常州市戚墅堰东方小学
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起跑线的奥秘

来源:原创  发布人:六(4) 娄彦轩  发布时间:2018-04-22  浏览次数:

学校季运动会进行地如火如荼,操场上同学们为小选手们加油呐喊,为胜利者欢呼。我虽然无缘比赛,也想和同学一比高下。我们几个同学兴奋地一字排开,正准备起跑,我提出了一个问题“大家如果不能抢道,从同一个位置起跑,就有失公平。”其余几个同学觉得有道理,肉眼看看就能知道,内圈的同学沾光了,外圈的同学跑的距离长。这时我们想起了运动会上体育老师给不同道次划起跑线的场景,原来这里面还蕴藏着数学秘密呢!起跑线怎么确定,相邻道次之间相差多少米?我打算研究一下。

经过实际测量和查阅资料,以400米标准跑道为例,我得到了以下数据。

1,跑道直道长85.96米,宽1.25米。

2.每一道圆形跑道的直径的米数。

利用学过的圆的知识,把两个半圆拼成一个圆,算出圆的周长再加上两个直道的长度,就是每个道次的全长了。通过计算我得出了以下数据。(为了精确起见,圆周率取3.14159)

1

2

3

4

5

6

7

8

直径m

72.6

75.1

77.6

80.1

82.6

85.1

87.6

90.1

周长m

228.08

235.93

243.79

251.64

259.5

267.35

275.2

283.06

全长m

400

407.85

415.71

423.56

431.42

439.27

447.12

454.98

真是不算不知道,一算吓一跳啊,第一道和第8道整整相差了55米。我还发现相邻两个道次全长相差7.85米/7.86米,而相邻两道起跑线之间就是相差这么多。我兴奋地一蹦三尺高,像是完成了一件大事一样去和妈妈汇报,眉飞色舞地讲了一通。妈妈抚着我地头,鼓励我:“你用数学知识解决了生活中的问题,真了不起,再想一想,相邻两个道次之间相差多少米有没有更简便的算法?“

我一拍脑袋,对呀,直道都是一样长的,只要算出两个弯道合并成的圆的周长就可以了。第一道:72.6π

第二道:(72.6+2.5) π=72.6π + 2.5π

第三道:(75.1+2.5) π=75.1π + 2.5π

第四道:(77.6+2.5) π=77.6π + 2.5π

第五道:(80.1+2.5) π=80.1π + 2.5π

第六道:(82.6+2.5) π=82.6π + 2.5π

第七道:(85.1+2.5) π=85.1π + 2.5π

第八道:(87.6+2.5) π=87.6π + 2.5π

原来每一条跑道都在上一条跑道的基础上增加2.5π的长度,2.5π就是前面算出的7.85米了

这只是400米标准跑道,跑400米的起跑线确定,那其它如跑200米,800米,起跑线

之间相差多少呢?其实很简单, 200米是半圈,800米是2圈,200米只要用400米的结果除以2而800米只需要乘2。于是得到了一个万能公式(前提有两处弯道,并使用400米场地),每道比前道应提前:道宽×2π×(比赛长度/400) 

前面得出的结论只适用于标准跑道,在所有跑道上有没有通用公式呢?我继续思考,由于直道长都是一样的,只要计算弯道长度差。假设外圈弯道直径为D,内圈弯道直径为d,则C弯1-弯2=π×(D-d)=【(72.6+1.25×2)-72.6×π=1.25×2×π=道宽×2π。

利用数学知识解决了体育比赛中起跑线的确定问题,看着自己的研究成果,我欣喜万分,生活中处处有数学,只要我们善于观察,勤于思考,就能体会到数学的魅力。