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2026北师大版初中数学八年级上册学生AI智能体深度理解16法:第15篇|第四章 一次函数·2 认识一次函数
2026北师大版初中数学八年级上册学生AI智能体深度理解16法:第15篇|第四章 一次函数·2 认识一次函数——深度理解16法之「时间距离」
北师大版义务教育教科书 · 数学 八年级上册 · 第四章 一次函数·2 认识一次函数
🏫 学校:dxyc2360 👨🏫 指导教师:张元方
📖 一、开篇引言
教材第79页是一张照片,一个没拧紧的水龙头,正往下滴。旁边一句话:一个滴漏的水龙头一年的漏水量大约有多少?够一个人一年使用吗?先猜一猜,再设计一个方案具体估算一下。
这一页的右上角还有一个云朵框,写着2020年我国人均生活用水量:城镇也就是含公共用水的地方是207 L/d,农村是100 L/d。很多孩子看到这个数字,第一反应是拿207去乘365,算出七万多升,然后说“够”。这个反应不算错,可惜跳过了教材真正要孩子干的那件事。
教材要孩子干的事,是把“滴水”这件事写成一个式子。第80页小明的实验数据摆在那里:1分钟5.5 mL,2分钟11.0 mL,3分钟16.5 mL。孩子把这两行数字一看,会发现时间每往前走一格,水量就多出5.5 mL,多出来的这个数一次也没变。这个“改变量不变”才是本节真正的根,它比答案重要得多。
孩子在这一节会撞上三堵墙。头一堵墙是“均匀”两个字。小学里算路程用“速度×时间”,算式是背下来的,孩子从来没问过为什么可以乘。这一节要他自己从一堆数据里把“均匀”认出来,还要说出为什么能乘。第二堵墙是y=kx+b里的k和b。定义孩子能一字不差地背,你问他第82页刹车题里k=-35是什么意思,他多半答不上来,更说不出b=120为什么是刹车开始时的速度。第三堵墙在第83页的分档水费:第二档的单价4.83元,能不能直接乘全部用水量?不能。前220 m³已经按3.45元付过钱了,这笔钱不能丢。
这三堵墙有个共同的病根。孩子把这节课的新式子,硬塞进小学那套“乘一乘就完事”的经验里,塞不进去就死记硬背,背下来的东西一碰变形题就散。这一篇用「时间距离」这一法来读:让孩子站在小学的“均匀”和八年级的“均匀”之间,看清那段距离里到底多了什么、变了什么、反了什么方向。
下面的拆解全部落到纸上:第79页的水龙头实验,第80页的驱蚊线香,第81页的定义与例1,第82页的紧急刹车,第83页的租车比较与分档水费,第84页的天然气,第85页的漏刻计时,第86到88页的习题4.2共13道题。题目一道不漏,题号照教材原样,家长拿着这一篇对着书翻就行。
📊 二、思维导图
本节知识一张图:从“均匀变化”到y=kx+b,再到分档计费
这张图从左上角往右下角走,一共六条大枝。第一条是“均匀”的意思,落点是教材第80页那句话:一个变量增加固定的数值时,另一个变量的改变量相同。第二条是从表格到关系式的路,水龙头、线香、弹簧、油箱四个情境都走这条路。第三条是定义本身,y=kx+b,k不能等于0。第四条是正比例函数,它是b=0时的特例,不是另起一家。第五条是k与b的实际意义,配例1与例2。第六条是分档计费,配例3与两道随堂练习。孩子复习时先看枝,再看叶,哪片叶子说不出内容,就回去翻对应页码。

🔑 三、深度理解16法之「时间距离」
伽达默尔在《真理与方法》里讲诠释学经验,提出过一个说法叫“时间距离”。人们平常把时间距离当成理解的障碍:隔得越远,越读不懂。伽达默尔把话说反了。他说时间距离不是一道必须填平的深渊,它是理解得以发生的积极条件。一段文本离我们远一点,我们身上那些当下的偏见才有机会沉淀下去,什么该留、什么该丢,才看得清楚。
这条道理搬到教材上,出奇地好用。八年级的孩子读一次函数,跟自己的小学经验之间正好隔着一段距离。这段距离不是要抹掉的,是要走进去、看清楚里面有什么。硬抹掉会出两种毛病:一种是把新东西硬说成旧的,“不就是速度乘时间嘛”,于是例2的刹车题立刻翻车,因为方向反了;另一种是干脆把旧的扔掉,从定义开始死背,于是第83页的分档水费一算就错,因为他不知道“乘”这个动作从哪儿来。
第一步,把小学的“均匀”摆到桌面上。让孩子自己讲:速度不变的时候,路程为什么可以拿速度乘时间。多数孩子会讲成“因为有公式”。这句话是空的。真正的理由是:每过1小时都多走60 km,多出来的量一样,所以3小时就是3个60。第81页例1第(1)小题那个y=60x,考的就是这个理由。
第二步,站在八年级的门口问一句:哪里不一样了。第80页的线香就是一个漂亮的反例。香点着了,长度不是越变越长,是每过1分钟少0.5 cm。乘法还在,方向翻了:22.4、21.9、21.4,一路往下走。孩子在这里必须换一次脑子,从“增加”换成“减少”,从正号换成负号。第82页的刹车题也是同一个翻转,速度每秒减35 km/h,k写成-35,b是刹车那一刻的120。
第三步,回头看,把式子和经验对上号。孩子写出的每一个k和b,都要能翻译成一句人话。y=3+0.5x里,3是弹簧不挂东西时的长度,0.5是每挂1 kg长出来的0.5 cm。z=40-0.08x里,40是油箱原来的40 L,0.08是每千米烧掉的油。翻译得出来,时间距离就闭合了;翻译不出来,说明他还停在背定义的位置。
家长用这一法,有个很省力的动作:不急着讲公式,先让孩子讲他那点旧经验,再问“现在哪里不一样”。孩子讲得越具体,新旧之间的那道缝就越清楚。缝清楚了,新知识才有地方落。
📝 四、核心概念与公式
知识点一 · 函数的对应关系先要认准两个变量
这一节的每一道题,开头都得先认两个量:谁是自变量,谁是因变量。第79页是时间t和漏水量V,第80页是燃烧时间t和剩下的长度l,第82页是刹车后的时间t和速度y。认错一次,式子就全错。判断的土办法:先变的是自变量,跟着变的那个才是函数。水在滴,是时间在往前走;速度在降,是时间在往前走。教材第79页第(3)问“你能帮他写出漏水量V与时间t之间的关系式吗”,把V写在前面,说的是V随t变。
知识点二 · 一次函数的定义:y=kx+b,k不能等于0
教材第81页黑体字写得很干脆:如果两个变量x,y之间的对应关系可以表示成y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的形式,那么称y是x的一次函数。这里有两个硬条件。一个是k≠0,没有这一条,式子退化成y=b,x怎么变y都不动,就不叫“一次”了。另一个是x的次数必须是1,x出现在分母上、出现在平方上、出现在根号里,都不是一次函数。第81页例1第(2)小题的圆面积y=πx²,就是被这一条挡在门外的。注意b可以是0,也可以是负数,这一点常被孩子误判成“不符合定义”。
知识点三 · 正比例函数是b=0的那种一次函数
教材第81页紧跟一句:特别地,当b=0时,称y是x的正比例函数。这句话定下了两者的关系:正比例函数是一次函数的一部分,不是并列的两家。所以判断题的答法有固定套路:“是x的一次函数”与“是x的正比例函数”这两问,第二问成立时第一问必然成立;第一问成立时第二问不一定。y=60x两个都是;y=15+5x只是前者;y=0.08x两个都是;y=40-0.08x只是前者。
知识点四 · k与b各自管一件事
k管变化的快慢和方向。教材第81页右侧的蓝框说得很清楚:对一次函数而言,自变量每增加1,函数值就增加k,函数值的变化是“均匀”的。k是正数,函数值往上走;k是负数,函数值往下掉;k的绝对值越大,动得越快。b管起点,也就是自变量为0时函数值落在哪儿。第82页例2把这个分工讲得最直白:k=-35表示每秒汽车速度的变化量,b=120表示刹车开始时汽车的速度。孩子只要能把k、b各翻译成一句带单位的话,这两个字母就活了。
知识点五 · 根据条件求表达式:先设y=kx+b,再代数值
本节后半段大量出现“由已知的一对数值反求式子”的题,第83页例3第(3)问、第84页随堂练习第1题第(3)问、第88页习题4.2第11题第(3)问都是这一路。做法固定成三步:先按题意设出y=kx+b(正比例就设y=kx),再把题目给的一组x、y代进去,把k、b当未知数解出来;已知两组数值就联立两个方程,已知一组又知道b,就直接代。第84页天然气第(3)问给的1311元,就是先判断落在第二档,再把1311代进第二档的式子解出x=450。
本节公式与常用算式(全部核对过)
水龙头(小明数据):V=5.5t;一天1440 min,漏7920 mL即7.92 L;一年365天约2890.8 L,不到3 m³。
线香:l=22.9-0.5t;t=10时l=17.9 cm;烧完时l=0,t=45.8 min。
弹簧:y=3+0.5x(x≥0,且在弹性限度内)。
油箱:耗油量y=0.08x;剩余油量z=40-0.08x。
