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六年级上册 · 综合与实践 · 体育中的数学

体育中的数学

400 米赛跑终点线在同一条线上,为什么外圈运动员的起跑线却要一格一格往前移?

看图,内、外两条跑道各跑一整圈。外道多出的长度,来自哪一部分?

内外两条跑道 外弯 外弯

来自两个弯道。直道一样长,外道的弯更大,所以一圈更长。

详细解释

太准了!两条直道每道都一样长;左右两个半圆形弯道合起来正好是一个圆。相邻外道半径比内道多 1 个道宽,所以跑一圈外道比内道多跑 2 × π × 道宽!

这节课的跑道模型

跑道由两条直道和两个半圆形弯道组成。长度沿各道的计量线(测量跑程的线)计算。这个简化模型中,各道计量线到各自内侧边缘的距离相同。400 米跑一整圈,经过两个半圆形弯道。

1. 确定起跑线:切换赛程与跑道看前移距离

设跑道道宽为 1.25 米,π 取 3.14。切换下面的比赛项目(400 米跑 2 个弯道、200 米跑 1 个弯道)和道次,观察每道起跑线该往前移多少米:

自己试试

在道宽为 1.25 米的 400 米简化跑道上进行 400 米赛跑(跑一整圈,π 取 3.14),相邻两条跑道的起跑线应该相差多少米?

相邻两道弯道直径差 = 1.25 × 2 = 2.5(米),周长差 = 2.5 × 3.14 = 7.85(米)。不用先算第一道总长,直接算差值更快更准!

2. 比赛场次:单循环赛要赛几场?

体育比赛里除了跑道,还要编排赛程。如果 4 支球队进行单循环赛(每两支球队之间都要赛 1 场):
· 每支队要和其余 3 支队各赛 1 场,一共连出 3 + 2 + 1 = 6(场),也可以算 4 × 3 ÷ 2 = 6(场)。
· 如果是淘汰赛(输 1 场就出局),每赛 1 场淘汰 1 支队,要决出冠军只需赛 队数 − 1 场!

自己试试

校园篮球赛有 5 个班参加,每两个班之间都要进行一场比赛(单循环赛)。一共要比赛多少场?

4 + 3 + 2 + 1 = 10(场),或 5 × 4 ÷ 2 = 10(场)。

跑道起跑线前移距离只跟“道宽”和“经过几个半圆弯道”有关:跑一整圈(2 个半圆)相邻两道相差 2 × π × 道宽,只跑半圈(1 个半圆)相差 π × 道宽。

两个容易错的地方

✗ 200 米赛跑也前移 2π × 道宽不看跑几个弯道,背下 7.85 米就到处套用。
✓ 200 米只过 1 个半圆弯道,减半!200 米赛跑只经过 1 个半圆和 1 条直道,相邻起跑线只相差 π × 道宽(约 3.925 米)。
✗ 第 3 道比第 1 道多 3 个间隔以为第 3 道就要乘 3。
✓ 第 n 道比第 1 道外移了 (n − 1) 个道宽第 3 道和第 1 道之间只有 3 − 1 = 2 个道宽差距。

直接用

1. 学校小操场跑道的道宽是 1 米。如果跑一整圈(经过 2 个半圆弯道,π 取 3.14),相邻两条跑道的起跑线应相差多少米?

道宽 1 米一整圈经过 2 个半圆弯道

2 × 3.14 × 1 = 6.28(米)。

2. 在道宽 1.25 米的简化跑道上进行 400 米赛跑(相邻两道相差 7.85 米),第 3 道的起跑线要比第 1 道一共提前多少米?

道宽 1.25 米一整圈经过 2 个半圆弯道

第 3 道比第 1 道多 3 − 1 = 2(个)道宽差,7.85 × 2 = 15.7(米)。

3. 乒乓球小组赛有 4 名运动员,每两人之间都要赛 1 场,这个小组一共要赛多少场?

3 + 2 + 1 = 6(场)。

容易错

4. 在道宽为 1 米的跑道上进行 200 米赛跑(只经过 1 个半圆形弯道和 1 条直道,π 取 3.14),相邻两条跑道的起跑线应相差多少米?

道宽 1 米经过 1 个半圆弯道

只跑 1 个半圆弯道,相差 π × 道宽 = 3.14 × 1 = 3.14(米)。

5. 某校跑道道宽为 1.2 米。如果进行只过 1 个半圆弯道的 200 米跑(π 取 3.14),第 2 道起跑线要比第 1 道提前多少米?

道宽 1.2 米经过 1 个半圆弯道

1 个半圆弯道相差 π × 道宽 = 3.14 × 1.2 = 3.768(米)。

想一想

6. 在道宽 1.25 米的 400 米简化跑道上进行 400 米赛跑(π 取 3.14),第 5 道起跑线要比第 1 道提前多少米?

道宽 1.25 米一整圈经过 2 个半圆弯道

相差 5 − 1 = 4(个)道宽,4 × 7.85 = 31.4(米)。

7. 羽毛球单打比赛有 16 名选手参加,采用单场淘汰制(输一场即被淘汰,不设季军赛)。要决出最终的冠军,一共需要进行多少场比赛?

8 + 4 + 2 + 1 = 15(场),或者想:每赛 1 场淘汰 1 人,淘汰 16 − 1 = 15 人就产生冠军!