7.1平面向量的概念及線性運算
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1、【課題】7.1 平面向量的概念及線性運算 【教學(xué)目標(biāo)】 知識目標(biāo): (1)了解向量的概念; (2)理解平面向量的線性運算; (3)了解共線向量的充要條件 能力目標(biāo): (1)能將生活中的一些簡單問題抽象為向量問題; (2)正確進行平面向量的線性運算,并作出相應(yīng)的圖形; (3)應(yīng)用共線向量的充要條件判斷兩個向量是否共線; (4)通過相關(guān)問題的解決,培養(yǎng)計算技能和數(shù)學(xué)思維能力 情感目標(biāo): (1)經(jīng)歷利用有向線段研究向量的過程,發(fā)展“數(shù)形結(jié)合”的思維習(xí)慣. (2)經(jīng)歷合作學(xué)習(xí)的過程,樹立團隊合作意識. 【教學(xué)重點】 向量的線性運算. 【教學(xué)難點】 已知兩個向量
2、,求這兩個向量的差向量以及非零向量平行的充要條件. 【教學(xué)設(shè)計】 從“不同方向的力作用于小車,產(chǎn)生運動的效果不同”的實際問題引入概念. 向量不同于數(shù)量,數(shù)量是只有大小的量,而向量既有大小、又有方向.教材中用有向線段來直觀的表示向量,有向線段的長度叫做向量的模,有向線段的方向表示向量的方向.?dāng)?shù)量可以比較大小,而向量不能比較大小,記號“a>b”沒有意義,而“︱a︱>︱b︱”才是有意義的. 教材通過生活實例,借助于位移來引入向量的加法運算.向量的加法有三角形法則與平行四邊形法則. 向量的減法是在負(fù)向量的基礎(chǔ)上,通過向量的加法來定義的.即a-b=a+(-b),它可以通過幾何作圖的方法得到,即
3、a-b可表示為從向量b 的終點指向向量a的終點的向量.作向量減法時,必須將兩個向量平移至同一起點. 實數(shù)乘以非零向量a,是數(shù)乘運算,其結(jié)果記作,它是一個向量,其方向與向量a相同,其模為的倍.由此得到.對向量共線的充要條件,要特別注意“非零向量a、b”與“ ”等條件. 【教學(xué)備品】 教學(xué)課件. 【課時安排】 2課時. 【教學(xué)過程】 教 學(xué) 過 程 教師 行為 學(xué)生 行為 教學(xué) 意圖 時間 *揭示課題 7.1 平面向量的概念及線性運算 *創(chuàng)設(shè)情境 興趣導(dǎo)入 如圖7-1所示,用100N①的力,按照不同的方向拉一輛車,效果一樣嗎?
4、 圖7-1 介紹 播放 課件 引導(dǎo) 分析 了解 觀看 課件 思考 自我 分析 從實例出發(fā)使學(xué)生自然的走向知識點 0 3 *動腦思考 探索新知 【新知識】 在數(shù)學(xué)與物理學(xué)中,有兩種量.只有大小,沒有方向的量叫做數(shù)量(標(biāo)量),例如質(zhì)量、時間、溫度、面積、密度等.既有大小,又有方向的量叫做向量(矢量),例如力、速度、位移等. 我們經(jīng)常用箭頭來表示方向,帶有方向的線段叫做有向線段.通常使用有向線段來表示向量.線段箭頭
5、的指向表示向量的方向,線段的長度表示向量的大?。鐖D7-2所示,有向線段的起點叫做平面向量的起點,有向線段的終點叫做平面向量的終點.以A為起點,B為終點的向量記作.也可以使用小寫英文字母,印刷用黑體表示,記作a;手寫時應(yīng)在字母上面加箭頭,記作. a A B 圖7-2 平面內(nèi)的有向線段表示的向量稱為平面向量. 向量的大小叫做向量的模.向量a, 的模依次記作,. 模為零的向量叫做零向量.記作0,零向量的方向是不確定的. 模為1的向量叫做單位向量. 總
