 ÷ 15 = 80(米/分)。
【答案】距离 1200 米;平均速度 80 米/分
【跟踪训练3】
一段路程,前半段以 40 千米/时的速度行驶 3 小时,后半段以 60 千米/时的速度行驶 2 小时。求全程的平均速度。
【详解】
前半段路程:40 × 3 = 120(千米);后半段路程:60 × 2 = 120(千米)。
总路程:120 + 120 = 240(千米);总时间:3 + 2 = 5(小时)。
平均速度:240 ÷ 5 = 48(千米/时)。
【答案】48 千米/时
【典型例题4】
从山脚到山顶,上山速度是 2 千米/时,下山速度是 6 千米/时。某人从山脚走到山顶后原路返回山脚,求往返全程的平均速度。
【详解】
题目没有给出单程长度,可设单程为 6 千米(取 2 与 6 的最小公倍数,便于计算),路程设成其他数值不影响结果。
上山用时:6 ÷ 2 = 3(小时);下山用时:6 ÷ 6 = 1(小时)。
往返总路程:6 × 2 = 12(千米);往返总时间:3 + 1 = 4(小时)。
平均速度:12 ÷ 4 = 3(千米/时)。
注意:不能写成 (2 + 6) ÷ 2 = 4,那是两个速度的平均值,不是平均速度。
【答案】3 千米/时
【跟踪训练4】
一段山路,上坡速度是 3 千米/时,下坡速度是 6 千米/时。往返走完这段山路,求往返的平均速度。
【详解】
设单程为 6 千米。上坡用时:6 ÷ 3 = 2(小时);下坡用时:6 ÷ 6 = 1(小时)。
往返总路程:6 × 2 = 12(千米);往返总时间:2 + 1 = 3(小时)。
平均速度:12 ÷ 3 = 4(千米/时)。
【答案】4 千米/时
奥数练习
1.一辆汽车从甲地开往乙地,如果车速提高 25%,可以比原定时间提前 40 分钟到达;如果车速降低 20%,将比原定时间晚到多少分钟?
【详解】
速度提高 25%,新速度是原速度的 ,路程不变,用时变为原定时间的 。把原定时间看作 5 份,提速后只用 4 份,少用 1 份。
这 1 份正好是 40 分钟,所以原定时间为 40×5=200(分钟)。
速度降低 20%,新速度是原速度的 ,用时变为原定时间的 ,即 200×=250(分钟)。
比原定时间多 250-200=50(分钟)。
【答案】 50 分钟
2.一辆汽车从甲地开往乙地,如果把速度提高 20%,可以提前 1 小时到达;如果先以原速行驶 100 千米,再把速度提高 30%,同样提前 1 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
【详解】
先看全程提速 20% 的条件:新速度与原速度之比为 6:5,用时之比为 5:6。原定时间 6 份,提速后 5 份,差 1 份即 1 小时,所以原定总时间是 6 小时。
再看后一段提速 30% 的条件:速度之比为 13:10,用时之比为 10:13。后一段按原速要走 13 份、提速后只走 10 份,差 3 份对应提前的 1 小时,1 份是 小时,后一段按原速要走 13×= 小时。
前 100 千米按原速行驶,用时 6-=(小时),原速度为 100÷=60(千米/时)。
全程为 60×6=360(千米)。
【答案】 360 千米
3.一辆汽车原计划用 6 小时行完全程。实际行驶时,前一半路程把速度提高 20%,后一半路程把速度降低 20%。实际共用多少小时?比原计划多用多少分钟?
【详解】
原速行完全程要 6 小时,走一半路程各需 3 小时。
前一半速度提高 20%,速度变为原来的 ,用时变为原来的 ,实际用 3×=2.5(小时)。
后一半速度降低 20%,速度变为原来的 ,用时变为原来的 ,实际用 3×=3.75(小时)。
实际共用 2.5+3.75=6.25(小时),即 6 小时 15 分;比原计划多用 0.25 小时,即 15 分钟。
【答案】 实际用 6 小时 15 分,比原计划多用 15 分钟
4.从山脚到山顶,上山每小时行 4 千米,下山每小时行 6 千米。某人上山后沿原路下山,往返共用 5 小时。山脚到山顶的路程是多少千米?往返的平均速度是多少?
