第七单元
结合最新考纲要求,本单元聚焦 间隔问题模型(如植树问题、队列问题等),培养数学建模思想和实际问题解决能力,强调从具体情境中抽象数学规律。
一、核心知识点
1. 植树问题的三种基本模型
情况 | 图示 | 公式 | 示例 |
---|---|---|---|
两端都种 | ◉---◉---◉ | 棵数 = 段数 + 1 | 马路两侧路灯安装 |
只种一端 | —◉---◉ | 棵数 = 段数 | 圆形花坛摆花盆 |
两端都不种 | —---◉---— | 棵数 = 段数 - 1 | 两栋楼之间设置垃圾桶 |
关键量关系:总长 = 间隔距离 × 段数
2. 实际问题的数学建模
- 转化方法:将非植树问题转化为间隔模型。
典型场景:
- 楼梯层数 = 台阶段数 +1(楼层从1开始);
- 敲钟时间间隔数 = 敲击次数 -1;
- 队列人数 = 间隔数 +1。
示例:锯木头问题(锯5段需4次,耗时=次数×每段用时)。
3. 公式扩展与灵活应用
- 封闭路线(如环形、方形):棵数 \(60 \div6=10\) 棵。
- 复杂问题:分区域分类计算,结合不同模型。
二、重点与难点
方向 | 内容 |
---|---|
重点 | - 掌握三种基本模型的公式; - 能将实际问题转化为间隔模型。 |
难点 | - 区分“段数”与“棵数”的关系; - 多步骤复杂问题的组合分析。 |
三、典型例题与解析
例题1:两端都种
- 题目:在一条80米长的路旁植树,每隔5米种一棵,两端都种,共需多少棵树? 解析: 段数=80 ÷5 =16,棵数=16 +1 =17(两侧需乘2,共34棵)。
例题2:锯木头问题
- 题目:将木头锯成4段需9分钟,每锯一次时间相同,锯成7段需多久? 解析:4段需锯3次 → 每次3分钟;7段需6次 → 耗时18分钟。
例题3:封闭路线
- 题目:广场圆形花坛周长120米,每隔8米放一盆花,共需多少盆? 解析:封闭路线,棵数=段数=120 ÷8 =15盆。
四、实践性与开放性问题
1. 校园绿化规划师
- 任务:根据学校操场长度和树种间距要求,设计两种不同种植方案(如两侧植树或单侧环形),计算总成本。
2. 活动队列策划
- 问题:运动会开幕式需排列30米长的队伍,学生间隔1.5米,若两端需留出3米放置道具,最多可站多少人?
3. 家庭节能优化
- 背景:楼道声控灯每次点亮2分钟后关闭,若每层间隔4秒响应,分析12层楼的电路循环机制优化方案。
五、易错点与学习建议
- 常见错误:
- 混淆“段数”与“棵数”(如锯木头段数=次数+1);
- 未区分开放路线与封闭路线的公式差异。
- 学习建议:
- 画图辅助:用线段图或实物模拟演示间隔关系;
- 生活建模:测量教室桌椅摆放、楼道灯光等真实场景练习公式应用。
六、考纲能力要求
- 模型思想:识别实际问题的数学模型;
- 应用意识:灵活运用公式解决复杂情境问题;
- 推理能力:通过逻辑分析推导多步骤问题结论。
附:知识结构导图
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总结:通过分层递进练习与真实场景模拟,深化对间隔问题的理解,建议以校园活动策划、家庭装修等为背景设计生活化题目,提升数学实践能力。
人教版五年级数学上册第七单元《数学广角——植树问题》练习卷
满分:100分 时间:60分钟
一、基础过关(30分)
- 填空题(每空2分,共12分)
- 在一条长60米的直路一侧植树,每隔5米种一棵,两端都种需要__棵;若只种一端需要____棵。
- 将一根木料锯成6段需要锯__次,每次耗时4分钟,总耗时____分钟。
- 圆形池塘周长为80米,每隔10米种一棵柳树,共需______棵。
- 判断题(每题2分,共8分)
- ( )若在封闭路线上植树,棵数一定等于段数。
- ( )两端都不种树时,棵数比段数少1。
- ( )每层楼梯有12级台阶,从1楼走到5楼共需走48级台阶。
- ( )广场挂灯笼(两端都挂)共20盏,相邻间距为5米,总长100米。
- 选择题(每题3分,共15分)
- 两栋楼相距72米,中间每隔8米放一个垃圾桶(两端不设),需要( )个。 A. 8 B. 9 C. 7 D. 10
- 将绳子剪4次可以分成( )段,每剪一次耗时2秒,总耗时( )秒。 A. 5段,8秒 B. 4段,8秒 C.5段,10秒 D.4段,6秒
- 一个方阵队列,每边站10人,四角各重叠1人,总人数为( )。 A.40 B.36 C.32 D.30
- 敲钟6下需10秒(间隔相等),敲钟12下需( )秒。 A.20 B.22 C.24 D.26
- 一条路的一侧安装路灯(两端都装),总间隔数为15,则路灯有( )盏。 A.15 B.16 C.14 D.17
二、进阶应用(30分)
- 实际计算(15分)
- 道路绿化:在一条750米长的步行街两侧植树(两端都种),每隔15米种一棵银杏树,每棵树苗50元,总费用为多少?
