人教A版 (2019)必修 第二册6.1 平面向量的概念教案
展开通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,能理解平面向量的意义和两个向量相等的含义.掌握平面向量的几何表示,促进思维发展.
(1)构造四个情境,回顾物理知识,由具体到抽象,让学生通过类比归纳总结出平面向量的两要素.从具体到抽象,特殊到一般,提升了学生的数学抽象素养,进一步发展了学生的类比推理素养;
(2)从学生“最近发展区”出发,探究向量的表示,让学生充分了解向量的表示,更好的理解向量的概念,提升学生的逻辑推理素养;
(3)根据所学新旧知识,让学生体验、探究、发现平面向量之间的关系;
(4)由特殊情况引入,通过讲解与师生互动的方式,猜测推理两个平面向量相等的充要条件.
二、【单元知识结构框架】
三、【学情分析】
1.认知基础
本节内容是本章的基础,也是学好平面向量的关键.在学习本节之前,学生已经学习了物理中矢量的概念,对于大小和方向有一定的了解,且清楚平行与相等的一般含义,为介绍平面向量的概念,向量相等,向量共线奠定了基础.
2.认知障碍
一方面,学生对于知识的把握是零碎、分散的.对向量概念是不了解的,需要在老师的启发引导下探究体会向量的两要素;另一方面,学生相等的问题常常会默认为是数量上的相等,缺乏严谨的思维习惯.
四、【教学设计思路/过程】
课时安排: 约1课时
教学重点: 向量的概念,向量的几何表示,相等向量和共线向量的概念
教学难点: 向量的概念和共线向量的概念
教学方法/过程:
五、【教学问题诊断分析】
6.1.1向量的实际背景与概念
问题1:今天老师想做个调查,你们每个人距离学校有多远?老师每天下班开车28公里回到家,那请大家猜猜我家住哪里?
【破解方法】通过学生熟悉的身边环境,引发学生思考,只有大小,没有方向的距离,并不能确定具体的位置,从而引出物理意义上的位移是一个既有大小又有方向的量.
问题2:那如何才能猜出老师住在哪里?如果给你一副深圳市区地图,你能如何定位你家的具体位置吗?
【破解方法】在现实生活中,我们会遇到很多量,其中一些量在取定单位后只用一个实数就可以表示出来,如长度、质量、年龄等.还有一些量则不是,例如老师家到学校的位移,老师每天开车上班的车速,书桌上水杯受到的支撑力等等.
问题3:给出下列量:①面积;②速度;③位移;④力;⑤加速度;⑥路程;⑦密度;⑧功;⑨温度;⑩角度.用你所学的知识请你将它们分成两类,并指出它们有什么不同.
【破解方法】通过物理量中的矢量和标量的对比,凸显向量的方向和大小这两大要素.
【教学过程】引导学生回顾已学过的数的概念,从“一支笔”、“一棵树”、“一本书”……中抽象出只有大小的数量“1”.类似地,我们可以对力、位移、速度……这些既有大小又有方向的量进行抽象,形成一种新的量.进一步引导学生认识到把这种既有大小又有方向的量叫做向量,而把那些只有大小没有方向的量称为数量.向量在物理中常称为矢量,数量在物理中常称为标量.
6.1.2向量的几何表示
问题4:实数在数轴上是如何表示出来的?
【破解方法】类比数量用实数表示,实数与数轴上的点一一对应,寻求平面向量的几何表示.用“带箭头的线段”表示浮力,是初中物理已经学习过的内容,根据“最近发展区”理论,将这一内容再次进行条理化、系统化,让旧知自然地迁移出新知;类比实数绝对值的几何意义,寻求向量模的表示及几何意义.
【教学过程】在学生回答问题4之后追问:数量可以用数轴上的点表示,那么向量呢?我们能不能找到一种几何图形来表示平面向量呢?引导学生回顾物理学科中力和位移的表示方式,回顾实数中绝对值符号的使用,让学生探究平面向量的几何表示和字母表示,探究向量的大小的表示方式,即向量的模的概念.
通常,在线段AB的两个端点中,规定一个顺序,假设A为起点,B为终点,我们就说线段AB具有方向,具有方向的线段叫做有向线段.通常在有向线段的终点处画上箭头表示它的方向.以A为起点、B为终点的有向线段记作,线段AB的长度也叫做有向线段的长度,记作.