6、結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 分析 引導(dǎo) 式啟 發(fā)學(xué) 生得 出結(jié) 果 10 *鞏固知識 典型例題 例1 一架飛機從A處向正南方向飛行200km,另一架飛機從A處朝北偏東45方向飛行200km, 兩架飛機的位移相同嗎?分別用有向線段表示兩架飛機的位移. 解 位
7、移是向量.雖然這兩個向量的模相等,但是它們的方向不同,所以兩架飛機的位移不相同.兩架飛機位移的有向線段表示分別為圖7-3中的有向線段a 與b. a b A 圖7-3 說明 強調(diào) 引領(lǐng) 講解 說明 強調(diào) 含義 觀察 思考 主動 求解 通過例題進一步領(lǐng)會 13 *運用
8、知識 強化練習(xí) K TK 圖7?4 A B C D E F H G M N Q P L Z 說出下圖中各向量的模,并指出其中的單位向量 (小方格為1). 提問 巡視 指導(dǎo) 思考 口答 及時 了解 學(xué)生 知識 掌握 得情 況 18 *創(chuàng)設(shè)情境 興趣導(dǎo)入 觀察圖7?4中的向量與,它們所在的直線平行,兩個向量的方向相同;向量與
9、所在的直線平行,兩個向量的方向相反. 播放 課件 質(zhì)疑 引導(dǎo) 分析 觀看 課件 自我 分析 從實例出發(fā)使學(xué)生自然的走向知識點 20 *動腦思考 探索新知 【新知識】 方向相同或相反的兩個非零向量叫做互相平行的向量.向量與向量b平行記作//b. 規(guī)定:零向量與任何一個向量平行. 由于任意一組平行向量都可以平移到同一條直線上,因此相互平行的向量又叫做共線向量. 【想一想】 圖7?4中,哪些向量是共線向量? 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語
10、 思考 歸納 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 總結(jié) 23 *動腦思考 探索新知 【新知識】 圖7?4中的平行向量與,方向相同,模相等;平行向量與,方向相反,模相等. 我們所研究的向量只有大小與方向兩個要素.當(dāng)向量a與向量b的模相等并且方向相同時,稱向量a與向量b相等,記作a = b .也就是說,向量可以在平面內(nèi)任意平移,具有這種性質(zhì)的向量叫做自由向量. 與非零向量的模相等,且方向相反的向量叫做向量的負(fù)向量,記作. 規(guī)定:零向量的負(fù)向量仍為零向量. 顯然,在圖7-4中,= ,=
11、 -. 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 歸納 理解 記憶 思考 歸納 理解 記憶 28 *鞏固知識 典型例題 例2 在平行四邊形ABCD中(圖7-5),O為對角線交點. A D C B 圖7-5 O (1)找出與向量相等的向量; (2)找出向量的負(fù)向量; (3)找出與向量平行的向量. 分析 要結(jié)合平行四邊形的性質(zhì)進行分析.兩個向量相等,它們必須是方向相同,模相等;兩個向量互為負(fù)向量,它們必
12、須是方向相反,模相等;兩個平行向量的方向相同或相反. 解 由平行四邊形的性質(zhì),得 (1)=; (2)=,; (3)//,//,//. 說明 強調(diào) 引領(lǐng) 講解 說明 引領(lǐng) 強調(diào) 含義 說明 觀察 思考 主動 求解 觀察 思考 求解 領(lǐng)會 思考 求解 通過例題進一步領(lǐng) 注意 觀察 學(xué)生 是否 理解 知識 點 反復(fù) 強調(diào) + 33 *運用知識 強化練習(xí) 1. 如圖,AB
13、C中,D、E、F分別是三邊的中點,試寫出 (1)與相等的向量;(2)與共線的向量. F A D B E C (練習(xí)題1.1.1第2題圖) 第1題圖 E F A B C D O (圖1-8) 第2題圖 2.如圖,O點是正六邊形ABCDEF的中心,試寫出 (1)與相等的向量; (2)的負(fù)向量; (3)與共線的向量. 啟發(fā) 引導(dǎo) 提問 巡視 指導(dǎo) 思考 了解 動手 求解 可以 交給 學(xué)生 自我