【详解】
设单程为 S 千米。上山用 小时,下山用 小时,两段时间之和等于 5 小时。
通分得 +==5,所以 S=12,即单程 12 千米。
往返总路程 12×2=24(千米),总时间 5 小时,平均速度 24÷5=4.8(千米/时)。
注意:不能把 4 与 6 直接平均成 5,两段的路程虽然相同,用时却不同。
【答案】 路程 12 千米;往返平均速度 4.8 千米/时
5.一辆汽车从甲地到乙地,全程平均分成三段,三段的行驶速度分别为每小时 30 千米、40 千米、60 千米,全程共用 1.5 小时。全程长多少千米?全程的平均速度是多少?
【详解】
三段等长,设每段为 x 千米,则 ++=1.5。
通分后三项依次为 、、,合计 =,于是 =1.5,解得 x=20。
全程 20×3=60(千米),平均速度 60÷1.5=40(千米/时)。
注意:平均速度不等于 (30+40+60)÷3=43.3,三段用时并不相同。
【答案】 全程 60 千米;平均速度 40 千米/时
6.一辆汽车原计划每小时行 45 千米。实际行驶时,前 的路程按原速行驶,后 的路程每小时多行 15 千米,结果比计划提前 20 分钟到达。全程长多少千米?
【详解】
设全程为 S 千米,原计划用时 小时。
前 按 45 千米/时行驶,用时 ÷45=;后 按 60 千米/时行驶,用时 ÷60=。
提前 20 分钟即 小时,列式 --=。
把各项化为分母 540:--==,解得 S=180。
【答案】 180 千米
7.甲、乙两地相距 420 千米,一辆汽车原计划用 7 小时行完全程。实际行驶时,前 210 千米按原速行驶,剩下的路程每小时比原速多行 10 千米。这辆汽车实际比计划提前多少分钟到达?
【详解】
原速度为 420÷7=60(千米/时)。
前 210 千米按原速行驶,用时 210÷60=3.5(小时)。
剩余 210 千米速度为 60+10=70(千米/时),用时 210÷70=3(小时)。
实际共用 3.5+3=6.5(小时),比计划的 7 小时提前 0.5 小时,即 30 分钟。
【答案】 30 分钟
8.从甲地到乙地要依次经过上坡、平路、下坡三段,三段路程长度之比为 2:3:4,三段的速度分别为每小时 3 千米、4.5 千米、6 千米。已知全程 36 千米,走完全程需要多少小时?全程的平均速度是多少?
【详解】
按 2:3:4 分配 36 千米,三段依次为 8 千米、12 千米、16 千米。
上坡用时 8÷3= 小时,平路用时 12÷4.5= 小时,下坡用时 16÷6= 小时。
三段用时恰好相等,合计 ×3=8(小时)。
平均速度 36÷8=4.5(千米/时)。
【答案】 8 小时;平均速度 4.5 千米/时
9.甲、乙两地之间是一段坡路,从甲到乙全是上坡,从乙到甲全是下坡。一人从甲到乙用了 6 小时,从乙返回甲用了 4 小时。已知上坡速度为每小时 8 千米,求下坡速度和往返的平均速度。
【详解】
往返路程相同,时间之比为 6:4=3:2,速度之比是时间之比的反比,即 2:3。
上坡速度 8 千米/时对应 2 份,1 份是 4 千米/时,下坡速度为 4×3=12(千米/时)。
单程路程 8×6=48(千米),往返共 96 千米,共用 10 小时。
往返平均速度 96÷10=9.6(千米/时)。
【答案】 下坡速度 12 千米/时;往返平均速度 9.6 千米/时
10.A、B 两地相距 300 千米,甲、乙两车同时从 A、B 两地相向开出,甲车每小时行 60 千米,乙车每小时行 40 千米。两车相遇后,甲车把速度提高 25%,乙车速度不变,继续前进。当甲车到达 B 地时,乙车距 A 地还有多少千米?
【详解】
相遇时间 300÷(60+40)=3(小时),此时甲车行了 180 千米,乙车行了 120 千米,乙车距 A 地还有 180 千米。
甲车距 B 地还有 120 千米,提速后速度为 60×1.25=75(千米/时),还需 120÷75=1.6(小时)。
这 1.6 小时内乙车又行 40×1.6=64(千米)。
乙车距 A 地 180-64=116(千米)。
【答案】 116 千米
11.甲、乙两车同时从 A、B 两地相向开出,两车速度之比为 5:4。相遇后甲车把速度降低 20%,乙车提速。要使两车同时到达对方的出发地,乙车应把速度提高百分之几?