向量也可以用字母a、b、c……表示
问题5:在数轴上,哪些实数比较特殊?那在你画的有向线段中,哪些有向线段比较特殊呢?
【破解方法】引导学生类比实数集,挖掘向量集中的特殊元素.通过0、1这两个特殊实数类比出零向量和单位向量的概念.
【教学过程】在学生找出0、1这两个特殊实数之后,引导学生类比发现向量集合中两个特殊的向量,一个是长度为零的向量,叫做零向量.一个是长度为1个单位的向量,叫做单位向量.明确向量是既有大小又有方向的量.研究向量需要将代数形式和几何形式相结合.
6.1.3相等向量与共线向量
问题6:如图,分别指出方格纸(由边长为1的正方形格拼成)上向量、、的方向和大小,并说明这三个向量的方向和大小的关系.
【破解方法】通过探索我们发现:向量与具有大小相等方向相反的特征,从而总结得出长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.与方向相同,线段所在的直线相互平行,得出平行向量的概念:方向相同或相反的向量.记作∥.规定:零向量与任意向量平行.
a、b、c是一组平行向量,任作一条与a所在直线平行的直线l,在l上任取一点O,在l上分别作出=a, =b, =c,这组平行向量可以平移到一条直线上,因此,平行向量也叫共线向量.
问题7:下列说法中正确的是
①非零向量与非零向量共线,向量与非零向量共线,则向量与向量共线;
②任意两个相等的非零向量的始点与终点是一平行四边形的四个顶点;
③向量与不共线,则与所在直线的夹角为锐角;
④零向量模为0,没有方向;
⑤始点相同的两个非零向量不平行;
⑥两个向量相等,它们的长度就相等;
⑦若非零向量与是共线向量,则A、B、C、D四点共线.
【答案】①⑥
【解析】① 向量共线即方向相同或相反,故非零向量间的共线关系是可以传递的;
②相等向量是共线的,故四点可能在同一直线上;
③向量不共线,仅指其所在直线不平行或不重合,夹角可能是直角或锐角;
④零向量不是没有方向, 它的方向是任意的;
⑤向量是否共线与始点位置无关;
⑥两个向量相等,它们的长度相等,方向相同;
⑦共线向量即平行向量,非零向量与是共线向量,可能A、B、C、D四点共线,也可能AB、CD平行.
【破解方法】从向量的定义可以看出,向量既有代数特征又有几何特征,因此借助于向量可将代数问题与几何问题相互转化.零向量是一特殊向量,它似乎很不起眼,但又处处存在.因此,正确理解和处理零向量与非零向量之间的关系值得我们重视.对于平行向量或共线向量,它们可以在同一直线上,也可以所在直线互相平行,方向可以相同也可以相反;相等向量则必须大小相等、方向相同.
问题8:如图,O是正六边形ABCDEF的中心,分别写出图中与向量 eq \(OA,\s\up6(→)) , eq \(OB,\s\up6(→)) , eq \(OC,\s\up6(→)) 相等的向量,与向量 eq \(AD,\s\up6(→)) 共线的向量;
【解析】与 eq \(OA,\s\up6(→)) 相等的向量有 eq \(CB,\s\up6(→)) , eq \(DO,\s\up6(→)) , eq \(EF,\s\up6(→)) ;
与 eq \(OB,\s\up6(→)) 相等的向量有 eq \(FA,\s\up6(→)) , eq \(EO,\s\up6(→)) , eq \(DC,\s\up6(→)) ;
与 eq \(OC,\s\up6(→)) 相等的向量有 eq \(AB,\s\up6(→)) , eq \(FO,\s\up6(→)) , eq \(ED,\s\up6(→)) .
与向量 eq \(AD,\s\up6(→)) 共线的向量有9个: eq \(DA,\s\up6(→)) , eq \(EF,\s\up6(→)) , eq \(FE,\s\up6(→)) , eq \(AO,\s\up6(→)) , eq \(OA,\s\up6(→)) , eq \(OD,\s\up6(→)) , eq \(DO,\s\up6(→)) , eq \(BC,\s\up6(→)) , eq \(CB,\s\up6(→)) .
