初一數學中,開始接觸幾何知識,都是比較簡單的幾何圖形,或者是點、線、角的知識,而在角這部分,有一個難點就是鐘錶指針夾角度數的問題,要解決鐘錶指針夾角的問題,最常用的就是數形結合的思想,通過畫出錶盤,標註出明確的角度,然後結合鐘錶上的計算的幾個要點進行求值即可。
關於鐘錶的指針角度的計算要把握幾個要點:一、分針走過1小格用時1分鐘,走過的度數是6°,時針走過一大格用時1h,走過的度數是30讀;二、時針的速度是分鐘的1/12,因此分針每走一小格即一分鐘,時針走1/12*6°=0.5°;三、在計算角度的時候,經常總整點整分開始考慮,進行角度的加減運算,從而求出鐘錶實際的角度值。
例:分別計算出8點,8點15分,8點27分,8點30分,3點25分,時針與分針所夾的小於平角的角的度數。
【解析】:從圖示可知,8點的時候,分針和指針之間有4個大格,每個大格是30°,因此8點的時候,分針與時針的夾角為4*30=120°。8點15,我們可以假設時針正好在8上,分針在3上,圖示角1的度數,為5*30=150°,而實際上,分針轉動,時針也是轉動的,根據分針每走一分鐘,時針走0.5°,可得15分的時候,時針轉動了15*0.5°=7.5°,因此角2等於7.5度,因此真實的8點15分的夾角為角1加角2的度數,即157.5°。
從上面的兩個圖示,我們用上面的方法來計算8點27分和8點30分的時針與分針夾角的度數。8點30分,我們可以假設時針正好在8上,分針在6上,圖示角2的度數為2*30=60°,同樣根據分針每走一分鐘,時針走0.5°,可得30分的時候,時針轉動了30*0.5°=15°,因此角1等於15度,因此真實的8點30分的夾角為角1加角2的度數,即75°。8點27分,同樣是利用角1加角2,根據一小格的度數是6°,我們可以假設時針正好在8上,分針在27分時刻處,圖示角1的度數為2*30+3*6°=78°,同樣根據分針每走一分鐘,時針走0.5°,可得27分的時候,時針轉動了27*0.5°=13.5°,因此角1等於13.5度,因此真實的8點27分的夾角為91.5°。
關於3點25分,從上面的4個鐘錶上我們發現,時針都在分針的前面,利用兩個角度的和,對於3點25分,分針在時針的前面,從圖示中,可以看到真實角的度數應該是角1減角2。假設時針正好在3上,分針在5處,圖示角1的度數為2*30=60°,根據分針每走一分鐘,時針走0.5°,可得25分的時候,時針轉動了25*0.5°=12.5°,因此角2等於12.5度,因此真實的3點25分的夾角為60-12.5=47.5°。
通過上面角度的求解,可以看出畫出圖形,標出位置能夠更加清晰的解答,因此在學習數學中,一定要掌握數形結合思想。同時除了數形結合,求鐘錶時針與分針的夾角還可以利用時針與分針的轉速求解,m時n分時,如果夾角小於180°,則夾角度數為|30°m+0.5°n-6°n|,如果夾角大於180度,則夾角的度數為360°-|30°m+0.5°n-6°n|。同學們可以利用上面的解題思路,結合圖形推導出上面的公式。