【详解】
相遇时两车用时相同,所行路程之比等于速度之比,即甲行全程的 ,乙行全程的 。
相遇后甲车还要走 ,速度变为原来的 ;设甲原速 5k,则相遇后甲速为 4k,甲走完剩余路程需 S÷(4k)=。
乙车还要走 ,原速 4k,提速后为 4k(1+x),需 S÷[4k(1+x)]。
两车同时到达,两段时间相等:=S÷[4k(1+x)],化简得 36(1+x)=45,1+x=1.25,x=25%。
【答案】 提高 25%
12.甲、乙两地相距 330 千米,一辆汽车原计划每小时行 60 千米。出发 2 小时后,汽车停车休息 0.5 小时。为了仍按原计划的时间到达乙地,休息后汽车应以每小时多少千米的速度行驶?
【详解】
原计划用时 330÷60=5.5(小时)。
出发 2 小时已行 2×60=120(千米),剩余路程 330-120=210(千米)。
剩余可用时间 5.5-2-0.5=3(小时),因为休息占用的是原计划时间。
休息后的速度应为 210÷3=70(千米/时)。
【答案】 70 千米/时
13.甲、乙两地相距 360 千米,一辆汽车原计划每小时行 60 千米。实际行驶时,前一半路程把速度降低 25%,后一半路程把速度提高 25%。实际比计划晚到多少分钟?
【详解】
原计划用时 360÷60=6(小时),一半路程为 180 千米。
前一半速度变为 60×0.75=45(千米/时),用时 180÷45=4(小时)。
后一半速度变为 60×1.25=75(千米/时),用时 180÷75=2.4(小时)。
实际共用 4+2.4=6.4(小时),比计划晚 0.4 小时,即 24 分钟。降速一段多用的时间多于提速一段省下的时间,所以总体晚到。
【答案】 24 分钟
14.甲、乙两地之间是一段坡路,从甲到乙是上坡,从乙到甲是下坡。一人从甲到乙每小时行 5 千米,返回时每小时行 7.5 千米,去时比返回多用 2 小时。两地之间的路程是多少千米?往返的平均速度是多少?
【详解】
设两地路程为 S 千米,去时用 小时,返回用 小时,两者相差 2 小时。
通分得 -==2,所以 S=30,即路程 30 千米。
去时用 6 小时,返回用 4 小时,往返共 60 千米、10 小时。
往返平均速度 60÷10=6(千米/时),明显低于两个速度的平均值 6.25。
【答案】 路程 30 千米;往返平均速度 6 千米/时
15.一辆汽车从甲地到乙地。(1)如果速度提高 ,所用时间减少几分之几?(2)如果要使所用时间减少 ,速度应提高几分之几?
【详解】
第(1)问:速度提高 ,新速度是原速度的 ;路程不变,用时变为原来的 ,即比原来少 。
第(2)问:时间减少 ,新用时是原来的 ;路程不变,速度与时间成反比,新速度是原速度的 ,即提高 。
两问的方向相反:速度提高多少,时间就减少"多少占新时间的份额",不能直接把两个分数互换。
【答案】 (1);(2)
16.一辆汽车从 A 地到 B 地,前 的路程每小时行 40 千米,其余路程每小时行 60 千米。全程的平均速度是多少?
【详解】
设全程为 200 千米,前 即 80 千米,其余 120 千米。
前 80 千米用时 80÷40=2(小时),后 120 千米用时 120÷60=2(小时)。
平均速度 200÷(2+2)=50(千米/时)。
设全程为其他数值结果也相同:两段路程之比为 2:3,用时之比 (2÷40):(3÷60)=1:1,两段用时相等,平均速度就是两个速度的平均值 50。
【答案】 50 千米/时
17.甲、乙两人同时从 A 地出发去 B 地,A、B 两地相距 24 千米。甲前一半路程每小时行 4 千米,后一半路程每小时行 6 千米;乙前一半时间每小时行 4 千米,后一半时间每小时行 6 千米。谁先到达 B 地?早到多少分钟?
