追及模型:同向而行的追赶问题

追及模型研究快者从后面追慢者何时追上,核心等量关系是两者路程之差等于初始距离,标准形为 (v快−v慢)t=s0(v_快-v_慢)t=s_0。

结构:慢者在前、初始距离 s0s_0,快者以更大的速度同向追赶,求追上时间 tt。

标准形:(v快−v慢) t=s0(v_快-v_慢)\,t=s_0,即「速度差 × 追及时间 = 初始距离」。

前置知识

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必备前置 学本页前须先掌握

适用前提与边界条件

  1. 快者的速度必须大于慢者,否则差距越拉越大,永远追不上
  2. 双方须视为匀速运动;同地同时出发不适用本模型(初始距离为零)

求解策略

  1. 画线段图确认等量关系:快者路程 − 慢者路程 = 初始距离
  2. 设追及时间为 tt,慢者先行的时间要算进慢者的总路程
  3. 解方程并检验合理性(快者速度必须更大)
  4. 变式识别:环形跑道按「多跑一圈」处理;火车追及要补上车身长度

在哪些母题中出现

模型结构

慢者先出发(或先有一段距离),快者从后面同向追赶。追上的瞬间,两人位置相同,快者多走的路程恰好填平初始差距。

要素内容
场景慢者在前距 ,快者同向追赶
不变量初始距离 、两车速度
等量关系快者路程 − 慢者路程 = 初始距离

标准形与建模

翻译对照:

现实语言数学语言
同向而行速度取差
快者追上慢者

标准形:

每过一分钟,两人之间的距离缩短 ,把初始距离 「吃」完就追上了。这与相遇模型「每分钟合走 」互为镜像。

求解步骤

  1. 设元:设追及时间为 ,确认速度单位统一。
  2. 建模:快者路程减慢者路程等于初始距离;慢者先行就把先行时间加进慢者路程。
  3. 求解:解一元一次方程。
  4. 检验: 且时间合理,再作答。

典例精析

例:弟弟以每分钟 米的速度先出发 分钟,哥哥以每分钟 米从同一地点出发追赶。哥哥出发后几分钟追上弟弟?

解:设哥哥出发 分钟后追上。此时弟弟已走 分钟:

解得 。检验:弟弟共走 米,哥哥走 米,位置相同。答: 分钟追上。

也可以先算「追及距离」:弟弟先行 米,每分钟追回 米, 分钟。

常见变式

  1. 环形跑道:同地同向出发,第一次追上时快者多跑一整圈,等量关系换成「快者路程 − 慢者路程 = 一圈周长」。
  2. 火车追及:慢车在前,追上并超过要考虑两车车身长度,路程差要加车身长。
  3. 错车与超车:属于「追及 + 车长」的精细版,画图时把车尾、车头分开标。
  4. 中点相遇的误判:题目说「在离中点若干米处追上」时,先画出位置关系再定路程差。

对比与联系

模型方向关系标准形距离变化
追及同向每分钟缩短速度差
相遇相向每分钟缩短速度和
环形追及同向绕圈每追上一次多跑一圈

追及与相遇共用同一套「线段图 + 等量关系」的入口,差别只在路程做减法还是加法;环形跑道则把「直线追及」的初始距离升级为圈长的整数倍。

正例与反例

✅ 正例

  • 哥哥每分钟走 80 米,弟弟每分钟走 60 米,弟弟先走 5 分钟后哥哥出发,设 tt 分钟追上,80t=60(t+5)80t=60(t+5),解得 t=15t=15

❌ 反例

  • 用 80t+60t=30080t+60t=300 求追及时间:把相向的加法搬到同向问题上,方向就错了

高频误解与考试易错

  • 速度差用反:追及用快者减慢者,(v快−v慢)(v_快-v_慢) 才是每分钟缩短的距离
  • 忽略初始距离:同地同时出发谈不上追及,差距从零开始
  • 慢者先行时间漏算:慢者总路程应按「先行时间 + 追及时间」计

常见问题

为什么是路程差?
追上的那一刻两人站在同一位置,快者比慢者多走的路,正好等于一开始被拉开的距离。
环形跑道第一次追上差多少?
同地同向出发,第一次追上意味着快者多跑一整圈;不同地出发(慢者在前方 s0s_0 处),第一次追上只需多跑初始距离 s0s_0,此后每再追上一次多跑一整圈。
和相遇模型怎么区分?
面对面走路程相加(相遇),脚跟脚走路程相减(追及),一句话记住方向决定加减。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)七年级上册 第五章《一元一次方程》
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