鐘錶是我們司空見慣的一種實用工具,與我們的生活密切相關,它在被發明和創造的伊始,就被賦予了計時的功能,經歷了無數次的更新換代和花樣翻新,這一功能卻始終不變。可是,還處在小學階段的你們,是否知曉隱藏在這小小鐘錶裡的數學奧秘呢?
要知道生活處處有數學,世間萬物皆數學。只要留心觀察,我們的眼睛就會隨時隨地發現數學之美。比如,那些隨處可見又毫不起眼的鐘表,它不僅僅能為你提供準確的時間信息,還能為你打開數學那扇神秘的大門,讓你的思維在智慧的空間中翱翔。
就說那三根或長或短、或粗或細的指針吧,就有著相互之間相遇、追及、重疊、掃過面積、形成夾角、軌跡周長等諸多數學問題,這些林林總總的概念和問題都巧妙地存在於它的靜態和動態中,啟發著人們去思索、去探究。
今天,筆者僅就鐘錶上時針和分針間的夾角問題和大家聊一聊,因為面對的讀者是年齡尚幼的小學生群體,所以只粗略地描述一些它的皮毛,用通俗淺顯的方式讓大家對指針的夾角知識做一番簡單的了解。
要知道,所有鐘錶上時針與分針的夾角,無論是在靜態情況下,還是在動態情況下,都是以錶盤的圓心為頂點,時針和分針為角的兩邊,這是構成角的基本要素。
在小學數學的學習中,我們熟知了周角的定義,知道了周角的度數是360度。實際上不管是時針,還是分針,只要它繞錶盤的中心順時針或逆時針旋轉一周,其軌跡都構成了一個周角。
那麼問題來了:錶盤上的一大格是多少度,一小格又是多少度呢?錶盤上共有12個大格,12個大格又被均勻地分成60個小格,很簡單,只要算一算就會知道。
360°÷12=30°,360°÷60=6°。
也就是說鐘錶上一大格是30度,一小格是6度。如果接著再以時與分的單位是60進位作為條件,繼續計算的話,那麼會得出什麼結論呢?
30°÷60=0.5°。
結論是:時針每小時旋轉30度,每分鐘旋轉0.5度;分針每小時旋轉360度,每分鐘旋轉6度。
同時我們還會發現:假如時針和分針同時從零點處(數12)向同一方向出發,那麼兩針的夾角就是兩針旋轉的角度之差。
另外,還必須要提醒的是:根據夾角的定義,考慮和討論的範圍要限定於0到180度的角,而當求出的角大於180度時,兩針之間的夾角就變成了另一側的角,只需用360度減去那個大於180度的角,就能得到夾角的度數。
說起關於鐘錶上兩針之間夾角的計算,雖然過程並不複雜,但卻有易有難。下面,筆者就挑選兩道稍簡單的題,給大家解一解,分享一下解決這類問題時的思維過程。
例1:如果現在是9時20分,那麼鐘面上時針與分針的夾角是多少度?
首先要確定一下時針和分針的具體位置:當9時20分時,時針應指向數字9和數字10之間,分針則指向數字4。根據每相鄰兩個數字之間的度數是30度和時針1分鐘旋轉0.5度,可直接計算如下:
時針經過20分鐘所旋轉的度數是10度。
20×0.5°=10(度)。
數字4與9之間的夾角是150度。
(9-4)×30°=150(度)。
夾角:150°+10°=160(度)。
例2:已知鐘面上時針和分針分別在數字6的兩邊,並且與數字6的距離相等,則此刻的時間大約是6點幾分?(得數保留整分數)
根據題意可知,時針在數字6和7之間,分針則在數字5和6之間,因為它們到數字6的距離相等,所以我們只要設此刻的時間為6點a分,就可以列等式計算了。
6×30-a×6=a×0.5,
a×6.5=180,
a≈28。
此刻的時間大約為6點28分。
鐘錶雖小,卻隱藏了許許多多有趣的秘密,這些秘密正等待著你用耐心和智慧去挖掘、去探索。用興趣和知識去點亮智慧,用智慧去發現數學之美吧!