例1:y=60x(一次函数,也是正比例函数);y=πx²(都不是);y=15+5x(是一次函数,不是正比例函数)。
例2:y=-35t+120;停止时y=0,t=24/7≈3.43 s。
随堂练习(大米):y=7.6x,是正比例函数。
随堂练习(动车):y=500+350x;x=0.5时y=675 km。
租车:甲公司15x,乙公司10x+200;30 km时450元对500元;52 km时780元对720元;两家收费一样时x=40 km。
例3:220<x≤300时y=4.83x-303.6;x=250时y=903.9元;水费1000.5元对应x=270 m³;x>300时y=5.83x-603.6。
随堂练习(天然气):300<x≤600时y=3.28x-165;x=400时y=1147元;燃气费1311元对应x=450 m³。
习题4.2第2题:x=30n,y=16n,y=8/15·x。
习题4.2第8题:y=5.5x+36 000;x=8000时y=80 000元。
习题4.2第10题:峰谷电费y=0.56x+0.36(2400-x)=0.2x+864;不分时电费2400×0.53=1272元;两者相等时x=2040 kW·h。
习题4.2第11题:2760<x≤4800时y=0.58x-138;x=4000时y=2182元;电费1834元对应x=3400 kW·h。
📜 五、教材原文
教材原文
略
教材第79至88页的完整原文,涉及北师大版义务教育教科书数学八年级上册的版权内容,这里不整段转录。本节的引文只取关键的定义句、表格数据与题目要求,分散写在下文各节;每一道题的原题要点、栏目位置、页码,都在第八节逐条对应。家长若要核对原文,翻书第79页至第88页即可一一对上。
🧩 六、重点难点分析
难点一 · “均匀”不是“平均”,是每走一格改变量相同
孩子最容易把“均匀”理解成“差不多”“平平稳稳”。教材第80页右侧那个提示框给的是一句可操作的话:一个变量增加固定的数值时,另一个变量的改变量是相同的。这句话要拆成三个动作去用:先算相邻两格的差,再看这些差是不是同一个数,末了才敢说“均匀”。第80页线香的数据,22.4、21.9、21.4、20.9、20.4,一减下去每次都是0.5,方向是往下的,这也叫均匀。孩子往往只认往上加的那种,一碰往下减的就犹豫。破法很土:拿笔在表格每两个数之间写一次差,差都相等就画个记号,五个差全是同一个数,结论自然出来。
难点二 · k≠0这条限制,孩子背得出却用不上
定义里“k≠0”三个字符,孩子念得比谁都顺,一到判断题就漏。第81页例1第(2)小题y=πx²,有孩子看见π就当常数,认定这是一次函数;错的根子不在π,在x的指数是2。第86页习题4.2第1题第(2)小题同样是这个坑:长方形周长10 cm,一边长x,另一边是5-x,面积y=x(5-x)=5x-x²,乘开以后冒出x²,立刻不是一次函数。还有一个反向的坑:y=3(k=0)孩子反而会说“这是一次函数,只是k等于0”,正好把定义读反了。破法是把定义抄成两行字贴在书页边上:次数是1、k不等于0,两条件都不缺。
难点三 · 正比例函数与一次函数是包含关系,不是兄弟关系
作业里常见这样的答法:“y=15+5x是一次函数,也是正比例函数”,或者反过来把y=60x只答成一次函数。这类错不算粗心,是概念没搭起层次。教材第81页的原话是“特别地,当b=0时”,四个字“特别地”就说明了包含关系:正比例函数在一次函数里面,范围更小。第82页随堂练习第1题大米单价7.6元一千克,y=7.6x,两问的答案都是“是”。第81页例1第(3)小题水池原有15 m³,y=15+5x,第二问必须答“不是”,因为b=15。破法是让孩子画两个圈,大圈写一次函数,小圈写正比例函数,每写一个式子就往圈里丢一次。
难点四 · k与b的实际意义,答不出单位就是没懂
第82页思考·交流第(1)问问得狠:例1里两个一次函数的k和b分别是多少,它们的实际意义是什么。多数孩子能报出k=5、b=15,卡在“实际意义”四个字上。合格的答法要带单位:k=5表示每小时进水5 m³,b=15表示开始进水时池里原有15 m³水。第82页例2把这个要求推到极致:k=-35表示每秒汽车速度减少35 km/h,b=120表示刹车开始那一瞬间的速度是120 km/h。负号不能丢,丢了就把“减速”说成了“加速”。破法是每写一个式子,就在旁边写两句话:k说的是“每变一个单位,跟着变多少”,b说的是“一开始是多少”。
难点五 · 分档计费的式子,前一段的钱不能重新按新单价算
第83页例3是本节的硬骨头。第二档220<x≤300,单价4.83元,最诱人的错法是y=4.83x。这个式子意味着前220 m³也按4.83元收,比实际多收了钱。教材的解法是把水费拆成两段相加:前220 m³按3.45元付3.45×220=759元,超出220的部分是(x-220)立方米,按4.83元付4.83(x-220),合起来y=3.45×220+4.83(x-220)=4.83x-303.6。这个-303.6是补偿项,它的来历必须讲清:759-4.83×220=759-1062.6=-303.6。孩子自己把这一步算一遍,式子就记住了,比背结论牢。
难点六 · 由式子反求用水量,要先判断落在哪一档
第83页例3第(3)问给水费1000.5元反求用水量,第84页随堂练习第1题第(3)问给燃气费1311元反求用气量,第88页习题4.2第11题第(3)问给电费1834元反求用电量,三道题一个套路。孩子上来就设方程,把1000.5代进第二档的式子,答案凑巧对,过程却悬着:万一给的钱落在第一档或第三档,代错档位就全盘皆错。教材示范了正确的顺序:先算出两个档位交界处的钱数,3.45×220=759元、4.83×300-303.6=1145.4元,再看1000.5夹在759和1145.4之间,确定属第二档,然后才设方程解出270。这个“先定位、再解方程”的顺序,比答案本身值钱。
❓ 七、常考易考题与易错题
题型一 · 判断是不是一次函数、是不是正比例函数
例题:下列式子中,y是x的一次函数吗?是正比例函数吗?(1) y=4x-7;(2) y=6/x;(3) y=x²+2;(4) y=0.5x。答:(1) 是一次函数,不是正比例函数(b=-7);(2) 都不是,x在分母上;(3) 都不是,次数是2;(4) 两个都是。易错:把(2)的6/x看成6乘x。错因:分数形式里的x位置没看清。纠法:把每个式子都改写成y=kx+b的样子试一遍,写不成的就不是。
题型二 · 由实际情境写关系式并指出k、b
例题:某出租车起步价8元,超过3 km后每千米2.4元,写出3 km以上车费y(元)与里程x(km)的关系式。答:y=8+2.4(x-3),即y=2.4x+0.8,k=2.4表示每多走1 km多花2.4元,b=0.8表示把起步价摊到全程后的起点值。易错:直接写y=2.4x+8。错因:起步价的8元被重复收了一次。纠法:先算3 km处的车费是8元,再把式子写成8+2.4(x-3),与第83页例3的拆法完全一样。
题型三 · 用表格数据判断“均匀”并写关系式
例题:某弹簧长度y与所挂质量x的数据为x=0时y=3.0,x=1时y=3.5,x=2时y=4.0,问是否均匀,并写关系式。答:相邻两格的差都是0.5,均匀;y=3+0.5x。易错:写成y=0.5x。错因:漏了不挂物体时已有的3.0 cm。纠法:回表格看x=0那一格,那一格的y值就是b。
题型四 · 由一组或两组数值反求表达式
例题:已知一次函数过x=2时y=7,x=4时y=11,求表达式。答:设y=kx+b,代入得2k+b=7、4k+b=11,两式相减得2k=4,k=2,回代得b=3,所以y=2x+3。易错:把两组数值分别当k和b。错因:没意识到k、b是待定系数。纠法:把“设y=kx+b”这五个字先写在草稿纸第一行,再动手代。
题型五 · 分档计费写第二档式子
例题:某市电费第一档0<x≤2760单价0.53元,第二档2760<x≤4800单价0.58元,写第二档电费y与用电量x的关系式。答:y=0.53×2760+0.58(x-2760)=0.58x-138。易错:y=0.58x。错因:把第一档的钱也按0.58算了。纠法:先算2760度那一点的电费1462.8元,用y=0.58(x-2760)+1462.8核对,两式必须一致。
题型六 · 由总费用反求用量
例题:某户去年电费1834元,按上题标准,求用电量。答:先算第二档上限4 800度的电费0.58×4800-138=2646元,1834夹在1462.8与2646之间,属第二档;解0.58x-138=1834得x=3400,所以用电3400 kW·h。易错:直接拿1834除以0.58。错因:跳过档位判断,也漏了那个-138。纠法:每次反求用量前,先在草稿上写出两个交界处费用。
题型七 · 用一次函数比较两种收费方案
