平面向量导学案_中学教育-高考.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 2.1 平面向量的实际背景及基本概念(1 课时)学 习 目 标:1、通过对向量的学习,使学生初步认识现实生活中的向量和数量的本质区别.2、通过学生对向量与数量的识别能力的训练,培养学生认识客观事物的数学本质的能力.一、情境创设:如图,老鼠由 A 向西北逃窜,猫在 B 处向东追去,设问:猫能否追到老鼠?(画图)引言:请同学指出哪些量既有大小又有方向?哪些量只有大小没有方向?二合作探究:1、什么是向量?数量与向量的区别?2.向量的表示方法?向量AB的大小也就是长度称为向量的模,记作。3.有向线段:具有方向的线段就叫做有向线段,三个要素:。向量与有向线段的区别:(1)。(2)。4
2、、零向量、单位向量概念:叫零向量,记作 0.0 的方向是任意的.叫单位向量.5、平行向量定义:叫平行向量,记作b a/;我们规定 0与 平行.6、相等向量定义:叫相等向量,记作b a,零向量与零向量相等;任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.7、共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量,这是因为 例 1:书本 75 页例 1.例 2:如图,设 O 是正六边形 ABCDEF 的中心,分别写出图中与向量OA、OB、OC相等的向量.A B C D A(起点)B(终点)a 学习必备 欢迎下载 变式一:与向量F O长度相等的向量有多少个?变式二:是否存在与向量
3、B O长度相等、方向相反的向量?变式三:与向量O F共线的向量有哪些?四、课堂检测 1.下列命题正确的是()A.与 共线,与 共线,则 与 c 也共线 B.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顶点 C.向量 与 不共线,则 与 都是非零向量 有相同起点的两个非零向量不平行 2下列各量中不是向量的是()A.浮力 B.风速 C.位移 D.密度 3.下列说法中错误的是()A.零向量是没有方向的 B.零向量的长度为 0 C.零向量与任一向量平行 D.零向量的方向是任意的 3判断下列命题是否正确,若不正确,请简述理由 向量AB与CD是共线向量,则 A、B、C、D 四点必在一直线上;单位向
4、量都相等;任一向量与它的相反向量不相等;四边形 ABCD 是平行四边形当且仅当ABDC 一个向量方向不确定当且仅当模为 0;共线的向量,若起点不同,则终点一定不同.物理学中的作用力和反作用力是一对共线向量.直角坐标系中的 X 轴和 Y 轴都是向量 五.课后作业:1.已知边长为 3 的等边三角形 ABC,求 BC边上的中线向量D A的模D A.2.一个人从点 A 出发,向东走了 500 米到达点 B,接着向北走了 60走了 300 米到达点 C,然后再向北偏东 45走了 100 米到达点 D。选择适当的比例尺,用向量表示这个人的位移.2.2.1 向量的加法运算及其几何意义(2 课时)学习目标:1
5、、掌握向量的加法运算,并理解其几何意义;2、会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量,培养数形结合向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图
6、中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 解决问题的能力;3、通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,并会用它们进行向量计算,渗透类比的数学方法;一情景创设:1、复习:提问向量的定义以及有关概念。2、如图 2.2-1表示,某人 从 A 点经 B 点到 C 点,两次位移的结果,与直接到 C 点的结果有什么联系?怎样表示?3、图 2.2-2表示橡皮条在两个力的作用下,沿着 GC 的 方向伸长了 EO;图 2.2-3表示撤去F1和F2,用一个力 F 作用在橡
7、皮条上,使橡皮条沿着相同的方向伸长相同的长 度,改变力F1和F2的大小和方向,重复以上的实验,你能发现力F1和F2与 F 之间的关系吗?结论:二合作探究:、向量的加法:叫做向量的加法.、如图,已知向量 a、.在 平面内任取一点A,作AB a,BC,则向量AC叫做 a 与 的 和,记 作 a,即 a AC BC AB,向量加法的三角 形 法 则 规定:。3.如图 2.2-6,以同一点为起点的两个已知向量 a、b 为邻边做平行四边形 OACB,以 O 为起点的对角线 OC 就是 a、b 的和,我们把这种作两个向量和的方法叫做 向量的平行四边形法则.探究:(1)两相向量的和仍是;A B C a+b
8、a+b a a b b a a 向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与
