牛吃草问题核心点拨1、题型简介牛儿吃草问题又称为消长问题或牛顿牧场问题,是17世纪英国伟大的科学家牛顿提出的。典型牛儿吃草问题通常给出不同头数的牛吃同一片草,这片草地既有原有的草,又有每天新长出的草,假设草的变化速度及原有存量不变,求若干头牛吃这片地的草可以吃多少天。掌握牛儿吃草问题,可以帮助同学们解决原有存量的负载量“如原有草量可供几头牛吃多少天”问题。2、核心知识y=(N-x)×Ty代表原有存量(比如“原有草量”);N代表促使原有存量减少的消耗变量(比如“牛数”);x代表存量的自然增长速度(比如“草长速度”,也就是每天生长的草量为x头牛一天吃的草量),如果草自然减少,“-”变为“+”;T代表存量完全消失所耗用的时间。只要是标准型牛儿吃草问题、牛羊同吃草问题、M头牛吃W亩草问题三种类型,便可套用以上公式。3、核心知识使用详解(1)有牛有羊时,需要将牛全部转换为羊,或者将羊全部转换为牛,再代入公式计算;(2)出现“M头牛吃W亩草”时,N用“M/W”代入,此时N代表单位面积上牛的数量。夯实基础1.标准型牛儿吃草问题例1:有一池泉水,泉底均匀不断涌出泉水。如果用8台抽水机10小时能把全池水抽干或用12台抽水机6小时能把全池水抽干。如果用14台抽水机把全池水抽干,则需要的时间是:A.5小时C.3小时D.5.5小时B.4小时【答案】A“用8台抽水机10小时能把全池水抽干”,相当于消耗变量1为8,存量完全消失所耗用的时间1为10。“用12台抽水机6小时能把全池水抽干”,相当于消耗变量2为12,存量完全消失所耗用的时间2为6。“如果用14台抽水机把全池水抽干,则需要的时间是”,相当于消耗3为14,求存量完全消失所耗用的时间3。[解析]】依题意:设池中泉水的原有存量为y;每小时涌出的水量即自然增长速度为x;14台抽水机将泉水存量完全消失所耗用的时间3为T小时。代入公式:所以,选A。2.牛羊同吃草问题例2:牧场上有一片青草,草每天以均匀的速度生长,这些草供给20头牛吃,可以吃20天;供给100头羊吃,可以吃12天。如果1头牛一天的吃草量相当于4只羊一天的吃草量,那么20头牛,100只羊同时吃这片草,可以吃几天?()A.2B.C.D.8【答案】B将题目中的“羊”全部转换为“牛”。“这些草供给20头牛吃,可以吃20天”,相当于消耗变量1为20,存量完全消失所耗用的时间1为20。“供给100头羊吃,可以吃12天”、“1头牛一天的吃草量相当于4只羊一天的吃草量”,相当于消耗变量2为100/4=25,存量完全消失所耗用的时间2为12。“那么20头牛,100只羊同时吃这片草,可以吃几天?”,相当于消耗变量3为20+100/4=45,求存量完全消失所耗用的时间3。[解析]根据题意:设牧场上青草的原有存量为y;草每天的生长速度即自然增长速度为x;20头牛,100只羊同时吃这片草可以吃的天数即存量完全消失所耗用的时间3为T天。代入公式:所以,选B。3.M头牛吃W亩草问题例3:如果22头牛吃33亩牧场的草,54天后可以吃尽,17头牛吃28亩牧场的草,84天可以吃尽,那么要在24天内吃尽40亩牧场的草,需要多少头牛?()A.50B.46C.38D.35【答案】D此题属于M头牛吃W亩草问题,将单位牧场的牛数代入“N”。“如果22头牛吃33亩牧场的草,54天后可以吃尽”,相当于消耗变量1为22/33,存量完全消失所耗用的时间1为54。“17头牛吃28亩牧场的草,84天可以吃尽”,相当于消耗变量2为17/28,存量完全消失所耗用的时间2为84。“那么要在24天内吃尽40亩牧场的草,需要多少头牛?”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为24,求消耗变量3。[解析]根据题意:单位牧场草的原有存量为y;单位时间草的增长量即自然增长速度为x;要在24天内吃尽40亩牧场的草需要牛的头数即消耗变量3为N。代入公式:所以,选D。进阶训练1.标准型牛儿吃草问题例4:春运高峰时,某客运中心售票大厅站满等待买票的旅客,为保证售票大厅的旅客安全,大厅人口处旅客排队以等速度进入大厅按次序等待买票,买好票的旅客及时离开大厅。