例题:甲方案每千米15元,乙方案每千米10元另加服务费200元,问里程多少时收费相同。答:15x=10x+200,解得x=40,即40 km时相同;少于40 km选甲,多于40 km选乙。易错:把200元写成每年、每次之外的别的东西,或者直接比较单价。错因:没把两个式子摆在同一张纸上比。纠法:两个式子都写成y=kx+b,再让y相等,这是第83页租车题的原地做法。
📄 八、教材内容逐点拆解
这一节的顺序就是教材第79到88页的顺序。每个栏目先讲清它要孩子干什么,再把栏目里的每一道题单独拆开。拆法固定成六件套:题目原文要点、考查什么、思路、分步过程、易错、验算,末了加一段“带这一题”,说的是家长坐在孩子旁边时怎么开口。
节首情境 · 一个滴漏的水龙头(印刷第79页)
这一页的上半部分是引入。一个没拧紧的水龙头正往下滴水,旁边的问句是:一个滴漏的水龙头一年的漏水量大约有多少?够一个人一年使用吗?先猜一猜,再设计一个方案具体估算一下,并与同伴进行交流。右上角的云朵框给了两个参照数字:2020年我国人均生活用水量,城镇含公共用水207 L/d,农村100 L/d。
这两个数字的用处,是让孩子把“一年漏多少”换算成人能喝多少、用多少。一天7.92 L的漏水量,放在农村100 L/d的尺度上,大概是十三分之一。孩子算出这个比例,才会对“滴答滴答”有真实的量感。这一页的教学价值不在答案,在“先猜后估”这四个字:先猜一个数,再用实验数据去校,猜错了也要说出错在哪。
栏目「操作·思考」第79页 · 水龙头漏水的四个问题
这个栏目安排了一次真实验:把水龙头拧到适当位置造成滴漏,下面放量杯,每隔1 min记录一次水量,填进表1,在坐标纸上描出(t,V)对应的点。表1是两行十二列,时间从1 min排到10 min再加省略号,漏水量那一行全空,留给孩子自己填。
第(2)问换成小明的实验数据,表2的数据是:1 min对应5.5 mL,2 min对应11.0 mL,3 min对应16.5 mL,4 min对应22.0 mL,5 min对应27.5 mL,6 min对应33.0 mL,7 min对应38.5 mL,8 min对应44.0 mL,9 min对应49.5 mL,10 min对应55.0 mL。这一行数据是本节的骨架,后面所有的推理都从它出发。
第(3)问要求写关系式,答案是V=5.5t,t的单位是min,V的单位是mL。第(4)问比较自己和小明的实验结果,答案不唯一,要点是找出不同之处落在哪儿:滴得快慢不同,所以每分钟漏的量不同,但各自的表都“均匀”。第(1)问里那句“在坐标纸上描点”,是为下一节图象埋的伏笔,描出来是一条过原点的直线。
栏目「思考·交流」第79–80页 · 三问说清“一样”与“不一样”
第(1)问比较各组的数据与结果,共同之处是每一组自己的数据都均匀,不同之处是每分钟漏的量各家不同。第(2)问追一句:引起各组数据不一致的因素有哪些,这些差别对表格、图象和关系式的影响分别体现在哪些方面。答法是三处一起说:表格里是每次增加的毫升数不同,图象里是直线的陡缓不同,关系式里是k的大小不同。这一问把“表格、图象、关系式”三种表示串在了一起,孩子答得出,等于把本节和下一节接上了。
第(3)问是个漂亮的追问:假如水龙头漏水严重一些,表格、图象和关系式可能会发生什么变化,为什么。答案要落在k上:表格里每次多出来的毫升数变大,图象里直线变得更陡,关系式里k从5.5变成更大的数,b仍然是0。这个问题问的是“参数变了,式子怎么变”,是初中学函数时最该养成的视角。
栏目「操作·思考」第80页 · 驱蚊线香(第(1)至(4)问)
题目原文要点:为了估计一根驱蚊线香可燃烧的时间,小颖点燃一根香,每隔1 min测量一次香可燃烧部分的长度。表格是两行六列:燃烧时间t/min依次为1、2、3、4、5与省略号;香可燃烧部分的长度l/cm依次为22.4、21.9、21.4、20.9、20.4与省略号。四个小问依次是描点、估10 min后的长度、估燃烧时间、写关系式。
考查什么:考查在“减少”的方向上认“均匀”,考查用关系式做预测(内插与外推),还考查把“烧完”翻译成l=0。
思路:先把相邻两格的差算出来,看是不是同一个数。差都是-0.5,方向朝下。差固定了,就能写成l=开始长度+每分改变量×t。开始长度要由第一格往回推一格得到。
分步过程:t=1时l=22.4,t=0时就是22.4+0.5=22.9。所以l=22.9-0.5t。t=10时l=22.9-5=17.9,即燃烧10 min后可燃烧部分还剩17.9 cm。烧完即l=0,解22.9-0.5t=0,得t=45.8,约45.8 min,取整说“约46分钟”。
易错:写成l=22.4-0.5t,把t=1时的长度当成了起点;或者写成l=22.9+0.5t,符号搞反;还有孩子答“烧完要22.9分钟”,拿长度除以1分钟。
验算:把t=3代回l=22.9-0.5t,得21.4,与表格第三格21.4一致;把t=5代入得20.4,与第五格一致。两格对上,式子就可靠。
带这一题:线香这一题是本节最好的“方向翻转”教具。孩子前一题刚在往上加,这一题立刻往下减,中间只隔了几行字。家长带孩子做时,别急着让他写式子,先让他把五个长度念一遍,问一句“这些数是越来越大还是越来越小”。他说小,再问“每次小多少”。两个问题答完,式子自己就出来了。第(3)问那句“说明理由”,是让孩子说出“因为每分少0.5 cm,所以要少到0需要45.8 min”,把除法讲成人话。
栏目「思考·交流」第80页 · 什么叫“均匀”
题目原文要点:原文说:在小颖的实验中,燃烧时间每增加1 min,香可燃烧部分的长度就减少0.5 cm,也就是说随着时间的增加,香可燃烧部分的长度在“均匀”地减少。为什么香的燃烧会有这样的“均匀”变化呢?与同伴进行交流。右侧提示框给出定义:所谓“均匀”变化是指,一个变量增加固定的数值时,另一个变量的改变量是相同的。
考查什么:考查对“均匀”这个概念的定义性理解,以及把数学上的均匀和现实中的原因对应起来。
思路:数学上先认“改变量相同”,现实上再找原因。香烧得均匀,是因为香的粗细、松紧在同一根上基本一致,每厘米的用料差不多,烧掉一厘米用的时间就差不多。
分步过程:先说数学侧:取任意相邻两格,差都是0.5,改变量相同,所以是均匀减少。再说现实侧:同一根香各部分密度接近,燃烧速度接近,所以每分烧掉的长度接近。两侧对上,这段话才算读懂。
易错:把“均匀”说成“速度不变”。长度在变,速度在这里指“每分烧掉多少厘米”,说的是同一个意思,但孩子口头容易说成“长度不变”,那是另一回事。
验算:拿表格任意两格验:从t=2的21.9到t=4的20.9,中间跨了两格,少了1.0 cm,平均每格0.5 cm,与相邻差一致。
带这一题:这个问题看着虚,其实最见功夫。孩子答“因为香是均匀的”,等于没说。家长可以追一句:“香哪里均匀?”孩子要能说出粗细、松紧这些具体的东西,才算把数学和现实接上了。这一问练的是“给现象找原因”的习惯,往后学一次函数的应用,处处要用。
随堂练习 第1题(印刷第80页)· 生活中的“均匀”变化
原题只有一句:生活中还有哪些“均匀”变化的现象?试举两例。答案开放,合格的例子要能说出“每增加多少,另一个量就变多少”。比如:超市里同一种苹果每千克8元,买得越多总价越高,每多买1 kg多花8元;汽车在高速上定速巡航,每小时走100 km,每多走1 h多走100 km。
不合格的例子是那种只说了“变大”“变小”却没给出固定改变量的:比如“身高随着年龄增长”,每年长的厘米数差别很大,不是均匀。这一题看似送分,实际在筛“有没有真懂定义”。孩子举完例子,家长可以追问一句“每多一个单位,多多少”,答得干脆,就是真懂。
随堂练习 第2题(印刷第80–81页)· 弹簧长度与所挂质量
题目原文要点:在弹性限度内,某弹簧的长度y(单位:cm)与所挂物体的质量x(单位:kg)的关系见下表:x为0、1、2、3、4、5时,y依次为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5。两问:(1) 随着所挂物体质量x的增加,弹簧长度y的变化是“均匀”的吗?(2) 写出y与x之间的关系式,并说明理由。
考查什么:考查从表格读“均匀”,以及从表格里把b(不挂物体时的长度)读出来。这道题是本节第一次出现b≠0的情境。
思路:先算相邻差,都是0.5,均匀。再找起点:x=0时y=3.0,这个3.0就是常数项。斜率是0.5,所以y=3+0.5x。
分步过程:差:3.5-3.0=0.5,4.0-3.5=0.5,一路到5.5-5.0=0.5,六个数据五个差,全是0.5,所以是均匀的。式子:每挂1 kg长0.5 cm,x kg长0.5x cm,再加上不挂时的3.0 cm,得y=3+0.5x。理由就是这两句:均匀变化对应一次函数,起点是x=0时的3.0。
