多次相遇与折返问题:为什么第二次相遇总路程是 3 个全程?
拒绝盲目死记公式!看透折返跑轨迹与“1S, 3S, 5S”路程与时间的黄金倍数
核心考点与数学物理模型
多次相遇问题是小学中高年级行程问题中的压轴高峰。面对两车到达终点后立即掉头折返反复相遇的复杂情境,很多孩子分不清到底合走了几个全程。本篇带孩子用“线段拉直”与“独立折返跑”模型,直观揭示为什么第 n 次相遇两车必合走 (2n - 1) 个全程,以及为什么单车所走路程也是第一次的 (2n - 1) 倍!
家长辅导锦囊
如何用 5 分钟帮孩子建立直观想象,告别死记硬背
认知图谱与查漏补缺 (Learning Path)
孩子学不会切忌盲目灌输,依循认知链条溯源前置盲区
- 义务教育数学课程标准(2022年版)第三学段“数与代数”之建立行程模型,解决多对象动态位移问题。
- 人教版小学数学六年级四则运算拓展培优与小升初行程模型专练。
- 经典牛顿力学匀速直线运动位移与时间线性比例定理:$s = vt$。
知识深度解析与原理背景
多次相遇与折返问题:为什么第二次相遇总路程是 3 个全程?
在小学行程应用题中,“相遇与追及”是经典基础。然而,一旦题目加上了“到达终点后立即掉头折返”,画风突变,瞬间变成了小升初各大名校与杯赛的最爱考点:
“甲从 A 地、乙从 B 地同时相向而行,在距离 A 地 40 千米处第一次相遇。到达对方终点后立即返回,在距离 B 地 20 千米处第二次相遇。求 A、B 两地相距多少千米?”
很多孩子拿到这道题直接抓瞎:
“第二次相遇?是合走了 2 个全程吗?甲到底走了多少?画线画得像一团乱麻,根本看不出来!”
今天,我们不用任何复杂的代数方程,带孩子把折返跑的路线“拉直成一条直线”,用“1S ➔ 3S ➔ 5S”的核心算理,直接口算秒杀!
一、线段拉直法:看透“1S,3S,5S”的本质
为什么第一次相遇是 1 个全程,而第二次相遇是 3 个全程?让我们一步一步看两人的脚印:
A 地 B 地
├─── 甲跑的路 ───► ★ (第1次相遇) ◄─── 乙跑的路 ───┤
└──────────────── 全程 S ──────────────────────┘
1. 第一次相遇:合走 1 个全程(1S)
- 甲从 A 出发往右跑,乙从 B 出发往左跑;
- 当他们两人在路上第一次相遇时,甲走了一段,乙走了一段;
- 两个人走过的路拼在一起,正好不折不扣等于整条跑道长度:
2. 从第 1 次到第 2 次相遇:又合走了整整 2 个全程(2S)
很多人想当然以为“第二次相遇就是 2S”,这是最致命的直觉盲区!请紧紧跟随两人的脚步:
- 相遇后,甲要继续往右跑到终点 B,然后掉头往回跑;
- 乙要继续往左跑到终点 A,然后掉头往回跑;
- 他们各自跑到对方起点,合起来已经完整走完了 1 个全程(S)!
- 接着他们各自掉头相向跑,直到第二次碰头,合起来又完整走完了 1 个全程(S)!
- 从第 1 次到第 2 次相遇的这个区间里,两人合走的路程是:
加上第一次相遇已经走过的 1S,累计第二次相遇的总路程整整是 3 个全程!
3. 通用规律:第 n 次相遇模型
以此类推,每一次相遇之间,两人都要各自完成掉头并碰头,每次都固定合走 2S:
- 第 1 次相遇:合走
- 第 2 次相遇:合走
- 第 3 次相遇:合走
- 第 次相遇:合走
第 1 次相遇 ──► 合走 1S (用时 t)
第 2 次相遇 ──► 合走 3S (用时 3t)
第 3 次相遇 ──► 合走 5S (用时 5t)
第 n 次相遇 ──► 合走 (2n - 1)S (用时 (2n - 1)t)
二、秒杀黄金定理:单车路程倍数恒定!
很多家长和孩子知道“总路程是 3 倍”,但不知道怎么求具体的未知数。
这里有一个极其强大的对称投影定理:
因为两车的速度自始至终都没有改变,合走总路程变成了 3 倍,说明总时间也整整变成了 3 倍!
时间是 3 倍,那么甲车自身走过的路程、乙车自身走过的路程,也必定严格是第一次相遇时的 3 倍!
三、实战秒杀:小升初名题 10 秒解剖
现在我们回过头看开篇的那道小升初经典真题:
【真题】:
甲、乙两车同时从 A、B 两地相向而行,在距 A 地 40 千米 处第一次相遇。
到达对方终点后立即折返,在距 B 地 20 千米 处第二次相遇。求 A、B 两地全程?
三步口算过程:
- 盯准甲车:
- 第一次相遇在“距 A 地 40 千米”处,说明第一次相遇时,甲单独走了 40 千米!
- 放大 3 倍:
- 第二次相遇时,合走了 3 个全程,甲车自己走过的总路程必定也是第一次的 3 倍:
- 结合跑道图景还原:
- 第二次相遇在“距 B 地 20 千米”处。
- 观察甲的行进轨迹:甲从 A 出发,跑完了整个全程 S 到达 B,然后掉头往回折返了 20 千米!
- 所以甲走过的路就是:1 个全程 + 折返的 20 千米!
答案:全程是 100 千米!
无需联立复杂的二元一次方程组,只需抓牢“单人路程也是 3 倍”,顺藤摸瓜一秒看破!
四、亲子互动 3 步走引导清单
- 第一步(拿两支铅笔模拟):“宝贝,咱们两支铅笔从桌子两头出发,第一次碰头,合起来刚好画满了一整张桌子的长(1S)。”
- 第二步(看掉头动作):“继续走,各自走到头掉头再碰,两个人相当于每个人都从头到尾多走了一趟,合起来又走了 2 张桌子的长(2S),所以累计是 3 张桌子长!”
- 第三步(锁定单人倍数):“总时间是 3 倍,甲自己跑的路也是第一次的 3 倍!算出来甲跑了多远,减去掉头的距离,就是整条桌子的长度!”