按照这种安排,如果开10个售票窗口,5小时可使大厅内所有旅客买到票;如果开12个售票窗口,3小时可使大厅内所有旅客买到票,假设每个窗口售票速度相同。现决定使大厅人口处旅客速度增加到原速度的1.5倍,并在2小时内使大厅中所有旅客买到票,按这样的安排至少应开售票窗口数为:A.15B.16C.18D.19【答案】C“如果开10个售票窗口,5小时可使大厅内所有旅客买到票”,相当于消耗变量1为10,存量完全消失所耗用的时间1为5。“如果开12个售票窗口,3小时可使大厅内所有旅客买到票”,相当于消耗变量2为12,存量完全消失所耗用的时间2为3。“在2小时内使大厅中所有旅客买到票”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为2,求消耗变量3。[解析]根据题意:设售票大厅旅客的原有存量为y;每小时买好票的旅客即自然增长速度为x;“现决定使大厅人口处旅客速度增加到原速度的1.5倍”,即自然增长速度变为1.5x;2小时内使大厅中所有旅客买到票至少应开售票窗口数即消耗变量3为N;代入公式:所以,选C。例5:有一水池,在某次大雨后灌满了一池水,水在池底以均匀的速度渗走进入深层地下水。如果想把水池的水抽干,8台抽水机需要3小时,5台抽水机需要4小时。如果想在6小时之内抽干水,至少需要多少台抽水机?()A.4B.3C.2D.1【答案】C“8台抽水机需要3小时”,相当于消耗变量1为8,存量完全消失所耗用的时间1为3。“5台抽水机需要4小时”,相当于消耗变量2为5,存量完全消失所耗用的时间2为4。“如果想在6小时之内抽干水,至少需要多少台抽水机?”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为6,求消耗变量3。[解析]根据题意:设池水的原有存量为y;水在池底的渗走的速度即自然增长速度为x,由于是减少量,“-”变为“+”;6小时之内抽干水至少需要抽水机的台数即消耗变量3为N。代入公式:所以,选C。2.M头牛吃W亩草问题例6:某船的若干个排水舱因故障渗进了相同多的海水,并且还在以相同且恒定的速度渗进更多的海水。船长分别指派24个、50个、36个水手去处理船头(4个排水舱)、船中(10个排水舱)和船尾(8个排水舱)的渗水。6分钟后,船头处理完毕,再过3分钟,船中处理完毕,请问再过几分钟船尾可以处理完毕?A.1B.2C.3D.4【答案】C此题属于M头牛吃W亩草问题,单位排水舱的水手数代入“N”。“船长分别指派24个、50个、36个水手去处理船头(4个排水舱)、船中(10个排水舱)和船尾(8个排水舱)的渗水。6分钟后,船头处理完毕,再过3分钟,船中处理完毕,”,相当于消耗变量1为24/4,消耗变量2为50/10,消耗变量3为36/8,存量完全消失所耗用的时间1为6,存量完全消失所耗用的时间2为6+3=9,求存量完全消失所耗用的时间3。[解析]根据题意:单位排水舱水的原有存量为y;单位时间进水量即自然增长速度为x;处理船尾还需要的时间为T。代入公式:所以,选C。浓度问题1、题型简介化学定量分析常涉及溶液的配置和溶液浓度的计算,在实际生活中我们也常遇到溶液配比的问题,由此产生的许多问题归为浓度问题。公务员考试中浓度问题实际是从小学应用题演变而来的,其本质是比例问题。2、核心知识一般溶液是指将一种固体或液体溶于另一种液体(一般为水)中,得到的均匀混合物,被溶解的固体或液体为溶质,起溶解作用的液体(一般为水)为溶剂。浓度问题就是研究溶质、溶剂、溶液和浓度之间关系的问题。它们存在以下四个基本关系:溶液质量=溶质质量+溶剂质量;溶质质量=浓度×溶液质量;;溶液质量=。(1)溶剂的变化——蒸发与稀释问题溶液蒸发水含量降低溶质浓度增加;溶质不变溶液稀释溶剂含量增加溶质浓度降低;利用相同溶质的不同比例求解溶剂变化的情况。