一艘轮船在A、B两个码头之间往返航行,其行驶时间因水流方向的不同而有所差异。从A到B是顺流而下,仅需3小时;而从B返回A则需要逆流而上,耗时4小时。已知河流的水流速度为每小时2公里,那么A、B两个码头之间的距离是多少呢?
要解决这个问题,我们可以运用基本的行程问题解题思路,结合水流对船速的影响进行分析。
设轮船在静水中的速度为 $ v $(单位:公里/小时),水流速度为 $ u = 2 $ 公里/小时。那么:
- 顺流时,轮船的实际速度为 $ v + u = v + 2 $;
- 逆流时,轮船的实际速度为 $ v - u = v - 2 $。
设A、B两码头之间的距离为 $ s $ 公里。
根据题意,顺流航行时间为3小时,因此有:
$$
s = (v + 2) \times 3
$$
同样,逆流航行时间为4小时,因此有:
$$
s = (v - 2) \times 4
$$
由于两个等式右边都等于 $ s $,我们可以将它们联立:
$$
(v + 2) \times 3 = (v - 2) \times 4
$$
展开计算:
$$
3v + 6 = 4v - 8
$$
移项整理得:
$$
6 + 8 = 4v - 3v \\
14 = v
$$
所以,轮船在静水中的速度为每小时14公里。
接下来代入任一公式求距离 $ s $:
$$
s = (14 + 2) \times 3 = 16 \times 3 = 48 \text{ 公里}
$$
也可以用另一个公式验证:
$$
s = (14 - 2) \times 4 = 12 \times 4 = 48 \text{ 公里}
$$
结果一致,说明计算正确。
结论:A、B两个码头之间的距离为 48公里。
通过这个例子可以看出,水流速度对航行时间有着明显影响,而合理利用方程可以准确地求出未知量。这类问题在数学和物理中非常常见,掌握其中的逻辑关系有助于解决更多实际问题。