9、向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载(2)当向量a与b不共线时,a+b的方向,且|a+b|a|+|b|;(3)当a与b同向时,则a+b的方向 且|a+b|a|+|b|,当a与b反向时,若|a|b|,则a+b的方向与a相同,且|a+b|a|-|b|;若|a|b|,则a+b的方向与b相同,且|a+b|b|-|a|.(4)“向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一个向量的起点,可以推广到n 个向量连加 三典型例题:例 1、已知向量a、b,求作向量a+b 探究(5):加法的交换律和平行四边形法则 问题:上题中b+a的结果与a+b是否相同?平行四边形法则对用两个共线向量适
10、用吗 结论:)向量加法的平行四边形法则(对于两个向量共线不适应)向量加法的交换律:探究(5):向量加法的结合律:证:例 2 长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮渡进行运输,如图 2.2-12 所示,一艘船从长江南岸 A 点出发,以 5/h 的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时江水的速度为向东 2/h(1)试用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度;(2)求船实际航行的速度的大小(保留两个有效数字)与(用于江水速度间的夹角表示,精确到度.向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画
11、图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 当堂检测:1、根据题意写出答案(1)某人从 A 到 B,再从 B 按原方向到 C,则两次的位移和:。(2)若上题改为从 A 到
12、 B,再从 B 按反方向到 C,则两次的位移和:。(3)某车从 A 到 B,再从 B 改变方向到 C,则两次的位移和:。(4)船速为AB,水速为BC,则两速度和:。3、如图,已知a、b用向量三角形法则作出a+b 4、如图,已知a、b用向量加法的平行四边形法则作出a+b 5、根据图填空:(3-1)(3-2)(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)A B C C A B A B C A B C 向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量
13、的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 6、一艘船从 A 点出发以h km/3 2的速度向垂直于对岸的方向行驶,船的实际航行的速度的大小为h km/4,求水流的速度.7、一艘船距对岸 4 3km,以h km/3 2的
14、速度向垂直于对岸的方向行驶,到达对岸时,船的实际航程为 8km,求河水的流速.8、一艘船从 A 点出发以1v 的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时河水的流速为2v,船的实际航行的速度的大小为h km/4,方向与水流间的夹角是 60,求1v 和2v.9、一艘船以 5km/h 的速度在行驶,同时河水的流速为 2km/h,则船的实际航行速度大小最大是 km/h,最小是 km/h 10、已知两个力 F1,F2的夹角是直角,且已知它们的合力 F 与 F1的夹角是 60,|F|=10N求 F1和 F2的大小.11、用向量加法证明:两条对角线互相平分的四边形是平行四边形 课后作业:向量和数量的本质区别通过学生
15、对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载
16、 2.2.2 向量的减法运算及其几何意义(1 课时)学习目标:1、了解相反向量的概念;2、掌握向量的减法,会作两个向量的减向量,并理解其几何意义;3、通过阐述向量的减法运算可以转化成向量的加法运算,使学生理解事物之间可以相互转化的辩证思想.情景创设:向量加法的法则:。向量加法的运算定律:。例:在四边形中,CB+BA+BC=.解:问题:向量有加法运算,那么它有减法吗?合作探究:1 用“相反向量”定义向量的减法(1)相反向量的定义:。(2)规定:零向量的相反向量仍是.-(-a)=a.任一向量与它的相反向量的和是.a+(-a)=0 如果 a、b 互为相反向量,则 a=-b,b=-a,a+b=0(3)
17、向量减法的定义:.即:求两个向量差的运算叫做向量的减法.2 用加法的逆运算定义向量的减法:向量的减法是向量加法的逆运算:若 b+x=a,则 x 叫做 a 与 b 的差,记作。求作差向量:已知向量 a、b,求作向量 a-b(a-b)+b=a+(-b)+b=a+0=a 作法:注意:AB表示 a-b.强调:差向量“箭头”指向,用“相反向量”定义法作差向量,a-b=。显然,此法作图较繁,但最后作图可统一.探究:若 a b,如何作出 a-b?典型例题:A B D C 向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设