- 楼梯问题:小明的家住在9楼,每层楼有18级台阶,他从1楼到家共需走多少级台阶?若电梯每上升一层需5秒,他在电梯里需等待多久?
- 建模与分析(15分)
- 花坛设计:社区欲在周长为120米的正方形花坛每边均匀种花(四个角必须种),每边计划种8株: ① 相邻两株的间距是多少米? ② 总数量是否正确?若不正确,实际需要多少株?
三、开放探究(25分)
- 校园队列策划师(15分) 任务:学校运动会需将280名学生排成方阵,要求每个方阵边长为整数且人数相等。
- 列出可能的方阵边长(如每边15人,总225人→不足);
- 优化建议:若允许分多个方阵,如何使总数匹配且有观赏性?
- 社区路灯优化(10分) 背景:某小区道路长300米,需安装路灯(双侧),原计划每20米一盏。 任务:
- 计算总路灯数及费用(每盏灯200元);
- 开放分析:若预算为5000元,如何调整间距(要求仍为整数米)?提出两种合理方案。
四、跨学科综合(15分)
- 环保与数学(15分)
背景:某城市计划沿河岸每50米设置一个垃圾分类点(河岸总长5千米):
- 计算需要多少个分类点;
- 若改为每800米设置资源回收站(两端必须设),最多可节约多少米间距?
- 开放设计:利用“植树问题”模型,为社区设计雨天积水监测点布置方案。
参考答案与解析
一、基础过关
- 答案
- 13,12 5,20 8
- 答案
- ✅ ✅ ×(5楼需走1至9楼→8层×12=96级) ×(间隔19段×5=95米)
- 答案
- A(72÷8=9段→两端不设:9−1=8) A B(每边10−2=8人×4+4角=36) B(6下5间隔→2秒/间隔→12下11间隔=22秒) B
二、进阶应用
- 解析
- 单侧棵数:750÷15+1=51棵→双侧51×2=102棵→费用102×50=5100元;
- 台阶数:9楼需走8层→8×18=144级;电梯时间:8层×5秒=40秒。
- 解析
- ① 每边长120÷4=30米,每边两端种花,间隔数=8−1=7段→间距30÷7≈4.29米;
- ② 每边8株→四边共8×4=32株,但角部重复计算→实际需(8−1)×4 +4=32株(原题无错误)。
三、开放探究
- 示例答案
- 可能边长:17人(17²=289接近280)→不匹配;实际可用16×16=256分3个方阵(剩余24人调整);
- 优化方案:分4个方阵(如14×14=196 + 余84→2个9×9),保证观赏性。
- 解析
- 原计划单侧间距=20米→棵数=300÷20+1=16盏→总32盏→费用32×200=6400元;
- 调整方案: ① 改为25米间距→棵数=(300÷25+1)×2=26盏→费用5200元; ② 30米间距→(300÷30+1)×2=22盏→费用4400<5000,满足预算。
四、跨学科综合
- 解析
- 分类点数量:5000÷50+1=101个(两端都设);
- 回收站间距:5000÷(n-1)=800→n≈7→节约50−800/6≈- 需重新建模;
- 示例设计:每200米设监测点(含两端),共5000÷200+1=26个,实时监控积水。
评分标准
- 开放题:逻辑完整(50%)、数据合理(30%)、创新性(20%);
- 计算题:步骤明确(50%)、结果正确(50%)。
总结:通过道路绿化、队列设计等实践任务,深化对植树问题本质的理解,培养结构化思维和实际应用能力。建议家长配合学生测量小区步道长度,用数学知识规划家庭活动布局。
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