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[组图]向量数量积的物理背景与定义           ★★★ 【字体:
向量数量积的物理背景与定义
作者:佚名    教案来源:网络    点击数:    更新时间:2008-5-31
一、教学目标

 

(一)知识与技能目标

 

1、理解平面向量数量积的含义及其物理意义

 

2、知道平面向量的数量积与向量在轴上的射影的关系

 

 

3、能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直、共线关系

 

(二)过程与方法目标

 

经历概念的形成过程,解题的思维过程,让学生亲身体验数形结合思想的指导作用。

 

(三)情感、态度与价值观目标

 

通过本节的自主性学习,让学生尝试数学研究的过程,培养学生发现、提出、解决数学问题的能力,有助于发展学生的创新意识。

 

  二、教学重点和难点

 

    本节的重点是向量的数量积的定义及性质,难点是对向量数量积的定义及性质的理解和应用。

 

  三、教学方法

 

倡导“自主、合作、探究”的学习方式,采用自主探究、讲议结合、多媒体辅助教学。

 

  四、教学过程

 

教学

 

环节

教学内容

师生互动

设计意图

 

      学 , 感     

1、一个力作用于一个物体,力的方向与前进方向有一个夹角,则力使物体位移所做的功___________

 

2、已知两个非零向量,作,则______称作向量的夹角,记作_______,并规定它的范围是________

 

3在轴上的正射影的坐标记作__,向量的方向与轴___所成的角为,则_

 

4、(1叫做向量的数量积(内积),记作,即___________

 

 

 

 

 

 

 

 

要求同学们在8分钟之内阅读教材、积极思考,完成老师设置的问题。

 

 

 

 

 

 

使同学们通过充分的自主参与,对教材知识有个初步了解,带着问题进入下一步的学习,以充分调动学生的学习兴趣。

 

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

感知知识

 

引导自学,

2,其中_________叫做_______叫做________

 

5、叙述平面向量数量积的性质

 

 

                                       

1、两个向量的夹角 

已知两个非零向量,作,则∠AOB称作向量和向量的夹角,记作:

 

1)注意求两向量的夹角,须先将两个向量平移至公共起点。

 

 

2)两个向量夹角的范围:0

 

3)当=0时,同向;

 

 

π时,反向。

 

 

4)当时,垂直,

 

.

 

 

 

 

 

 

 

5)规定:零向量与任一向量垂直.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

利用多媒体展示出不同位置关系的几组向量,借助几何直观对概念进行强调说明。

 

(1)向量同起点

 

 

 

(2)范围

 

 

 

(3)特殊情况

 

 

 

(4)突出一规定

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

借助几何直观加深学生对两向量夹角的理解,为学习向量数量积的定义奠定基础。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

突出一规定在向量数量积定义中就可不用再强调非零向量.

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

 

                                       

2、  向量在轴上的正射影 

(1)概念:已知向量和轴,作,过点分别作轴的垂线,垂足分别为,则向量叫做向量在轴上的正射影(简称射影)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)正射影的数量:

 

即向量上的正射影的数量,记作

 

设向量的方向与的正向所成的角为,则

 

强调:正射影是一个向量,该射影在轴上的坐标才是一个数量。

 

 

(3)时,

 

时,

 

时,

 

时,

 

时,.

 

 

 

 

师生共同回顾自学时所认识的向量在轴上的正射影的概念。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在正射影的概念的基础上给出正射影的数量的概念。

 

 

 

 

 

 

 

借助多媒体形象地展现正射影的数量,它可正、可负、可为零。

 

 

 

 

 

 

 

在两个概念的基础上,学生自主探索发现夹角和正射影数量的关系。教师可来回巡视,进行指导。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

加强几何直观,有利于学生理解概念。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

区别正射影与正射影的数量两个概念。

 

 

 

 

 

 

 

学生在已有知识的基础上,自主探索发现,发展认知,提高自主学习的能力。同时进一步加深对向量在轴上的正射影的理解。

 

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

 

                                               

3、  向量数量积的定义 

概念:叫向量的数量积(或内积),记作,即有

 

 

探究1两个向量的数量积与数乘向量有什么区别?

 

两个向量的数量积是一个实数,符号由的符号所决定;而数乘向量是一个向量。

 

探究2两个向量的数量积与两个实数的乘法有什么区别?

 

①书写:实数乘积

 

在实数中,若a?0,且a×b=0,则b=0;但是在数量积中,若,且,不能推出,因为其中cosq有可能为0.

 

已知实数abc(b?0),则ab=bc ? a=c,但是

 

在实数中,有(a×b)c = a(b×c),但是

 

 

4、向量数量积的性质

 

1)如果是单位向量,则

 

 ;

 

2 

 

 ;

 

3;

 

4; 

5.