18、问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 例 1、已知向量 a、b、c、d,求作向量 a-b、c-d.例 2、平行四边形ABCD中,ABa,ADb,用
19、 a、b 表示向量AC、DB.变式一:当 a,b 满足什么条件时,a+b 与 a b 垂直?(|a|=|b|)变式二:当 a,b 满足什么条件时,|a+b|=|a b|?(a,b 互相垂直)变式三:a+b 与 a b 可能是相当向量吗?(不可能,对角线方向不同)当堂检测:1、(教材 p87 页)练习 2、在 ABC 中,BC=a,CA=b,则AB等于()A.a+b B.-a+(-b)C.a-b D.b-a 3、O 为平行四边形 ABCD 平面上的点,设OA=a,OB=b,OC=c,OD=d,则A.a+b+c+d=0 B.a-b+c-d=0 C.a+b-c-d=0 D.a-b-c+d=0 4、如
20、图,在四边形 ABCD a+b=,b+c=,c-d=,a+b+c-d=.5、如图所示,O 是四边形 ABCD 内任一点,试根据图中给出的向量,确定 a、b、c、d的方向(用箭头表示),使 a+b=AB,c-d=DC,并画出 b-c 和 a+d.课后作业:(教材 P91 页)A 组 4、8、9、10.向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向
21、量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 2.2.3 向量数乘运算及其几何意义 学习目标:1掌握实数与向量的积的定义以及实数与向量的积的三条运算律,会利用实数与向量的积的运算律进行有关的计算;2理解两个向量平行的充要条件,能根据条件判断两个向量是否平行;3通过对实数与向量的积的学习培养学生的观察、分析、归纳、抽
22、象的思维能力,了解事物运动变化的辩证思想。情境创设:3+3+3+3+记作 3 5,表示 5 个 3 相加,(-3)+(-3)+(-3)+(-3)+(-3)记作(-3)5 表示 5 个(-3)相加,已知非零向量a,作出a a a+和()()()a a a-+-+-向量,同学们指出相加后,和的长度与方向有什么变化?这些变化与哪些因素有关?合作做探究:探究一、定义:请大家根据上述问题并作一下类比,看看怎样定义实数与向量的积?(可结合教材思考)(类比规定:实数与向量a的积就是 a,它还是一个向量,但要对实数与向量a相乘的含义作一番解释才行。)实数与向量a的积是一个向量,记作 a.它的长度和方向规定如下
23、:(1).(2).探究二、运算律:问题:求作向量2(3)a和6a(a为非零向量)并进行比较,向量2()a b+与向量2 2 a b+相等吗?(引导学生从模的大小与方向两个方面进行比较)设a、b为任意向量,、为任意实数,则有:(1);(2);(3).通常将(1)称为结合律,(2)(3)称为分配律。(也可以引导学生根据实数与向量的积的定义语言理解)向量和数量的本质区别通过学生对向量与数量的识别能力的训练培养学生认识客观事物的数学本质的能力一情境创设如图老鼠由向西北逃窜猫在处向东追去设问猫能否追到老鼠画图引言请同学指出哪些量既有大小又有方向哪些量只 量的模记作有向线段有方向的线段就叫做有向线段三个要
24、素向量与有向线段的区别零向量单位向量概念叫零向量记作的方向是任意的叫单位向量平行向量定义叫平行向量记作我们规定与平行相等向量定义叫相等向量记作零向量与零 关系平行向量就是共线向量这是因为例书本页例例如图设是正六边形的中心分别写出图中与向量相等的向量学习必备欢迎下载变式一与向量长度相等的向量有多少个变式二是否存在与向量长度相等方向相反的向量变式三与向量共线学习必备 欢迎下载 动手试试:计算:(1)a4)3(;(2)3()2()a b a b a+-;(3)(2 3)(3 2)a b c a b c+-+.探究三、向量平行的充要条件:请 同 学 们 观 察a m n=-,2 2 b m n=-+,
25、回 答a、b有 何 关 系?生:.若a、b是平行向量,能否得出b a=?为 什 么?可 得 出a b=吗?为 什 么?生:.师:由此可得向量平行的充要条件:向量b与非零向量a平行的充要条件是有且仅有一个实数,使得b a=.请给出定理的证明,是两层来说明的:典型例题:例 1、如图,已知任意两个非零向量a、b,试作b a A O,b a B O2,b a C O3.你能判断 A、B、C 点的位置关系吗?为什么?例 2、如图,平行四边形 ABCD 的两条对角线的相交于点 M,且a B A,b D A,你能用a、b表示A M、B M、C M和D M吗?4作业布置:向量和数量的本质区别通过学生对向量与数
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