题目
一条圆形跑道长500米,甲、乙两人从不同起点同时出发,均沿顺时针方向匀速跑步。已知甲跑了600米后第一次追上乙,此后甲加速20%继续前进,又跑了1200米后第二次追上乙。问:甲出发后多少米第一次到达乙的出发点?A. 100B. 120C. 150D. 180
一条圆形跑道长500米,甲、乙两人从不同起点同时出发,均沿顺时针方向匀速跑步。已知甲跑了600米后第一次追上乙,此后甲加速20%继续前进,又跑了1200米后第二次追上乙。问:甲出发后多少米第一次到达乙的出发点?
A. 100
B. 120
C. 150
D. 180
题目解答
答案
D. 180
解析
考查要点:本题主要考查环形跑道追及问题中的相对速度概念,以及速度变化后的时间与路程关系。关键在于理解两次追及过程中甲、乙的路程差与跑道周长的关系。
解题核心思路:
- 第一次追及:甲比乙多跑的路程等于初始时两者的顺时针方向距离差(设为$S$)。
- 第二次追及:甲加速后,比乙多跑的路程等于跑道周长(500米)。
- 通过两次追及的路程差建立方程,求出甲、乙速度比,最终求出$S$。
破题关键点:
- 相对速度:同向运动时,追及时间=路程差÷速度差。
- 加速后的速度变化:甲加速20%后,新速度为原速度的1.2倍。
- 两次追及的路程差关系:第一次路程差为$S$,第二次路程差为500米。
设甲的速度为$v$,乙的速度为$u$,初始时甲、乙顺时针方向的距离为$S$。
第一次追及:
- 甲跑600米,用时$t_1 = \frac{600}{v}$。
- 乙在这段时间内跑的路程为$u \cdot t_1 = \frac{600u}{v}$。
- 根据追及条件,甲比乙多跑$S$,得方程:
$600 - \frac{600u}{v} = S \quad \text{(1)}$
第二次追及:
- 甲加速后速度为$1.2v$,再跑1200米,用时$t_2 = \frac{1200}{1.2v} = \frac{1000}{v}$。
- 乙在这段时间内跑的路程为$u \cdot t_2 = \frac{1000u}{v}$。
- 此时甲比乙多跑500米(一圈),得方程:
$1200 - \frac{1000u}{v} = 500 \quad \text{(2)}$
解方程:
- 由方程(2)得:
$\frac{1000u}{v} = 700 \implies \frac{u}{v} = 0.7$ - 将$\frac{u}{v} = 0.7$代入方程(1):
$S = 600 - 600 \times 0.7 = 600 - 420 = 180$
结论:甲第一次到达乙的出发点时,需要跑180米。