14、發(fā)現(xiàn) 歸納 38 *創(chuàng)設(shè)情境 興趣導(dǎo)入 王濤同學(xué)從家中(A處)出發(fā),向正南方向行走500 m到達(dá)超市(B處),買了文具后,又沿著北偏東60角方向行走200 m到達(dá)學(xué)校(C處)(如圖7-6).王濤同學(xué)這兩次位移的總效果是從家(A處)到達(dá)了學(xué)校(C處). A B C 圖7-6 500m 200m 播放 課件 質(zhì)疑 引導(dǎo) 分析 觀看 課件 自我 分析
15、 從實例出發(fā)使學(xué)生自然的走向知識點 42 *動腦思考 探索新知 位移叫做位移與位移的和,記作=+. 圖7-7 A C B a b a+b a b 一般地,設(shè)向量a與向量b不共線,在平面上任取一點A(如圖7-6),依次作=a, =b,則向量叫做向量a與向量b的和,記作a+b ,即 a+b =+= (7.1) 求向量的和的運算叫做向量的加法.上述求向量的和的方法叫做向量加法的三角形法則. 觀察圖7-7可以看到:依照三角形法則進行向量a與向量b的加法運算,
16、運算的結(jié)果仍然是向量,叫做a與b的和向量.其和向量的起點是向量a的起點,終點是向量b 的終點. 【做一做】 給出兩個不共線的向量a和b,畫出它們的和向量. 【想一想】 (1)a+b與b+a相等嗎?請畫出圖來說明. (2)如果向量a和向量b共線,如何畫出它們的和向量? 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 歸納 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 總結(jié)
17、 50 *動腦思考 探索新知 如圖7-9所示, ABCD為平行四邊形,由于=,根據(jù)三角形法則得 圖7-9 A D C B +=+= 這說明,在平行四邊形ABCD中, 所表示的向量就是與的和.這種求和方法叫做向量加法的平行四邊形法則. 平行四邊形法則不適用于共線向量,可以驗證,向量的加法具有以下的性質(zhì): (1)a+0 = 0+a = a; a+(?a)= 0; (2)a+b=b+a; (3)(a+b)+ c = a +(b+c).
18、 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 歸納 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 總結(jié) 55 *鞏固知識 典型例題 例3 一艘船以12 km/h的速度航行,方向垂直于河岸,已知水流速度為5 km/h,求該船的實際航行速度. A B D C 圖7-10 解 如圖7-10所示,表示船速,為水流速度,由向量加法的平行四邊形法則,是船的實際
19、航行速度,顯然 ==13. 又,利用計算器求得 . 即船的實際航行速度大小是13km/h,其方向與河岸線(水流方向)的夾角約. *例4 用兩條同樣的繩子掛一個物體(圖7-11).設(shè)物體的重力為k,兩條繩子與垂線的夾角為,求物體受到沿兩條繩子的方向的拉力與的大?。? 分析 由于兩條同樣的繩子與豎直垂線所成的角都是,所以.解決問題不考慮其它因素,只考慮受力的平衡,所以. 解 利用平行四邊形法則,可以得到 F1 F2 k 圖7-11 , 所以 . 【想一想】 根據(jù)例題4的分析,判斷在單杠上懸掛身體時(如圖7-1
20、2),兩臂成什么角度時,雙臂受力最?。? 圖7-12 說明 強調(diào) 引領(lǐng) 講解 說明 引領(lǐng) 分析 講解 說明 觀察 思考 主動 求解 觀察 思考 求解 領(lǐng)會 思考 求解