【详解】
甲按路程分段:前 12 千米用 3 小时,后 12 千米用 2 小时,共用 5 小时。
乙按时间分段:设用时为 T,则 4×+6×=24,即 5T=24,T=4.8(小时)。
乙先到达,比甲早 5-4.8=0.2(小时),即 12 分钟。
两种分段方式不同:甲有一半路程走得慢,乙的慢速只占一半时间,所以乙的平均速度 5 千米/时高于甲的 4.8 千米/时。
【答案】 乙先到,早 12 分钟
18.环形跑道周长 600 米,甲、乙两人从同一起点同向出发,甲每秒跑 8 米,乙每秒跑 5 米。乙先跑 60 秒后甲才出发。(1)甲出发后多少秒第一次追上乙?(2)第一次追上后,再经过多少秒第二次追上乙?
【详解】
第(1)问:乙先跑 60 秒,已领先 5×60=300(米)。甲每秒比乙多跑 8-5=3(米),追上需 300÷3=100(秒)。
第(2)问:第二次追上时,甲必须比乙多跑整整一圈,即多跑 600 米。
所需时间 600÷3=200(秒)。
注意:同向追及看的是"路程差",两次追及之间路程差正好是一圈,与起点位置无关。
【答案】 (1)100 秒;(2)200 秒
19.小明从家到学校,如果每分钟走 60 米,会迟到 9 分钟;如果每分钟走 80 米,会早到 3 分钟。小明家到学校的路程是多少米?准时到校需要走多少分钟?
【详解】
两种走法的时间相差 9+3=12(分钟)。
设路程为 D 米,则 -=12,通分得 =12,所以 D=2880(米)。
按每分钟 60 米走需 2880÷60=48(分钟),比准时多用 9 分钟。
准时到校所需时间 48-9=39(分钟)。
【答案】 路程 2880 米;准时需 39 分钟
20.一辆汽车往返于甲、乙两地,去时每小时行 50 千米,返回时每小时行 30 千米,往返在路上的时间共 8 小时。甲、乙两地相距多少千米?往返的平均速度是多少?
【详解】
设两地距离为 S 千米,则 +=8。
通分得 +==8,即 =8,解得 S=150(千米)。
往返总路程 300 千米,总时间 8 小时,平均速度 300÷8=37.5(千米/时)。
平均速度低于 (50+30)÷2=40,因为慢速行驶的时间更长,它在平均中占的权重更大。
【答案】 路程 150 千米;往返平均速度 37.5 千米/时
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小升初奥数培优34:变速与分段行程问题
学习目标
1. 理解分段、变速行程的基本特征,能按速度变化的节点把整段行程拆成若干独立过程;
2. 熟练运用行程三量关系:路程 = 速度 × 时间、速度 = 路程 ÷ 时间、时间 = 路程 ÷ 速度;
3. 掌握"路程一定时,速度比与时间比成反比"这一核心工具,能用比例法解决提速提前到达、减速延后到达类问题;
4. 能处理"全程一次变速""先按原速走一段再变速""上下坡往返"三类综合题型,并会画线段图梳理运动过程;
5. 分清平均速度与速度的平均值,牢记"平均速度 = 总路程 ÷ 总时间",不把两段速度直接相加再除以 2。
知识精讲
一、分段变速行程的基本特征
1. 行程过程中速度并不始终不变:可能在某个地点、某个时刻开始提速或减速,也可能整条路被分成平路、上坡、下坡等不同路段,每段对应一个固定速度。这类题统称为分段(变速)行程问题。
2. 处理原则是分段计算、各段独立、合起来算总量:
(1) 每一段内部速度不变,直接按"路程 = 速度 × 时间"计算;
(2) 总路程 = 各段路程之和;
(3) 总时间 = 各段时间之和;
(4) 全程平均速度 = 总路程 ÷ 总时间,不是各段速度的算术平均。
二、核心比例关系
1. 路程固定、只改变速度时,速度与时间是反比关系,这是本专题最常用的工具:同一段路,速度越快,用时越短,且速度比与时间比互为倒数。
2. 若两段路程相同,速度分别为 v₁、v₂,用时分别为 t₁、t₂,则 v₁ : v₂ = t₂ : t₁。
3. 举例:同一段路,速度提高到原来的 ,用时就是原来的 ,相当于节省了原定时间的 。
4. 时间固定时,路程与速度成正比的:s₁ : s₂ = v₁ : v₂。
5. 判断该用哪一条:题目说"同一段路先后用不同速度""提前或延后多少时间到达",属于路程固定,用反比;题目说"同时出发、行驶同样长的时间",属于时间固定,用正比。
