典例6 新素养 应用意识 某校组织部分师生从学校(A地)到300 km外的B地进行红色之旅,租用了客运公司甲、乙两辆车,其中乙车的速度是甲车速度的$\frac{4}{5}$,两车同时从学校出发,以各自的速度匀速行驶,行驶2 h后甲车到达服务区C地,此时两车相距40 km,甲车在服务区休息15 min后按原速度开往B地,乙车行驶过程中未停留.
(1) 求甲、乙两车的速度;
(2) 甲车在C地结束休息后再行驶多长时间,甲、乙两车相距30 km?(不考虑甲车到达B地后的情况)
【思路点拨】(1) 设甲车的速度为$x$ km/h,2 h后,甲、乙两车的位置如图①所示,根据示意图列方程求解;(2) 如图②,由(1)中所求数据,$15\ \mathrm{min}=\frac{1}{4}\ \mathrm{h}$,可求出$2\frac{1}{4}\ \mathrm{h}$后甲车到A地的距离为200 km,乙车到A地的距离为180 km,此时甲车仍然在乙车的前面.继续行驶,当甲、乙两车相距30 km时,甲车行驶的路程$=$乙车行驶的路程$+30\ \mathrm{km}$,据此列方程求解.

【答案】(1) 设甲车的速度为$x$ km/h,则乙车的速度为$\frac{4}{5}x$ km/h.由题意,得$2x=40+2×\frac{4}{5}x$,解得$x=100$,所以$\frac{4}{5}x=80$.故甲、乙两车的速度分别为100 km/h,80 km/h.
(2) 设甲车在C地结束休息后再行驶$y$ h,甲、乙两车相距30 km.因为$15\ \mathrm{min}=\frac{1}{4}\ \mathrm{h}$,$\frac{1}{4}×80=20(\mathrm{km})$,$20<40$,所以易知乙车此时还在甲车的后面.由题意,得$100y+20-80y=30$,解得$y=\frac{1}{2}$,此时$200+100×\frac{1}{2}=250(\mathrm{km})$,$250<300$,符合题意.故甲车在C地结束休息后再行驶$\frac{1}{2}$ h,甲、乙两车相距30 km.
名师大招▶借助示意图(如线段图)分析数量关系,能直观地寻找相等关系.