(2)溶质变化——溶质的增减问题一般而言,直接计算溶质的增减比较复杂,由于溶剂与溶质对立而统一,大部分情况下,溶质变化的浓度问题需要通过计算溶剂的变化来反推浓度。(3)不同溶液的混合问题A.浓度呈规律性变化这类题往往具有多次操作,浓度不断变化且呈一定规律的特征。其关键是抓住浓度变化的统一规律,从而忽略掉每个步骤的分析过程,应用公式法,简化计算。B.无规律变化①某一溶液相对于混合后溶液,溶质增加;另一种溶液相对于混合后溶液,溶质减少。由于总溶质不变,因此增加的溶质等于减少的溶质。此类混合问题采用十字交叉法。②使用混合判定法,从选项入手,根据溶液混合特性,使用带入排除法解题。3、核心知识使用详解4、浓度问题主要有四种解决方法。其中,方程法具有思维过程简单的特点,适用于大部分浓度问题。因此,同学需要优先而扎实地掌握以不变应万变的方程法。(1)方程法一般来说,该方法有两个要素,第一是设未知数,要求易于求解;第二是找等量关系列出方程。浓度问题中往往以浓度作为未知数,这样等量关系易于表达,但也伴有浓度数值大多是小数不好计算的弊病,同学可在实际做题中细加体会。(2)特殊值法在很多情况下,同学可选取符合一般情况的特殊值求解。(3)十字交叉法十字交叉法主要用于解决加权平均值问题,在浓度问题中即混合浓度问题。两部分混合,第一部分的平均值为a,第二部分的平均值为b(这里假设a>b),混合后的平均值为r,利用十字交叉法有:平均值交叉作差对应量第一部分ar-bA总体平均值r第二部分ba-rB得到等式:(r-b)÷(a-r)=A÷B。(4)混合特性判定法同学可从选项入手,根据溶液混合特性直接排除一些选项,通常与代入排除法混合使用。其优点在于可以省去繁琐的计算,但较依赖于命题者对选项的设置。在熟练掌握上述基本方法的前提下,有意识地运用该方法,可提高解题效率。(5)公式法多次混合问题公式:设原有盐水的质量为M,浓度为c0先倒出M0克盐水,再倒入M0克清水,如此重复n次后,溶液浓度cn为:先倒入M0克清水,再倒出M0克盐水,如此重复n次后,溶液浓度cn为:夯实基础.溶剂变化例1:当含盐30%的60千克盐水蒸发为含盐40%的盐水时,盐水重量为多少克?A.45B.50C.55D.60【答案】A“当含盐30%的60千克盐水蒸发为含盐40%的盐水时”,表明考查的是蒸发问题。在此类问题中,溶质不变。“盐水重量为多少克”,本题要求的是溶液质量。[解析]应用方程法:假设最后盐水质量为x千克;根据“溶质不变”列方程:60×30%=x×40%;计算得x=45千克;所以,选A。例2:甲容器中有6%的食盐水300克,乙容器中有10%的食盐水120克。往甲、乙两个容器中分别倒入等量的水,使两个容器的食盐水浓度一样,问倒入多少克水?A.100B.120C.180D.240【答案】D“往甲、乙两个容器中分别倒入等量的水”,表明考查的是稀释问题。在此类问题中,溶质不变。“使两个容器的食盐水浓度一样”说明溶质之比等于溶液质量之比。[解析]两个容器中食盐的含量之比为:(300×6%):(120×10%)=3:2;由于最后两个容器的食盐水浓度一样:故最后两个容器中食盐水的质量之比为3:2;设倒入x克水:则有(300+x):(120+x)=3:2;解得x=240。.溶质变化例3:一个容器内装有10升酒精,倒出2.5升后,用水加满;再倒出5升,再用水加满,这是容器里的酒精溶度是多少?A.35%B.37.5%C.40%D.42.5%【答案】B“一个容器内装有10升酒精,倒出2.5升后,用水加满;再倒出5升,再用水加满”,表明溶质质量变化,步步求解。[解析]第一次加水后溶质变化为原来的:;第二次加水后变为原来的:;所求溶度为:;所以,选B。.不同溶液混合例4:从装满1000克浓度为50%的酒精瓶中倒出200克酒精,倒入蒸馏水将瓶加满,这样反复三次后,瓶中的酒精浓度是:A.22.5%B.24.4%C.25.6%D.27.5%【答案】C[题钥]每次操作后,酒精浓度减小,且其变化呈现出一定的规律。[解析]根据题意:每次操作后,酒精浓度变为原来的(1000-200)/1000=0.8;故反复三次后浓度变为