三、三类变速模型与解题步骤
模型一:全程一次变速
原速走完全程需要原定时间;提速后仍走完全程,用时缩短,于是提前一段时间到达。减速则相反,用时变长,延后到达。
(1) 由"速度提高百分之几"写出新速度与原速度的比;
(2) 路程不变,把速度比前后项对调,得到新用时与原用时的比;
(3) 时间比的份数差对应题目给出的提前时间,求出一份时间是多少;
(4) 一份时间 × 原用时的份数 = 原定总时间,再乘原速度即得全程。
模型二:先按原速走一段,再变速
1. 前面按要求原速行驶的那一段,用时与计划完全一致,不产生任何时间差;提前或延后的时间全部来自后面变速的那一段。这是本专题出现频率最高的题型。
(1) 先用"全程直接变速"那个条件,求出原定总时间与原速度;
(2) 再只看后面变速的那一段,用这一段的速度比求出它按原速需要的时间;
(3) 原定总时间减去后面这段的原速时间,就是前面那段按原速实际用的时间;
(4) 前面这段路程除以它的时间,得到原速度,进而求出全程长度。
2. 关键理解:两个条件往往给出相同的提前时间,它们描述的是同一个原定总时间,只是变速发生的位置不同,因此两个条件算出的总时间必须相等。
模型三:上下坡往返的平均速度
1. 往返同一段山路时,去程的上坡恰好是返程的下坡,去程的下坡恰好是返程的上坡。因此往返一圈中,上坡总路程 = 下坡总路程 = 单程长度,两种速度各承担了一半路程。
2. 题目没有给出单程长度时,可以把它设成两个速度的最小公倍数,把时间算成整数;平均速度只与两个速度有关,与所设的路程大小无关。
四、两种常用解法
1. 比例法:适用于"路程不变、速度提高百分之几、提前多长时间到达"一类题目。全程只做份数运算,不出现未知数,步骤短、速度快,是考试首选。
2. 方程法:设原速度 v、原定时间 t 或全程 s,把"提前的时间"写成两个时间之差列方程。当条件较多、份数不整齐、或分段次数较多时,方程法更不容易出错,可作为验算手段。
3. 易错提醒
(1) 平均速度不等于两段速度的算术平均,必须用"总路程 ÷ 总时间";
(2) "提高 20%"指新速度是原速度的 1.2 倍,即 6 : 5,不是原速度的 20%;
(3) 用比例时先确认是哪段路程相同,份数差必须对应同一段路程上的时间差,不能跨段相减;
(4) 单位要统一:千米与米、小时与分钟不能混用,必要时先换算再计算;
(5) 变速点前后速度不同,不能把全程当成一个速度直接算时间。
例题讲解
【典型例题1】
一辆汽车从甲地开往乙地,如果车速提高 20%,可以比原定时间提前 1 小时到达。如果按原速行驶,原计划走完全程需要多少小时?
【跟踪训练1】
一辆车从 A 地到 B 地,若速度提高 25%,可以提前 40 分钟到达。原计划走完全程需要多少分钟?
【典型例题2】
一辆汽车从甲地开往乙地,如果把车速提高 20%,可提前 1 小时到达;如果以原速行驶 120 千米后,再将速度提高 25%,也提前 1 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
【跟踪训练2】
一辆汽车从甲地到乙地,如果提速 20%,可以提前 1.5 小时到达;如果先以原速行驶 150 千米,再提速 30%,同样提前 1.5 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
【典型例题3】
小明从家到学校,先走路再跑步。走路速度是 60 米/分,跑步速度是 120 米/分。某天上学,他先走 10 分钟,再跑 5 分钟,刚好到校。求小明家到学校的距离,以及这次上学的平均速度。
【跟踪训练3】
一段路程,前半段以 40 千米/时的速度行驶 3 小时,后半段以 60 千米/时的速度行驶 2 小时。求全程的平均速度。
【典型例题4】
从山脚到山顶,上山速度是 2 千米/时,下山速度是 6 千米/时。某人从山脚走到山顶后原路返回山脚,求往返全程的平均速度。
【跟踪训练4】
一段山路,上坡速度是 3 千米/时,下坡速度是 6 千米/时。往返走完这段山路,求往返的平均速度。
奥数练习
1.一辆汽车从甲地开往乙地,如果车速提高 25%,可以比原定时间提前 40 分钟到达;如果车速降低 20%,将比原定时间晚到多少分钟?