两个向量的数量积是一个数量,这个数量的大小与两个向量的长度及其夹角的余弦值有关。

 

 

 

教师提出问题,学生以小组为单位进行探究。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

对于探究2此处重点强调书写的区别,其它性质或运算律的区别学生若想不到可在后面例1中展现。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

教师采用“由特殊到一般”的方法展现向量数量积的性质:让即得到性质(1);让即得到性质(2);当时即为性质(3);性质(4)实为公式变形;利用余弦函数有界性即可得性质(5)。

 

 

学习新概念与问题讨论相结合,进一步加深学生对新概念的理解与掌握。

 

 

 

提出问题引导学生去探究,培养学生的探索精神。

 

 

 

 

 

 

 

通过对书写的强调,体现数学的严谨性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

让学生体会“由特殊到一般,再由一般到特殊”的思维方法,发展学生的理性思维能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

 

      动,理     

性质的应用:

 

(2)可解决两向量的垂直问题;

 

申:解决两向量共线的问题:

 

 

 

(3)可求向量的长度;

 

(4)可求两向量的夹角,同时也建立了向量与三角的联系;

 

(5)建立了向量与不等式之间的联系.

 

 

 

 

学生自主观察性质特点,自主总结性质的应用价值,也可以以小组为单位进行探究。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生自主探究、合作交流的能力,变“学会”为“会学”。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

例1、判断正误:

 

,则对任一向量,有.                ()

 

,则对任一非零向量,有.            ( × )

 

,则至少有一个为零.                ( × )

 

,则.                        ( ×)

 

,则当且仅当时成立.          ( ×)

 

对任意向量,有 .             ( × )

 

对任意向量,有.                          ( )

 

对任意向量,有.                      (×)

 

 

 

 

 

教师出示8个判断题,学生进行分析、判断,教师提问个别同学进行回答,根据回答情况进行强调和纠正。

 

 

 

 

 

通过题目帮助学生更准确的认识向量的数量积,并养成缜密推理的好习惯。

 

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

 

                           

例2、已知

 

当①,②,③的夹角是30°时,分别求.

 

 

 

3在正三角形中,边长为3,求(1   2

 

 

 

强调:

 

第(2)问是个易错点,此两向量首尾相接,所以两向量的夹角不再为,而应为.

 

 

 

 

 

教师出示例题,由学生到黑板上板演,最后师生共同点评完成。

 

 

 

 

 

教师出示例题,由学生进行口头分析,充分展示学生的思维过程。

 

 

 

让学生在掌握向量数量积公式的基础上,进一步认识两个向量垂直、共线的充要条件,因为它是用“向量法”解决解析几何、立体几何中有关两直线位置关系问题的重要工具。

 

         践 , 应        

练基础:

 

1、若,则的夹角的取值范围是___________.

 

2、已知,=4,则= __________.

 

3、已知 =2 方向上的正射影的数量为-4,则___________.

     

4、已知=3,且,则方向上的正射影的数量为________.

 

 

 

 

学生独立完成,教师核对答案,并关注学生的数学表达。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这些练习源于课本例、习题,充分体现以本为本。

 

 

 

 

 

教学

 

环节

教学内容

师生活动

设计意图

 

            践 ,             

练能力:

 

1、在四边形中,,且,则四边形是(   

 

* 梯形       菱形

 

 矩形       正方形

 

2、在中,,且,则的形状为_________.

 

 

 

练应用:

 

1、已知平面上三点满足,求的值.

 

2、已知一个与水平夹角为的力的大小为50,拉着一个重80的木块在摩擦系数为的水平面上运动了20,求拉力、摩擦力做的功分别为多少?

 

 

 

 

 

通过反馈练习,学生自我检验所学的效果,找出问题,进行弥补。

 

 

 

教材以力做功为背景引入新知识,练习以计算力做功而结束,首尾相应,并体现数学的应用价值。

 

                     

一、知识:

 

1、两个向量的夹角

 

2、向量在轴上的正射影及正射影的数量

 

3、向量数量积的定义及性质

 

 

 

二、能力:

 

1、运用数量积的定义及性质解决问题

 

2、探究问题的能力、合作交流的意识

 

 

 

三、数学思想:

 

1、数形结合思想

 

2、由特殊到一般,再由一般到特殊

 

 

 

 

 

 

 

 

学生反思本节内容,对知识进行总结,教师再强调补充。

 

 

 

 

让学生学会学习,养成自我总结、自我反思的习惯。重视数学思想方法在分析问题和解决问题中的作用。

 

教案录入:路风    责任编辑:路风 
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