题目
某轮船发生漏水事故,漏洞处不断地匀速进水,船员发现险情后立即开启抽水机向外抽水。已知每台抽水机每分钟抽水20立方米,若同时使用2台抽水机15分钟能把水抽完,若同时使用3台抽水机9分钟能把水抽完。当抽水机开始向外抽水时,该轮船已进水( )立方米。A. 360B. 450C. 540D. 600
某轮船发生漏水事故,漏洞处不断地匀速进水,船员发现险情后立即开启抽水机向外抽水。已知每台抽水机每分钟抽水20立方米,若同时使用2台抽水机15分钟能把水抽完,若同时使用3台抽水机9分钟能把水抽完。当抽水机开始向外抽水时,该轮船已进水( )立方米。
A. 360
B. 450
C. 540
D. 600
题目解答
答案
B. 450
解析
考查要点:本题属于动态平衡问题,类似于“牛吃草”问题,需综合运用方程思想解决。关键在于理解进水速度和抽水速度的动态平衡关系。
解题核心思路:
- 设初始进水量为$V$,漏水速度为$r$立方米/分钟。
- 根据两种抽水方案建立方程组,通过消元法求解$V$和$r$。
- 破题关键是明确总水量=初始水量+漏水量,且抽水总量需等于总水量。
设定变量
- 设初始进水量为$V$立方米,漏水速度为$r$立方米/分钟。
- 每台抽水机每分钟抽水$20$立方米,$n$台抽水机总抽水速度为$20n$立方米/分钟。
建立方程
-
使用2台抽水机15分钟抽完:
总抽水量为$20 \times 2 \times 15 = 600$立方米,漏水量为$r \times 15$立方米。
方程:
$V + 15r = 600 \quad \text{(1)}$ -
使用3台抽水机9分钟抽完:
总抽水量为$20 \times 3 \times 9 = 540$立方米,漏水量为$r \times 9$立方米。
方程:
$V + 9r = 540 \quad \text{(2)}$
解方程组
-
消元法:用方程(1)减去方程(2):
$(V + 15r) - (V + 9r) = 600 - 540$
化简得:
$6r = 60 \quad \Rightarrow \quad r = 10$ -
代入求$V$:将$r=10$代入方程(2):
$V + 9 \times 10 = 540 \quad \Rightarrow \quad V = 540 - 90 = 450$