21、 注意 觀察 學(xué)生 是否 理解 知識 點 反復(fù) 強調(diào) 62 *運用知識 強化練習(xí) 練習(xí)7.1.2 1. 如圖,已知a,b,求a+b. (圖1-15) b b a a (1)
22、 (2) 第1題圖 2.填空(向量如圖所示): (1)a+b =_____________ , (2)b+c =_____________ , (3)a+b+c =_____________ . 3.計算: (1)++; (2)++. 啟發(fā) 引導(dǎo) 提問 巡視 指導(dǎo) 思考 了解 動手 求解 可以 交給 學(xué)生 自我 發(fā)現(xiàn) 歸納
23、 65 *創(chuàng)設(shè)情境 興趣導(dǎo)入 在進行數(shù)學(xué)運算的時候,減去一個數(shù)可以看作加上這個數(shù)的相反數(shù). 質(zhì)疑 引導(dǎo) 分析 思考 參與 分析 引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生思考 66 *動腦思考 探索新知 與數(shù)的運算相類似,可以將向量a與向量b的負(fù)向量的和定義為向量a與向量b的差.即 a ?b = a+(?b). 設(shè)a,b ,則 . 即 = (7.2) 觀察圖7-13可以得到:起點相同的兩個向量a、 b,其差a-b仍然是一個向量,叫做a與b的差向量,其起點是減向量b的終點,
24、終點是被減向量a的終點. a A a-b B b O 圖7-13 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 歸納 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 總結(jié) 68 *鞏固知識 典型例題 例5 已知如圖7-14(1)所示向量a 、b ,請畫出向量a-b. B
25、 b O a A b a (1) (2) 圖7-14 解 如圖7-14(2)所示,以平面上任一點O為起點,作=a,=b,連接BA,則向量為所求的差向量,即 = a-b . 【想一想】 當(dāng)a與 b共線時,如何畫出a-b . 強調(diào) 含義 說明 思考 求解 領(lǐng)會 思考 求解 注意 觀察 學(xué)生 是否 理解 知識 點 70 *運用知識 強化練習(xí) 1.填空:(1)
26、=_______________, (2)=______________, (3)=______________. 2.如圖,在平行四邊形ABCD中,設(shè)= a,= b,試用a, b表示向量、、. 啟發(fā) 引導(dǎo) 提問 巡視 指導(dǎo) 思考 了解 動手 求解 可以 交給 學(xué)生 自我 發(fā)現(xiàn) 歸納 72 *創(chuàng)設(shè)情境 興趣導(dǎo)入 觀察圖7-15可以看出,向量與向量a共線,并且 =3a. a a a a O
27、A B C 圖7?15 質(zhì)疑 引導(dǎo) 分析 思考 參與 分析 引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生思考 74 *動腦思考 探索新知 一般地,實數(shù)與向量a的積是一個向量,記作a,它的模為 (7.3) 若0,則當(dāng)>0時,a的方向與a的方向相同,當(dāng)<0時,a的方向與a的方向相反. 由上面定義可以得到,對于非零向量a、b,當(dāng)時,有 (7.4) 一般地,有
28、 0a= 0, 0 = 0 . 數(shù)與向量的乘法運算叫做向量的數(shù)乘運算,容易驗證,對于任意向量a, b及任意實數(shù),向量數(shù)乘運算滿足如下的法則: 【做一做】 請畫出圖形來,分別驗證這些法則. 向量加法及數(shù)乘運算在形式上與實數(shù)的有關(guān)運算規(guī)律相類似,因此,實數(shù)運算中的去括號、移項、合并同類項等變形,可直接應(yīng)用于向量的運算中.但是,要注意向量的運算與數(shù)的運算的意義是不同的. 總結(jié) 歸納 仔細(xì) 分析 講解 關(guān)鍵 詞語 思考 歸