易错:只写y=0.5x,漏掉3.0;或者把0.5写成5,把3.0看成30;还有孩子答“不均匀”因为“弹簧会越拉越长”,把弹性限度外的现象混进来了。
验算:x=4代入y=3+0.5×4=5.0,与表中x=4时的5.0一致;x=0代入得3.0,与第一格一致。
带这一题:这道题是本节的分水岭。前面水龙头和线香,b都是0(水龙头从0开始漏,线香从22.9开始但问的是“还剩多少”,起点藏在减法里)。弹簧这里b=3.0摆在明处,孩子第一次看见“y=kx+b里的b是真实存在的一截”。带这一题时,指一指表格x=0那一格,说一句“这一格就是b”,比讲十遍定义管用。
栏目「尝试·思考」第81页 · 汽车油箱的耗油与余油
题目原文要点:某辆汽车油箱中原有汽油40 L,汽车每行驶50 km耗油4 L。三个小问:(1) 请完成下表,表头行驶路程x/km依次为0、50、100、150、200、250、300,耗油量y/L一行为空;(2) 写出耗油量y与汽车行驶路程x之间的关系式;(3) 写出油箱剩余油量z(单位:L)与汽车行驶路程x之间的关系式。
考查什么:考查同一情境里两个不同函数:耗油量是正比例,剩余油量是一次函数且k为负。这是本节唯一一题在同一张纸上放两个式子。
思路:先求每千米耗油量:50 km烧4 L,1 km烧4÷50=0.08 L。耗油量就是0.08乘路程。剩余油量用总量减耗油量。
分步过程:填表:0 km为0 L,50 km为4 L,100 km为8 L,150 km为12 L,200 km为16 L,250 km为20 L,300 km为24 L。第(2)问y=0.08x。第(3)问z=40-0.08x,也可写成z=-0.08x+40。
易错:把4÷50算成0.8或者8;第(3)问写成z=40+0.08x,符号错了,油会越用越多;还有孩子把z和y弄反,答成“剩余40.08x”。
验算:x=300代入y=0.08x得24,与填表的24一致;代入z=40-0.08x得40-24=16,说明跑300 km后还剩16 L,40 L的油能跑500 km,与0.08×500=40吻合。
带这一题:这一题的关键动作是“一个情境写两个式子”。孩子写第一个式子y=0.08x时很顺,写第二个就犯难,因为小学里只有“总价=单价×数量”这种单向的乘法,没有“原来的减去用掉的”。家长可以拿一个真水杯倒水演示:杯里40 mL,每口喝0.08 mL,喝x口剩多少。看得见的减法,比式子好懂。
栏目「观察·思考」第81页 · 三个式子长得像
这个栏目只有两问。第(1)问把前面得到的三条式子摆在一起:y=3+0.5x,y=0.08x,z=40-0.08x,问它们有什么共同的特征。第(2)问请孩子自己写一个具有这种特点的关系式。教材在这个栏目下面给出了黑体定义:如果两个变量x,y之间的对应关系可以表示成y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的形式,那么称y是x的一次函数。特别地,当b=0时,称y是x的正比例函数。
第(1)问的共同特征,孩子要能自己说出来:都是一个常数乘x,再加一个常数。三条式子拆开看是3+0.5x、0+0.08x、40-0.08x,形式一模一样,只是k和b取了不同的值。这个“长得像”的发现,就是抽象的过程:从三个具体情境里把共同结构拎出来,给它起个名字叫一次函数。第(2)问是随手练习,写y=2x+1、y=-3x、y=0.5x-4都算对,写y=x²就不算了。
页面右侧还有一个蓝框旁注,说的话比定义更实用:对一次函数而言,自变量每增加1,函数值就增加k,函数值的变化是“均匀”的。这句话把定义里的k和前面几页的“均匀”缝在了一起。孩子读定义时容易只看形式,看了这个旁注才知道形式背后的意思是“均匀”。家长可以让孩子拿y=3+0.5x验一遍这句话:x从1变到2,y从3.5变到4,确实加了0.5。
例1(印刷第81–82页)· 三小题判断一次函数与正比例函数
题目原文要点:写出下列各题中y与x之间的关系式,并判断:y是否为x的一次函数?是否为正比例函数?(1) 汽车以60 km/h的速度匀速行驶,行驶路程y(单位:km)与行驶时间x(单位:h)之间的关系;(2) 圆的面积y(单位:cm²)与它的半径x(单位:cm)之间的关系;(3) 某水池有水15 m³,现打开进水管进水,进水速度为5 m³/h,经过x h这个水池内有水y m³。
考查什么:考查“先写式子、再按定义判断”这个固定流程,还考查两种判否的情形:次数不是1、常数项不为0。
思路:每题先找出数量关系,写成含x的式子,再把式子与y=kx+b对表:能对上且有k≠0,就是一次函数;对上了而且b=0,还是正比例函数;对不上就不是。
分步过程:(1) 路程=速度×时间,y=60x,k=60、b=0,是一次函数,也是正比例函数。(2) 圆面积公式y=πx²,x的次数是2,不是一次函数,也不是正比例函数。(3) 每小时多5 m³,x小时多5x m³,再加上原有的15 m³,y=15+5x,是一次函数,b=15不为0,不是正比例函数。
易错:第(2)问有孩子把π当未知数,说“这是正比例函数,k是π”;第(3)问有孩子写成y=5x,忘掉原有的15;还有孩子把第(1)问答成“只是正比例函数,不是一次函数”。
验算:第(3)问用x=0检验:y=15,与“原有15 m³”一致;x=1时y=20,一小时进5 m³,也对。第(1)问x=2时y=120,两小时跑120 km,合理。
带这一题:例1是本节的样板题,三个小问刚好三种结果:两个都是、都不是、只是前者。教材把答案写得很整齐,家长带孩子复盘时,可以让他把三个答案排成一行看规律:只要b=0,第二问就是“是”;只要次数不是1或者k=0,两问都是“不是”。这个规律比三道题的答案更有用。
栏目「思考·交流」第82页 · k与b到底管什么
第(1)问针对例1:两个一次函数的一次项系数k和常数项b分别是多少,它们的实际意义是什么。第(2)问放大到一般情形:k,b对一次函数y=kx+b有怎样的影响,与同伴进行交流。这两问是把定义从“形式”拉到“意义”的关键一步。
第(1)问的答案要带单位。例1第(1)小题k=60,表示每小时走60 km;b=0,表示出发时路程为0。第(3)小题k=5,表示每小时进水5 m³;b=15,表示开始进水时池里已有15 m³。第(2)问的答案分两条:k决定增减与快慢,k>0时x变大y也变大,k<0时x变大y变小,k的绝对值越大直线越陡;b决定起点,也就是x=0时y落在哪儿,b变了整条直线上下平移,陡缓不变。
这两问合起来,等于把式子的“读法”教给了孩子:看见一个一次函数,先看k判断走向,再看b判断起点。第82页例2马上要用这套读法,去解释k=-35和b=120。孩子在这里没读顺,例2就只能背答案。
例2(印刷第82页)· 汽车紧急刹车
题目原文要点:在一次测试中,某汽车紧急刹车后,每过1 s其速度减少35 km/h。(1) 假设该汽车以120 km/h的速度行驶,试写出该汽车刹车后的速度y(单位:km/h)与刹车后所经过的时间t(单位:s)之间的关系式y=kt+b,并说明k和b的实际意义;(2) 求出(1)中汽车从刹车到停止所需的时间,结果精确到0.01 s。
考查什么:考查k为负数的一次函数,考查k、b的实际意义,还考查把“停止”翻译成y=0并解一元一次方程。
思路:起点速度是120,每秒减35,减了t秒就减掉35t。写成式子就是y=120-35t,再按y=kt+b的样子排成y=-35t+120。停止就是速度为0,令y=0解t。
分步过程:(1) y=-35t+120。k=-35表示每秒汽车速度的变化量,负号说明在减少;b=120表示刹车开始时汽车的速度。(2) 令y=0,得0=-35t+120,即35t=120,t=120/35=24/7≈3.43,所以从刹车到停止约需3.43 s。
易错:写成y=35t+120,把减速写成加速;把k说成“每秒减少35”,漏掉负号,其实k本身就是-35;第(2)问解方程时算成120÷35=3.4就交卷,没按要求精确到0.01;还有孩子把单位混掉,用km/h去除以s。
验算:t=3代入y=-35×3+120=15,说明刹车3 s后速度还有15 km/h,尚未停,与t≈3.43才停吻合。t=0代入得120,起点正确。
带这一题:这一题值得让孩子多停两分钟。它的式子结构和y=60x几乎一样,只是k带了负号,可这一负号把“越走越远”变成了“越走越慢”。家长可以问一句:“如果k是正的,这辆车在干什么?”孩子答“越刹越快”,自己都会笑。笑过之后,k的正负对应增减这件事,就记住了。第(2)问那句精确到0.01,是提醒孩子24/7除不尽,要用约等号。
随堂练习 第1题(印刷第82页)· 买大米的钱
题目原文要点:某种大米的单价是7.6元/kg,当购买x kg大米时,需要花费y元。y是x的一次函数吗?是正比例函数吗?
