新课标提倡,数学走进生活,教科书中出现了与日常生活密切相关的钟表问题。例如:在3点和4点之间的哪个时刻,钟表的时针与分针:(1)重合;(2)成平角;(3)成直角。许多同学面对此题,束手无策,不知如何解决。实际上,因为分针旋转的速度快,时针旋转的速度慢,而旋转的方向却是一致的。因此上面这类问题也可看做追及问题。通常有以下两种解法:


一. 格数法

钟表面的外周长被分为60个“分格”,时针1小时走5个分格,所以时针一分钟转1/12分格,分针一分钟转1个分格。因此可以利用时针与分针旋转的“分格”数来解决这个问题。

(1)设3点x分时,时针与分针重合,则分针走x个分格,时针走x/12个分格。因为在3点这一时刻,时针在分针前15分格处,所以当分针与时针在3点与4点之间重合时,分针比时针多走15个分格,于是得方程x-x/12=15,解得x=16又4/11。

所以3点16又4/11分时,时针与分针重合。

(2)设3点x分时,时针与分针成平角。因为在3点这一时刻,时针在分针前15分格处,而在3点到4点之间,时针与分针成一平角时,分针在时针前30分格处,此时分针比时针多走了45分格,于是得方程x-x/12=45,解得x=49又1/11.

所以3点49又1/1分时,时针与分针成平角。

(3)设3点x分时,时针与分针成直角。此时分针在时针前15分格处,所以在3点到4点之间,时针与分针成直角时,分针比时针多走了30分格,于是得方程x-x/12=30,解得x=32又8/11.。

所以3点32又8/11分时,时针与分针成直角。

二.度数法

对钟表而言,时针12小时旋转一圈,分针1小时旋转一圈,转过的角度都是360°,所以时针1分钟转过的角度是0.5°,分针1分钟转过的角度是6°。故也可以利用时针与分针转过的度数来解决这道题。

(1)设3点x分时,时针与分针重合,则时针旋转的角度是0.5x°,分针旋转的角度是6x°。整3点时,时针与分针的夹角是90°,当两针重合时,分针比时针多转了90°,于是得方程6x-0.5x=90,,解得x=16又4/11。

(2)设3点x分时,时针与分针成平角。此时分针比时针多转了90°+180°=270°,于是得方程6x-0.5x=270,解得x=49又1/11.

(3)设3点x分时,时针与分针成直角。此时分针比时针多转了90°+90°=180°,于是得方程6x-0.5x=180,解得x=32又8/11.

三、举一反三训练

1. 钟表上9点到10点之间,什么时刻时针与分针重合?

2. 钟表上5点到6点之间,什么时刻时针与分针互相垂直?

3. 钟表上3点到4点之间,什么时刻时针与分针成40°的角?

4. 钟表上2点到3点之间,什么时刻时针与分针成一直线?