29、納 理解 記憶 理解 記憶 帶領(lǐng) 學(xué)生 分析 引導(dǎo) 啟發(fā) 學(xué)生 得出 結(jié)論 78 *鞏固知識 典型例題 例6 在平行四邊形ABCD中,O為兩對角線交點如圖7-16,=a ,=b,試用a, b表示向量、. 分析 因為,,所以需要首先分別求出向量
30、與. 圖7-16 解 =a+b,=b ?a, 因為O分別為AC,BD的中點,所以 (a+b)=a+b, ==(b ?a)=?a+b. 例6中,a+b和?a+b都叫做向量a,b的線性組合,或者說,、可以用向量a,b線性表示. 一般地,a+b叫做a, b的一個線性組合(其中,均為系數(shù)).如果l =a+ b,則稱l可以用a,b線性表示. 向量的加法、減法、數(shù)乘運算都叫做向量的線性運算. 強調(diào) 含義 說明 思考 求解 領(lǐng)會
31、 思考 求解 注意 觀察 學(xué)生 是否 理解 知識 點 81 *運用知識 強化練習(xí) 1. 計算:(1)3(a ?2 b)-2(2 a+b); (2)3 a ?2(3 a ?4 b)+3(a ?b). 2.設(shè)a, b不共線,求作有向線段,使=(a+b). 3. 在正方形ABCD中,,。 (1)用、表示向量; (2)用、表示向量。 啟發(fā) 引導(dǎo) 提問 巡視 指導(dǎo) 思考 了解
32、 動手 求解 可以 交給 學(xué)生 自我 發(fā)現(xiàn) 歸納 83 *理論升華 整體建構(gòu) 思考并回答下面的問題: 向量、向量的模、向量相等是如何定義的? 結(jié)論: 當(dāng)一種量既有大小,又有方向,例如力、速度、位移等,這種量叫做向量(矢量) 向量的大小叫做向量的模.向量a, 的模依次記作,. a與向量b的模相等并且方向相同時,稱向量a與向量b相等,記作a = b . 質(zhì)疑 歸納強調(diào) 回答 及時了解學(xué)生知識掌握情況
33、 85 *歸納小結(jié) 強化思想 本次課學(xué)了哪些內(nèi)容?重點和難點各是什么? 引導(dǎo) 回憶 *自我反思 目標(biāo)檢測 本次課采用了怎樣的學(xué)習(xí)方法?你是如何進行學(xué)習(xí)的?你的學(xué)習(xí)效果如何? 計算: (1)++; (2)++. 提問 巡視 指導(dǎo) 反思 動手 求解 檢驗 學(xué)生 學(xué)習(xí) 效果 88 *繼續(xù)探索 活動探究 (1)讀書部分:教材 (2)書面作業(yè):教材習(xí)題7.1 A組(必做);7.1 B組(選做) (3)實踐調(diào)查:試著用向量的觀點解釋生活中的一些問題 說明
34、 記錄 分層次要求 90 【教學(xué)反思】 項目 反思 學(xué)生知識、技能的掌握情況 學(xué)生是否真正理解有關(guān)知識; 是否能利用知識、技能解決問題; 在知識、技能的掌握上存在哪些問題; 學(xué)生的情感態(tài)度 學(xué)生是否參與有關(guān)活動; 在數(shù)學(xué)活動中,是否認(rèn)真、積極、自信; 遇到困難時,是否愿意通過自己的努力加以克服; 學(xué)生思維情況 學(xué)生是否積極思考; 思維是否有條理、靈活; 是否能提出新的想法; 是否自覺地進行反思; 學(xué)生合作交流的情況 學(xué)生是否善于與人合作; 在交流中,是否積極表達(dá); 是否善于傾聽別人的意見; 學(xué)生實踐的情況 學(xué)生是否愿意開展實踐; 能否根據(jù)問題合理地進行實踐; 在實踐中能否積極思考; 能否有意識的反思實踐過程的方面; 第7章 平面向量(教案)
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