考查什么:考查最简单的一次函数判断,b=0的情形。
思路:总价=单价×数量,y=7.6x,b=0,两问都答“是”。
分步过程:由单价7.6元/kg,买x kg付7.6x元,得y=7.6x。对照y=kx+b,k=7.6≠0,b=0,所以y是x的一次函数,也是x的正比例函数。
易错:只答“是一次函数”,漏掉“也是正比例函数”;或者把7.6与x的位置写反成y=7.6/x。
验算:x=10时y=76元,10 kg大米76元,与单价7.6元/kg对得上;x=0时y=0,不买不花钱,符合b=0。
带这一题:这道题一分钟就能做完,作用是给正比例函数补一个生活例子。孩子答完,家长可以顺手加一句“如果再加2元包装费呢”,式子变成y=7.6x+2,第二问的答案立刻变成“不是”。同一个情境改一个条件,答案就翻,这种小改动最能检验概念是否牢。
随堂练习 第2题(印刷第83页)· 复兴号动车与甲地的距离
题目原文要点:如图,甲、乙两地相距500 km,一列复兴号动车组列车从乙地出发,以350 km/h的速度向丙地行驶。设x(单位:h)表示列车行驶的时间,y(单位:km)表示列车与甲地之间的距离。(1) 写出y与x之间的关系式,并判断y是否为x的一次函数;(2) 当x=0.5时,求y的值。图上标注v=350 km/h,箭头由乙指向丙,甲、乙、丙三点在一串线上,图下注(第2题)。
考查什么:考查带“初始距离”的一次函数,考查从图上读出起点,还考查代入求值。
思路:列车从乙出发,乙到甲本来就有500 km。列车每开1 h,与甲的距离增加350 km。所以y=500+350x。
分步过程:(1) 出发时x=0,列车在乙地,与甲相距500 km,b=500;每小时增加350 km,k=350;得y=500+350x。k=350≠0,所以y是x的一次函数;b=500≠0,不是正比例函数。(2) x=0.5代入,y=500+350×0.5=500+175=675,即0.5 h后列车与甲地相距675 km。
易错:写成y=350x,把500漏掉,等于说列车从甲地出发;写成y=500-350x,方向搞反,以为在靠近甲;第(2)问答成175,只算了走过的路。
验算:x=0代入得500,与“甲、乙相距500 km”一致;x=1代入得850,一小时走350 km,与速度一致。列车到丙地时若y=500+350x,距离只增不减,符合“向丙地行驶”的方向。
带这一题:这道题的图上那三点一线很要紧。孩子看不懂图,就会把“与甲地的距离”当成“走过的路程”。家长可以让孩子用手指在图上走一遍:从乙出发,往右走,离甲越来越远。手走一遍,那个500就不会漏。这类“起点不在零点”的题,往后在第95页一次函数的应用里还会成批出现。
随堂练习(第83页,第2题之后的一道租车比较题,教材原页主题干前未印题号)
题目原文要点:某单位需租一辆45座大客车,咨询了甲、乙两家出租车公司。甲公司的计费标准:直接按里程计费,每千米15元。乙公司的计费标准:除了每千米10元的里程费外,另有服务费200元(不足1 km按1 km计算)。(1) 假设该单位用车里程为30 km,你建议租用哪家公司的客车?(2) 假设该单位用车里程为52 km,你建议租用哪家公司的客车?(3) 用车里程为多少千米时,两家出租车公司的收费相同?
考查什么:考查把两种收费各写成一个一次函数,再比较大小、求相等点。这是本节第一次出现“两个一次函数比大小”。
思路:甲公司的收费只跟里程有关,y甲=15x。乙公司有起步的服务费,y乙=10x+200。比较就是比这两个式子的值,相等就让两个式子相等。
分步过程:(1) x=30:y甲=15×30=450元,y乙=10×30+200=500元,450<500,建议租甲公司。(2) x=52:y甲=15×52=780元,y乙=10×52+200=720元,720<780,建议租乙公司。(3) 令15x=10x+200,移项得5x=200,x=40,即用车里程40 km时两家收费相同,都是600元。
易错:把乙公司的200元漏掉,写成y乙=10x,于是永远推荐乙公司;第(3)问解方程时移项符号出错,得x=-40;还有孩子答“里程越短越该选甲”,却说不出临界点在哪。
验算:x=40代入两个式子,y甲=600、y乙=400+200=600,相等。取x=39,y甲=585、y乙=590,甲便宜;取x=41,y甲=615、y乙=610,乙便宜,临界点确实是40。
带这一题:这道题在本节里位置特殊:教材原页没有给它印题号,紧接在第2题后面。带孩子做的时候不用纠结编号,重点在两件事。一件是两个式子必须并排写在同一张纸上,才能比出大小;另一件是“收费相同”这个说法对应的动作是让两个y相等,解出来的40 km就是分界线。家长可以顺势问一句:“如果单位只用车20 km,选哪家?”孩子答甲,再问“为什么乙公司便宜的单价值不上”,他就会说“因为那200元服务费摊不开”。
例3(印刷第83–84页)· 分档计费的水费
题目原文要点:为了鼓励市民节约用水,某市采用分档计费的方式计算水费。表格四行三列:第一档0300,单价5.83元/m³。三问:(1) 当220<x≤300时,写出水费y(单位:元)与x之间的关系式;(2) 某户一年用水量是250 m³,求该户这一年的水费;(3) 某户去年一年的水费是1000.5元,求该户去年一年的用水量。
考查什么:考查分段计费里的一段一次函数,考查“前一段的钱要加上去”,还考查先定位档位再解方程。
思路:第二档的水费由两截组成:前220 m³按3.45元,超出的(x-220)立方米按4.83元。先把两截加起来,再整理成y=kx+b的样子。
分步过程:(1) y=3.45×220+4.83×(x-220)=759+4.83x-1062.6=4.83x-303.6。(2) x=250代入,y=4.83×250-303.6=1207.5-303.6=903.9元。(3) 先算两个交界:3.45×220=759元,4.83×300-303.6=1449-303.6=1145.4元;759<1000.5<1145.4,该户用水属第二档。设用水量x m³,则1000.5=4.83x-303.6,解得4.83x=1304.1,x=270,所以去年用水270 m³。
易错:第(1)问写成y=4.83x,把前220 m³也按4.83收,多收了303.6元;第(3)问不判断档位直接把1000.5代进第三档式子;还有孩子在(3)里除以4.83后忘记加上那个303.6。
验算:x=300代入y=4.83x-303.6,得1145.4元,与交界处的钱数一致,说明式子在区间右端点接得上;x=220代入得4.83×220-303.6=1062.6-303.6=759,与第一档末端的钱一致。两端都对,式子就站得住。
带这一题:例3是本节的最高点,也是往后第95页一次函数应用的地基。带这一题有个笨办法特别有效:让孩子先只算“前220 m³多少钱”,写在纸角;再算“多出来的那部分多少钱”,写在下面一行;两行一加,孩子自己就看出为什么会出现一个减项。那个-303.6看着神秘,其实就是759-1062.6,是“前一段已经按便宜的价付过”的补偿。孩子把这一笔账算清,以后遇到电费、燃气费、停车费,都是同一个动作。
栏目「尝试·思考」第84页 · 往上一档,式子怎么写
第(1)问接着例3问:当x>300时,水费y与用水量x之间的关系式怎么写。第(2)问跳出来问意义:像例3这样计费有什么意义,设计计费规则时要注意什么,生活中还有哪些情况用到类似的计费方法。
第(1)问的答法是照第二档的拆法再来一遍。第三档要把前两档的钱全部付满:0到220按3.45元,220到300按4.83元,超过300的部分按5.83元。所以y=3.45×220+4.83×(300-220)+5.83×(x-300)=759+386.4+5.83x-1749=5.83x-603.6。验一下端点:x=300时y=1749-603.6=1145.4,与第二档在300处的值相同,接得严丝合缝。
第(2)问的答案落在“鼓励节约”四个字上:用得越多单价越高,用得少的人不吃亏。设计规则要注意两条,一条是档与档的边界不能重复也不能漏,另一条是每一档都要把前一档的钱加进来。生活里的同类例子很多:电费分档、燃气费分档、停车按时长加价、快递按重量加价。孩子能举出两个,这一问就算过关。
随堂练习 第1题(印刷第84页)· 管道天然气的分档计费
题目原文要点:某市采用分档计费的方式计算居民的管道天然气费用。表格四行三列:第一档0600,单价3.82元/m³。三问:(1) 当300<x≤600时,写出燃气费y(单位:元)与x之间的关系式;(2) 某户一年用气量是400 m³,求该户这一年的燃气费;(3) 某户去年一年的燃气费是1311元,求该户去年一年的用气量。
考查什么:考查例3的迁移:同一套拆法换一组数据。还考查反求用量时的档位定位。
思路:第二档的前300 m³按2.73元,超出的(x-300)立方米按3.28元。第(3)问先算第二档两个端点的钱,看1311落在哪一段。
分步过程:(1) y=2.73×300+3.28×(x-300)=819+3.28x-984=3.28x-165。(2) x=400代入,y=3.28×400-165=1312-165=1147元。(3) 端点:x=300时y=819元;x=600时y=3.28×600-165=1968-165=1803元。819<1311<1803,属第二档。设用气量x m³,1311=3.28x-165,3.28x=1476,x=450,所以去年用气450 m³。
易错:第(1)问漏掉819,写成y=3.28x;第(2)问把400×3.28=1312当成答案,忘了减165;第(3)问不判断档位,直接把1311代进第一档的2.73x,得480.2就交卷。
验算:x=300代入得3.28×300-165=984-165=819,与第一档末端的819元一致;x=600代入得1803元,与端点值一致;x=450代入得3.28×450-165=1476-165=1311,正好是题目给的钱。
带这一题:这道题与例3是同一道题的两次出现,数据全换,解法不动。孩子如果例3是照抄答案过的,这里就会露馅。带这一题最好的方式是让孩子先不看例3,自己从“前300 m³多少钱”算起,算完再翻回例3对一眼。能独立走通,说明拆法真的进脑子了。第(3)问算出的450 m³比300大、比600小,落在第二档里,这个自检也要教给孩子。
