扶梯问题,主要出现在小学高年级数学中,是一种与流水行船问题类似的应用题型,主要考察学生对相对速度和路程的理解。在这个问题中,扶梯的运动速度以每分钟或每秒钟移动的台阶数来表示,而总路程则转换为扶梯静止时的可见台阶总数。
解扶梯问题的关键在于理解以下几个核心概念:
1. **实际速度**:当人顺着扶梯运动方向行走时,人的速度加上扶梯的速度等于人在扶梯上的实际速度;逆着扶梯运动方向行走时,人的速度减去扶梯的速度等于实际速度。
2. **路程计算**:扶梯静止时可见的台阶总数等于行走时间乘以人的速度加上(或减去)同一时间内扶梯运行的台阶数。顺行时是加法,逆行时是减法。
我们通过几个例子来深入理解扶梯问题的解题方法:
例1.1.1中,阿呆每秒走3级台阶,扶梯每秒上移1级,扶梯可见部分共100级。阿呆从上至下行走,扶梯移动了50级。
例1.1.2中,甲乙两人分别从扶梯顶部和底部行走,通过他们的速度比和行走的台阶数,我们可以推算出扶梯的可见台阶数为108级。
例1.1.3中,甲乙在不同方向行走,但都在同一高度相遇,通过设立方程组,我们可以求得扶梯静止时的台阶数为40级。
例1.1.4和例1.1.5涉及速度比和时间比,通过这些比例关系可以找出扶梯的台阶数。例如,阿呆和阿瓜的比赛,利用他们的速度比和时间比,可以计算出阿呆攀登静止电梯所需的时间。
例1.2.1和例1.2.2则是更为复杂的扶梯问题,涉及速度、时间和路程的多倍关系。如小虎下楼和上楼的不同情况,可以推断出扶梯静止时的台阶数。同样,小明上下楼梯的步速比也可以帮助我们找到扶梯的台阶数。
解决扶梯问题的关键是明确人的速度、扶梯的速度以及它们之间的关系,结合时间和路程的计算,即可找到扶梯静止时的台阶总数。通过练习和理解这些实例,学生可以逐步掌握解决这类问题的方法。