【破解方法】本题考查了共线向量与相等向量的判断;方法:
1、如果两个向量所在的直线平行或重合,那么这两个向量是共线向量;
2、共线向量不一定是相等向量,但相等向量一定是共线向量;
3、非零向量的共线具有传递性,即向量,,为非零向量,若∥,∥,则可推出∥;
六、【教学成果自我检测】
1.课前预习
设计意图:落实与理解教材要求的基本教学内容.
1、判断下列命题的真假(真命题用:√表示;假命题用:×表示)
(1)如果,那么;( )
(2)若,都是单位向量,则=;( )
(3)若=,且与的起点相同,则终点也相同;( )
(4)零向量的大小为0,没有方向;( )
【答案】(1)×;(2)×;(3)√;(4)×;
【解析】对于(1);向量的模可以比较大小,但向量不能比较大小,所以,(1)是假命题;
对于(2);与都是单位向量,则||=||=1,但与方向可能不同;所以,(2)是假命题;
对于(3);是真命题;
对于(4);任何向量都有方向,零向量的方向是任意的;所以,(4)是假命题;
2、下列判断正确的是( )
A.长度为0的向量都是零向量 B.零向量是最小的向量
C.单位向量都相等 D.单位向量都是同方向向量
【答案】A
【解析】由零向量的定义知A正确;由于向量是不能比较大小的,故B不正确;显然由于不注意方向所以C错因,D不正确;故选A;
3、下列说法正确的是( )
A.若||>||,则>B.若||=||,则=
C.若=,则∥ D.≠,则,不是共线向量
【答案】C;
【解析】向量不能比较大小,所以A不正确;=需满足两个条件:,同向且||=||,所以B不正确;,是共线向量只需方向相同或相反,所以D不正确,故选C;
4、下列命题中正确的有( )
A.温度含零上和零下温度,所以温度是向量 B.向量的模是一个正实数
C.向量与不共线,则与都是非零向量 D.若||>||,则>
【答案】C;
【解析】温度没有方向,所以不是向量,故A错;向量的模也可以为0,故B错;向量不可以比较大小,故D错;若,中有一个为零向量,则与必共线,故若与不共线,则应均为非零向量,故C对;
5、已知在平面内点固定,且,则点构成的图形是( )
A.一个点 B.一条直线 C.一个圆 D.不能确定
【答案】C;
【解析】由于| eq \(OA,\s\up6(→)) |=2,所以A点构成一个以O为圆心,半径为2的圆;故选C;
6、在如图所示的半圆中,AB为直径,点O为圆心,C为半圆上一点,且∠OCB=30°,|eq \(AB,\s\up6(→))|=2,则|eq \(AC,\s\up6(→))|=________.
【答案】1;
【解析】连接AC,由|eq \(OC,\s\up6(→))|=|eq \(OB,\s\up6(→))|得∠ABC=∠OCB=30°,又∠ACB=90°,则|eq \(AC,\s\up6(→))|=eq \f(1,2)|eq \(AB,\s\up6(→))|=eq \f(1,2)×2=1(直角三角形中,30°角所对边等于斜边的一半);
2.课堂检测
设计意图:例题变式练.
【变式1】判断下列各命题是否正确,并说明理由:
(1)若,则;
(2)单位向量都相等;
(3)两相等向量若起点相同,则终点也相同;
(4)若,,则;
(5)若,则;
(6)由于零向量方向不确定,故它不能与任意向量平行.
【答案】(1) 错;模相等,方向未必相同;
(2) 错;模相等,方向未必相同;
(3) 正确;因两向量的模相等,方向相同,故当他们的起点相同时,则终点必重合;
(4) 正确;由定义知是对的;
(5) 错;向量不能比较大小;
(6) 错;规定:零向量与任意向量平行.
【变式2】在复平面中,已知点A(2,1),B(0,2),C(-2,1),O(0,0).
给出下面的结论:
①直线OC与直线BA平行;②;③;④.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】,,∴OC∥AB,①正确;
∵,∴②错误;
∵,∴③正确;
∵,,∴④正确. 故选C.
3.课后作业
设计意图:巩固提升.
1.课本4页练习
2.课本习题6.1复习巩固及综合运用
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