栏目「阅读·思考」第85页 · 漏刻计时
这一页的栏目名逐字是“阅读·思考”,文章名是“漏刻计时”。开头一句:在现代钟表发明之前,你知道古人是如何计时的吗?接着介绍:香的焚烧和水的滴漏都可以用来计时,我国古代许多地方使用水钟计时。水钟在古代叫“漏刻”或“漏壶”。
文章的骨干是一个式子。图4-3是一种原始漏刻的示意图:水从上面的贮水壶慢慢漏入下方的受水壶,受水壶里的浮子上竖直放一根标尺叫“漏箭”。假设漏水量是均匀的,浮子就会均匀升高,浮子升高的高度h与所经历的时间t之间的关系是h=kt(k为常数)。在漏箭上标上适当刻度,就可以计时了,我国古代天文学家通常把一昼夜分成100刻。
后面两段讲的是“为什么不那么均匀”。贮水壶里的水越少,漏水速度越慢,浮子升高的速度跟着变慢,计时就不准了。古人想出的办法是设多个贮水壶,也就是“补偿壶”,让水逐级往下漏,保证流入受水壶的水流均匀,图4-4就是唐代制造的一种四级漏刻的示意图,图内竖排标注有“水海、渴乌、万分壶、平壶、日天池、夜天池”。四季温度变化也会影响水流速度,古人设计漏刻时常常根据实际情况采取措施,保证水流的均匀性和计时的准确性。
这一页不是装饰。它把本节的两个关键词放在一起给了一次复习:一个是h=kt这个正比例函数,一个是“均匀”这个前提。家长可以让孩子读完回答一句:“如果漏水越来越慢,计时会变快还是变慢?”孩子答“变慢”并能说出理由,就说明他真懂h=kt里k必须是个常数。
习题4.2(印刷第86–88页)· 版面与栏目
这一节的习题标题栏逐字是“习题4.2”,排在印刷第86页顶部。整道大题分成四个栏目:知识技能(第1、2题)、数学理解(第3、4、5题)、问题解决(第6到12题)、联系拓广(第13题)。带星号的题目是四道:第2题的第(4)小题,第5题的第(2)小题,第6题的第(2)小题,第8题的第(3)小题,以及整题带星号的第9题和第13题。家长辅导时按栏目走,别跳着做,同一栏目里的题是一个层次的。
知识技能 第1题 · 小球滚下斜坡与长方形的面积
题目原文要点:写出下列各题中y与x之间的关系式,并判断:y是否为x的一次函数?是否为正比例函数?(1) 一个在斜坡上由静止开始向下滚动的小球,其速度每秒增加3 m/s,小球的速度y(单位:m/s)与时间x(单位:s)之间的关系;(2) 周长为10 cm的长方形,其面积y(单位:cm²)与该长方形的一边长x(单位:cm)之间的关系。
考查什么:考查与例1同型的判断,第(2)小题专门考“乘开后会冒出x²”的坑。
思路:第(1)问每秒加3,x秒加3x,起点速度为0。第(2)问先用周长求另一边:一边x,另一边是(10-2x)/2=5-x,再用长乘宽。
分步过程:(1) y=3x,k=3、b=0,是一次函数,也是正比例函数。(2) 另一边长5-x,面积y=x(5-x)=5x-x²,含x²,不是一次函数,也不是正比例函数。
易错:第(2)问直接写y=5x,把长方形当成两条边都随x变;或者把周长10当成两边之和,写成另一边10-x。
验算:第(2)问取x=2,另一边3,面积6;代y=5x-x²得10-4=6,一致。再取x=1,面积4,代得5-1=4,也对。
带这一题:第(2)小题是本节最容易被判错的一题,因为它在“写式子”这一步看着很正常,乘开才露馅。带孩子做时,先让他把x=1、2、3三种情形各算一次面积:4、6、6,发现x从2变到3面积反而变小,孩子自己就会怀疑“这不是均匀的”。怀疑起来,比讲一遍定义有效。
知识技能 第2题 · 楼梯的台阶数与竖直高度、侧面宽度
题目原文要点:如图,一个楼梯有n级台阶,每级台阶宽30 cm、高16 cm。设这个楼梯的竖直高度为y cm,侧面宽度为x cm。(1) 写出x与n之间的关系式;(2) 写出y与n之间的关系式;(3) 写出y与x之间的关系式;(题号前带星号)(4) 你能借助楼梯估计一幢高楼的高度吗?说说你的想法。图上标注台阶宽30、高16,图中标有x、y与省略号。
考查什么:考查两个正比例量之间的第三种关系,也就是消去中间量n;还考查把式子用到实际估算上。
思路:先各写一条:宽度是n个30,高度是n个16。第(3)问要把n消掉,用x把n表示出来代进y的式子。
分步过程:(1) x=30n。(2) y=16n。(3) 由x=30n得n=x/30,代入y=16n得y=16×x/30=8/15·x,是一次函数,b=0,也是正比例函数。(4) 数出一层楼的台阶数n,用y=16n算出一层的竖直高度,再乘层数;也可以量出一层楼梯的侧面宽度x,用y=8/15·x算出高度,再乘层数。
易错:第(3)问写y=16x,把两个比例混在一起;第(4)问把楼梯的水平宽度当成楼宽,算出来的高度偏小。
验算:取n=10,则x=300、y=160;代y=8/15·x得8/15×300=160,一致。
带这一题:第(3)问是整道题的关节,练的是“两个量都跟第三个量成正比,它们之间也成正比”。家长可以让孩子先说一句“台阶越多,越宽也越高”,再说“所以宽和高之间也能直接换算”。第(4)问带星号,是选做,孩子说得出“数台阶再乘层数”就该表扬,别追着要精确答案。
数学理解 第3题 · 量筒里投围棋子
原题:在量筒中倒入一定量的水,然后向量筒中投入同一种围棋子,随着投入围棋子数量的增加(投入的围棋子均能被水淹没且水未溢出),量筒中水面会升高。(1) 不做实验,你认为这样的升高是“均匀”的吗?说说你的理由。(2) 实际做一做实验,验证你的想法。答案:均匀。理由是三件事都成立——每枚棋子体积相同、都能被水完全淹没、量筒的粗细上下一致,所以每投一枚排开的水一样多,水面每次升高的高度相同,这正是“改变量相同”。易错:只说“因为棋子一样大”,漏掉“量筒粗细一致”和“完全淹没”这两条。纠法:把三条理由写在纸上,缺哪条就举个例子说明少了它会怎样,比如量筒上粗下细,同样一枚棋子在不同高度升得就不一样。
数学理解 第4题 · 投小石子怎样才能均匀升高
原题:在量筒中倒入一定量的水,然后向量筒中投入小石子,随着投入石子数量的增加(投入的小石子均能被水淹没且水未溢出),量筒中水面会升高。为了保证水面均匀升高,你认为对石子应该有什么要求?答案:石子的大小要一样,也就是每颗体积相同;每颗都要能完全沉底淹没,不能浮在水面;石子不能吸水;投放的数量不能让水溢出。易错:只答“石子要小”,小而不一样照样不均匀。纠法:把第3题的理由反过来用,第3题是“同一种围棋子”,这一题要孩子自己补出“同一种”这三个字。
数学理解 第5题 · 自己写两个一次函数(第(2)小题题号前带星号)
原题:(1) 写出两个一次函数的表达式,其中有一个是正比例函数;(题号前带星号)(2) 尝试给出(1)中两个一次函数的实际背景。答案举例:y=3x,正比例函数,背景是某种蔬菜每千克3元,买x kg花y元;y=2x+5,一次函数,背景是出租车起步价5元、每千米2元,走x km付y元。易错:两个都写成b=0,或者两个都带b,不满足“其中有一个是正比例函数”。纠法:先写y=kx+b,再把其中一个的b改成0,这样一定合格。第(2)问是难点,孩子要能说出b在情境里对应什么,比如起步价、底水、原有存量。
问题解决 第6题 · 线香能烧多久(第(2)小题题号前带星号)
题目原文要点:(1) 如何估计一根驱蚊线香可燃烧的最长时间?说明你的估计过程与结论。(题号前带星号)(2) 在没有计时工具的情况下,你能利用(1)中的香的燃烧来计时吗?说说你的想法。
考查什么:考查把第80页的实验推广到整根香,考查用一次函数做外推,还考查“均匀”这个前提的实际用途。
思路:先测一小段:点燃后隔1 min量一次剩余长度,算出每分钟烧掉多少。再用“总长÷每分钟烧掉的长度”得总时间。计时就反过来:把长度刻度换成时间刻度。
分步过程:取第80页小颖的数据,每分烧0.5 cm,t=0时长度22.9 cm(由t=1时的22.4 cm加上0.5得到)。烧完即长度为0,22.9÷0.5=45.8,所以整根约烧45.8 min。计时做法:因为每2 min烧掉1 cm,就在香上每隔1 cm画一道刻度,一道代表2 min,点着后看烧到第几道,就知道过了多长时间。
易错:拿整根长度乘每分钟烧的长度,单位搞错;或者不做实验直接用眼睛估;第(2)问答“可以”,却说不出刻度怎么画。
验算:用l=22.9-0.5t检验:t=0得22.9,t=45.8得0,中间t=20得12.9,与“每分少0.5”吻合。
带这一题:这一题与第85页的漏刻计时是一对。线香就是古人手里的“漏箭”,刻度就是时间。家长带孩子做第(2)问,可以真点一根香,用尺子量,画上刻度,等它烧到第一道时看表,误差多半在1分钟以内。孩子亲眼看过一次,“均匀变化能用来计时”这句话就有了分量。
问题解决 第7题 · 估测自己的步行速度
原题:(1) 你知道自己的步行速度吗?设计一个方案,估测出你的步行速度。(2) 在(1)中方案执行过程中,哪些因素可能引起结果的变化和波动,你采取了哪些措施?答案要点:(1) 在操场跑道或人行道上量出100 m,用秒表计时走完这段路所用的时间t秒,速度v=100/t(m/s),重复三次取平均。(2) 引起波动的因素有起步和收尾时的加速减速、步幅忽大忽小、路面是否平坦、风向、计时按早按晚。措施是选平直路段、先走几步再开始计时、每次都用正常速度、多次测量取平均。易错:只测一次就下结论;把总路程除以总时间却把起步那段加速也算进去。纠法:让孩子意识到速度在变,只有“匀速走”的那一段才近似均匀,这与本节“均匀”的前提是同一个道理。
问题解决 第8题 · 出书的成本(第(3)小题题号前带星号)
题目原文要点:出版社出版一种书的投入成本大致可以分为两部分:一部分与印刷数量有关,如纸张费用;另一部分与印刷数量无关,如编校、排版费用。某出版社出版某种科普读物,当印刷数量不超过20 000册时,投入成本y(单位:元)与印刷数量x(单位:册)之间的关系可以近似地表示为y=5.5x+36 000。(1) 当印刷数量为8000册时,投入成本是多少?(2) 表达式中的5.5的实际意义是什么?(题号前带星号)(3) 投入成本与印刷数量之间的关系,为什么可以近似地表示为一次函数?