2.一辆汽车从甲地开往乙地,如果把速度提高 20%,可以提前 1 小时到达;如果先以原速行驶 100 千米,再把速度提高 30%,同样提前 1 小时到达。甲、乙两地相距多少千米?
3.一辆汽车原计划用 6 小时行完全程。实际行驶时,前一半路程把速度提高 20%,后一半路程把速度降低 20%。实际共用多少小时?比原计划多用多少分钟?
4.从山脚到山顶,上山每小时行 4 千米,下山每小时行 6 千米。某人上山后沿原路下山,往返共用 5 小时。山脚到山顶的路程是多少千米?往返的平均速度是多少?
5.一辆汽车从甲地到乙地,全程平均分成三段,三段的行驶速度分别为每小时 30 千米、40 千米、60 千米,全程共用 1.5 小时。全程长多少千米?全程的平均速度是多少?
6.一辆汽车原计划每小时行 45 千米。实际行驶时,前 的路程按原速行驶,后 的路程每小时多行 15 千米,结果比计划提前 20 分钟到达。全程长多少千米?
7.甲、乙两地相距 420 千米,一辆汽车原计划用 7 小时行完全程。实际行驶时,前 210 千米按原速行驶,剩下的路程每小时比原速多行 10 千米。这辆汽车实际比计划提前多少分钟到达?
8.从甲地到乙地要依次经过上坡、平路、下坡三段,三段路程长度之比为 2:3:4,三段的速度分别为每小时 3 千米、4.5 千米、6 千米。已知全程 36 千米,走完全程需要多少小时?全程的平均速度是多少?
9.甲、乙两地之间是一段坡路,从甲到乙全是上坡,从乙到甲全是下坡。一人从甲到乙用了 6 小时,从乙返回甲用了 4 小时。已知上坡速度为每小时 8 千米,求下坡速度和往返的平均速度。
10.A、B 两地相距 300 千米,甲、乙两车同时从 A、B 两地相向开出,甲车每小时行 60 千米,乙车每小时行 40 千米。两车相遇后,甲车把速度提高 25%,乙车速度不变,继续前进。当甲车到达 B 地时,乙车距 A 地还有多少千米?
11.甲、乙两车同时从 A、B 两地相向开出,两车速度之比为 5:4。相遇后甲车把速度降低 20%,乙车提速。要使两车同时到达对方的出发地,乙车应把速度提高百分之几?
12.甲、乙两地相距 330 千米,一辆汽车原计划每小时行 60 千米。出发 2 小时后,汽车停车休息 0.5 小时。为了仍按原计划的时间到达乙地,休息后汽车应以每小时多少千米的速度行驶?
13.甲、乙两地相距 360 千米,一辆汽车原计划每小时行 60 千米。实际行驶时,前一半路程把速度降低 25%,后一半路程把速度提高 25%。实际比计划晚到多少分钟?
14.甲、乙两地之间是一段坡路,从甲到乙是上坡,从乙到甲是下坡。一人从甲到乙每小时行 5 千米,返回时每小时行 7.5 千米,去时比返回多用 2 小时。两地之间的路程是多少千米?往返的平均速度是多少?
15.一辆汽车从甲地到乙地。(1)如果速度提高 ,所用时间减少几分之几?(2)如果要使所用时间减少 ,速度应提高几分之几?
16.一辆汽车从 A 地到 B 地,前 的路程每小时行 40 千米,其余路程每小时行 60 千米。全程的平均速度是多少?
17.甲、乙两人同时从 A 地出发去 B 地,A、B 两地相距 24 千米。甲前一半路程每小时行 4 千米,后一半路程每小时行 6 千米;乙前一半时间每小时行 4 千米,后一半时间每小时行 6 千米。谁先到达 B 地?早到多少分钟?
18.环形跑道周长 600 米,甲、乙两人从同一起点同向出发,甲每秒跑 8 米,乙每秒跑 5 米。乙先跑 60 秒后甲才出发。(1)甲出发后多少秒第一次追上乙?(2)第一次追上后,再经过多少秒第二次追上乙?
19.小明从家到学校,如果每分钟走 60 米,会迟到 9 分钟;如果每分钟走 80 米,会早到 3 分钟。小明家到学校的路程是多少米?准时到校需要走多少分钟?
20.一辆汽车往返于甲、乙两地,去时每小时行 50 千米,返回时每小时行 30 千米,往返在路上的时间共 8 小时。甲、乙两地相距多少千米?往返的平均速度是多少?
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