考查什么:考查k与b的实际意义,考查代入求值,还考查“为什么现实问题能近似成一次函数”这个建模层面的问题。
思路:式子里5.5跟着x走,是每册的变动成本;36 000不跟x走,是不管印多少都要花的固定成本。第(3)问要把这两个部分各自的性质说清。
分步过程:(1) x=8000代入,y=5.5×8000+36 000=44 000+36 000=80 000元。(2) 5.5表示每多印1册,成本约增加5.5元,也就是每册的纸张等可变成本;36 000表示不印也要花的编校、排版费用。(3) 因为成本恰好由两块组成:一块固定,与印数无关;另一块与印数近似成正比,每册用料差不多。固定的一块对应b,成正比的一块对应kx,合起来就是y=kx+b。
易错:第(1)问只算5.5×8000=44 000,忘加36 000;第(2)问把5.5说成“总成本”;第(3)问答“因为题目说了可以近似”,等于没答。
验算:x=0代入得y=36 000,正好是不印也要花的钱;x=20 000代入得110 000+36 000=146 000元,与“20 000册以内”这个范围的上界对应。
带这一题:第(3)问带星号,问的其实是“模型为什么能用”。家长可以拿家里印名片举例:开机费固定,每盒的纸钱按盒数算。孩子一听就懂,固定的一块就是b,按盒算的一块就是kx。这一问练的是把现实翻译成式子的方向感,往后学建模全靠它。
问题解决 第9题 · 水银温度计(题号前带星号)
原题:很多液体的体积会随着温度的升高而增大,利用这一原理,人们制成了液体温度计。观察一个水银温度计,思考:温度计内部水银的体积与温度之间的关系是不是一次函数?说说你的理由。答案:在通常的温度范围内可以看成一次函数。理由是水银的体积随温度近似均匀增大,每升高1 ℃,体积增加的量基本相同,符合“自变量每增加1,函数值增加k”的特征;写成式子就是V=V₀(1+βt),也就是V=βV₀t+V₀,k和b都是常数。严格说温度变化范围很大时会偏离直线,所以温度计的刻度要经过标定。易错:答“是正比例函数”,因为温度降到很低时水银体积不为0,b不为0。纠法:让孩子想0 ℃时水银还在,体积不是0,所以只能是b≠0的一次函数。
问题解决 第10题 · 峰谷分时电费与不分时的比较
题目原文要点:某市推行峰谷分时计费。在户年用电量不超过2 760 kW·h的情况下,选择峰谷分时的用户,峰段(8:00至22:00)单价0.56元/(kW·h),谷段(22:00至次日8:00)单价0.36元/(kW·h);不选择峰谷分时的用户,单价0.53元/(kW·h)。已知某户一年用电量为2400 kW·h。(1) 假设峰段用电量为1500 kW·h,选择哪种计费方式电费较少?(2) 假设峰段用电量为2200 kW·h,选择哪种计费方式电费较少?(3) 一年中峰段用电量为多少时,两种计费方式的电费相同?
考查什么:考查两个一次函数的比较,考查用同一个总量把谷段用量表示出来,还考查解一元一次方程找相等点。
思路:总量2400固定,设峰段为x,谷段就是2400-x。峰谷电费=0.56x+0.36(2400-x),化简成kx+b。不分时的电费是2400×0.53,是个常数。两者一比,就看x落在哪儿。
分步过程:峰谷电费=0.56x+0.36×2400-0.36x=0.2x+864。不分时电费=2400×0.53=1272元。(1) x=1500时峰谷电费=300+864=1164元,1164<1272,选峰谷分时省108元。(2) x=2200时峰谷电费=440+864=1304元,1304>1272,不选峰谷分时省32元。(3) 令0.2x+864=1272,0.2x=408,x=2040,即峰段用电2040 kW·h时两种方式电费相同,都是1272元。
易错:把谷段用量也写成x,两段都乘0.56;第(3)问解出2040后忘了核对它是否小于2400,其实2040小于2400,落在合理范围内;还有孩子把“不超过2760”这个前提丢掉,直接用0.56和0.36算。
验算:x=2040代入峰谷式子得0.2×2040+864=408+864=1272,与不分时的1272相等。取x=2000,峰谷得1264,比1272少8元,说明峰段少用一点就更划算,临界点方向正确。
带这一题:这一题有个特别值得讲的点:峰谷电费化简成0.2x+864以后,0.2就是“峰段每多用1度,比谷段贵0.2元”的差价。孩子看懂这个0.2,就知道该把用电挪到晚上。家长可以让孩子算算自家的峰谷比例,再和2040这个临界点比一比。数学题变成了家里的省电账,孩子会认真得多。
问题解决 第11题 · 分档电费
题目原文要点:某市采用分档计费的方式计费。表格四行三列:第一档04 800,单价0.83元/(kW·h)。(1) 当2 760
考查什么:考查例3的第二次迁移,数据换成电费,档位上界更大,考查大数运算与反求用量。
思路:第二档的前2760度按0.53元,超出的(x-2760)度按0.58元。第(3)问先算第二档两端的钱。
分步过程:(1) y=0.53×2760+0.58×(x-2760)=1462.8+0.58x-1600.8=0.58x-138。(2) x=4000代入,y=0.58×4000-138=2320-138=2182元。(3) 端点:x=2760时y=1462.8元;x=4800时y=0.58×4800-138=2784-138=2646元。1462.8<1834<2646,属第二档。设用电量x kW·h,1834=0.58x-138,0.58x=1972,x=3400,所以去年用电3400 kW·h。
易错:第(1)问写成y=0.58x;第(2)问把4000×0.58=2320直接当答案,漏掉减138;第(3)问不解方程,直接拿1834除以0.58得3162就交卷,那个数既没减138,也没判档位。
验算:x=2760代入得0.58×2760-138=1600.8-138=1462.8,与第一档末端的钱一致;x=3400代入得1972-138=1834,正好是题目给的电费。
带这一题:三道分档题(例3水费、随堂练习燃气费、这里电费)连着做,孩子应该已经能背出套路了:先算前一段的钱,再算这一段超出的部分,两段相加,整理成kx+b。家长不妨让孩子把三道题的式子并排写一行,看看常数项都是负数,问问为什么。答得出“因为前一段的单价便宜,把它按新单价算多算了钱,要减回去”,这一节的分档计费就彻底通了。
问题解决 第12题 · 停车场的收费问题
原题:在日常生活中,很多停车场都根据停车时长的不同采用不同的收费标准。请你选择一个这样的停车场,根据它的收费标准提出若干数学问题,并尝试解决。答案示例:某停车场前2小时每小时5元,超过2小时的部分每小时3元,不足1小时按1小时算。可以提出的问题有三个:停4小时多少钱;停x小时(x>2)多少钱;停多久收费26元。解答:停4小时付5×2+3×2=16元;x>2时y=10+3(x-2)=3x+4;26=3x+4得x=7.33,按不足1小时算1小时,实收8小时的费用。易错:把前2小时也按3元算,与例3犯的是同一个错。纠法:先算前2小时的钱10元,再用“10+3×(x-2)”写式子,写完整理成kx+b。
联系拓广 第13题 · 写小短文(题号前带星号)
原题:撰写小短文,谈谈你参与本节学习活动的感受。这道题不判对错,只看有没有具体内容。合格的小短文里应该出现三样东西:一个具体的实验或情境,比如滴漏的水龙头或者燃烧的线香;一个自己算出来的数,比如7.92 L或者45.8 min;一句关于“均匀”的体会,比如“原来均匀不是说差不多,是说每次改变的量一样”。不合格的写法是通篇“我学到了很多”“我懂得了数学的重要性”。家长可以让孩子先说后写,说的时候追问一句“哪一步最意外”,孩子答得出来,短文就有骨架了。
🛠 九、五步学习法
第一步:每天锻炼一个小时
这一节的内容全是“变化”,变化这件事得靠身体去体会一次才牢。孩子做第80页的线香实验,坐在椅子上看数据,和亲手点一根香、隔一分钟量一次,脑子里的东西不一样。锻炼这件事放在这里,不是要家长额外加任务,是提醒一句:每天一小时的体育活动,正好是训练“节奏感”的地方。跑步机上跑,每多一分钟多跑多少米,这是均匀;跳绳,每分钟跳多少个,这也是均匀;打球时球落地再弹起,每次弹的高度越来越低,这是均匀地减少,跟线香一个样。
具体怎么落到本节:让孩子在跑步时记两个数,跑第1分钟结束时看了多少米,第2分钟结束时看了多少米,回家把两行数一减。差一样,他就在自己身上验了一次“均匀变化”;差不一样,他就明白为什么水龙头那个实验里,各组数据会不一样。身体的记忆比纸上的记忆结实,八年级的函数刚开始抽象,多用身体垫一垫,不吃亏。
第二步:扎实掌握第一个知识点
这一节的第一个知识点,就是第80页那个提示框里的话:一个变量增加固定的数值时,另一个变量的改变量是相同的。这句话是全节的根,往后十几个式子都从它长出来。孩子如果这一句含含糊糊,后面y=kx+b就只剩背。
怎么算掌握?拿三道题检验。第一道,第80页线香的数据,孩子要能指着表格说“每过1分钟少0.5 cm,改变量一样,所以均匀”。第二道,第80至81页弹簧的数据,孩子要能说“每挂1 kg长0.5 cm,也一样”。第三道,第82页的刹车,孩子要能说“每秒少35 km/h,方向朝下,但改变量一样,还是均匀”。三道都能说清,这个知识点就算落地。说的时候要求带数字、带单位,不许说“差不多”“基本上”。
家长可以设一个反面检验:问一句“身高随年龄增长算不算均匀”。孩子若答“算,因为都在长”,说明他还停在“变大”这一层;答“不算,每年长的厘米数不一样”,说明他抓到了“改变量相同”这个关键。这一步扎实了,第81页的定义几乎不用讲。
第三步:能积微者速成
这一节的题量不小,第79到88页光习题就有十三道,还带四个栏目。一晚上全推完,孩子会和稀泥。积微的办法是每天只啃一小块,但每块都啃到底。
可以这样切:第一天只做第79页水龙头那四问,把V=5.5t写熟,把7.92 L这个数算出来;第二天做第80页线香四问,重点是符号翻转,把l=22.9-0.5t写熟;第三天做第81页定义与例1,三小题的判断各写一遍理由;第四天做第82页的例2与随堂练习,把k=-35和b=120各翻译成一句人话;第五天做第83页的租车题与例3,只做第(1)问的拆法,把4.83x-303.6的来历写清;第六天做第84页天然气与第85页漏刻;第七天再回头碰习题4.2。七天听着长,每天二十分钟,比一晚上两小时管用。
积微的关键在“回头”。第84页那道天然气题,孩子做完隔两天再做一遍,还能独立写出3.28x-165,才算真会。一次做对不算数,隔天还能做对才算数。
第四步:运用对标思维突破学习困境
这一节最典型的困境是“能听懂,一做就错”。孩子听完家长讲例3,点头如捣蒜,自己一动笔就写y=4.83x。这不是笨,是缺一个可对照的样板。
对标的做法是找一道已经过关的同型题,摆在旁边当尺子。学第84页天然气题时,把第83页例3的解法摆在左手边,一步一步比:例3是先算759元,我这一步算了819元没有;例3是把(x-220)乘4.83,我是不是写成了x乘3.28;例3的答案整理成了4.83x-303.6,我的常数项是负的165吗。三步对完,错在哪一步一清二楚。
再往上一层,可以对标自己的错题。孩子把第88页第11题的(1)写错过一次,隔一周再做同型题,先翻出那道错题看一眼:当时错在漏了0.53×2760这一段。这一眼,比家长提醒十句管用。对标不是抄,是拿一把已经校准的尺子去量新活。
第五步:运用杠铃法则缓解学习疲劳
杠铃法则说的是两头重、中间轻:一头放最硬的活,一头放最轻的活,中间那些不痛不痒的批量练习压缩掉。这一节正好能这么排。
重的那一头,只放两件事。一件是第83页例3的拆法,把4.83x-303.6的每一步算清;另一件是第82页例2的符号,把k=-35讲成人话。这两件事吃透了,本节八成的题都有根。轻的那一头,放那些一眼能答的:第80页随堂练习第1题举两个均匀变化的例子,第86页第3、4题关于量筒的判断,第82页随堂练习第1题大米单价,第87页第5题自己写两个式子。这些题各花三五分钟,攒起来是信心。
中间那一段最容易被塞满的是重复抄写和成套刷题。同一类分档计费连着做十道,第五道以后基本是手在动、脑子停了。把这些时间省下来,去做第85页漏刻那篇文章的思考,或者让孩子自己设计一个计费规则,收获大得多。累的时候不是不能学,是要换一种学法。
💡 十、费曼技巧应用
自问一 · 什么叫“均匀”变化?能不能不用书上的话讲一遍?
能答出来说明什么:说明孩子抓到了本节的核心,而不是背了句子。参考答案:一个量每往前走一格,另一个量就变同样多,一格一格都一样,这就叫均匀。水龙头每分钟多5.5 mL,线香每分钟少0.5 cm,弹簧每挂1 kg长0.5 cm,三个都是。答不出怎么办:回到第80页右侧的提示框,把原话读三遍,再用第80页线香的表格自己算一遍差,五个差都写出来。
自问二 · y=kx+b里,k和b各管什么?拿例2说给我听。
能答出来说明什么:说明定义从形式落到了意义。参考答案:k管每变一个单位跟着变多少,还管方向;b管一开始是多少。第82页例2的k=-35,意思是每过1秒速度少35 km/h,负号就是在减速;b=120,意思是刹车那一瞬间车速是120 km/h。答不出怎么办:让孩子把第81页例1第(3)小题的y=15+5x也翻译一遍,k=5是每小时进水5 m³,b=15是池里原有15 m³,两道题对着说。
自问三 · 正比例函数和一次函数是什么关系?
能答出来说明什么:说明概念的层次搭起来了。参考答案:正比例函数是一次函数里b=0的那一部分,范围更小,是包含关系。y=60x两个都是,y=15+5x只是一次函数,y=πx²两个都不是。答不出怎么办:画两个圈,大圈写一次函数,小圈写正比例函数,把第81页例1的三个式子和第82页随堂练习第1题的y=7.6x挨个往圈里丢。
自问四 · 分档计费的第二档,为什么不能直接用新单价乘全部用量?
能答出来说明什么:说明他理解了分段计费的补偿项。参考答案:前220 m³已经按3.45元付过钱了,若按4.83元乘全部,等于把前220 m³每立方米多收1.38元,共多收303.6元,所以要减掉。第83页例3的y=4.83x-303.6就是这么来的。答不出怎么办:让孩子只算前220 m³的水费759元,再算300 m³按第二档该付多少,用1145.4减759得386.4,看看386.4是否等于4.83×80。
自问五 · 给你一组表格数据,你怎么判断能不能写成一次函数?
能答出来说明什么:说明他有了可操作的判断程序。参考答案:先算相邻两格y的差,差都相等,就能写成y=kx+b,差就是k;再看x=0时y是多少,那就是b;x=0那一格若没有,就由已知格往回推。第80至81页弹簧那道题,差都是0.5,x=0时y=3.0,所以是y=3+0.5x。答不出怎么办:拿第79页小明的表格和弹簧的表格各算一次差,算完再说结论。
🎯 十一、方法总结与知识脉络
这一节说到底就干了一件事:让孩子把“均匀变化”这四个字,从一句感觉变成一条式子。水龙头每分钟5.5 mL,写成V=5.5t;线香每分钟少0.5 cm,写成l=22.9-0.5t;弹簧每挂1 kg长0.5 cm,写成y=3+0.5x;油箱每千米烧0.08 L,写成z=40-0.08x。这些式子的样子都是y=kx+b,k管快慢和方向,b管起点。k不能等于0,b可以是0,b=0的时候它就叫正比例函数。
往前看,这一节接的是七年级下册的“变量之间的关系”和本章第一节的“函数”。那时候孩子认的是“两个量一起变”,会看表格、会看图象,还不会写式子。这一节补的就是写式子这一步。往后看,第89页起是“一次函数的图象”,要把这些式子画成直线,看k的正负怎么决定直线的走向;再往后第95页是“一次函数的应用”,分段计费、行程问题、方案比较都会成批出现;第五章还要拿一次函数的图象去解二元一次方程组。这一节不牢,后面全悬。
给家长一句实在话:这一节最值得花时间的地方,不是把十三道习题做完,是让孩子在第83页例3那里停一停,把303.6这个数亲手算出来。算出来了,孩子就懂了什么叫“前一段的钱不能丢”;算不出来,他会一直以为分档计费就是换个单价乘一乘,往后遇到电费、燃气费、停车费,一路错下去。
再补一句:孩子做题时若说出“这个跟小学的路程问题一样”,别急着纠正。让他说完,再问一句“那线香为什么是减”,他自己就会发现距离在哪儿。旧经验不是障碍,是台阶,踩上去才能看见新的那层。
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