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向量加法运算及其几何意义.doc

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向量加法运算及其几何意义.doc_第1页
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向量加法运算及其几何意义教学目标1.通过对物理中的位移合成认识、动手操作力的合成实验,了解向量加法不同于一般意义上数量相加,有其遵循的新规则,在此基础上理解向量加法的意义,2.在学生探究向量加法感性认识的基础上,引导学生理解向量加法遵循的“规则”,即三角形法则和平行四边形法则 3.从位移合成、力的合成实践中得到向量加法运算法则,之后用来解决例2实际问题,让学生体验数学来源于现实生活,又服务于现实生活的道理,渗透数学建模思想重难点 重点:向量加法的两个法则 难点:三角形法则和平行四边形法则的应用教学过程设计思路一.创设情景,设疑激思(出示投影片)如图1,小明从图书馆出来去食堂吃中饭,因要把书放在教室,途径教室再到食堂,从“位移”的角度理解,小明的位移是什么?生:图书馆到食堂师:我们知道,位移是向量,位移“从图书馆到教室,再从教室到食堂”,其结果可理解为从图书馆到食堂,这当中是否包含了向量某种运算?生:位移“从图书馆到教室”,加上位移“教室到食堂”等于位移“从图书馆到食堂”——向量的加法师:本节课在学习向量概念基础上,研究向量的加法运算——引出课题:向量的加法运算及其几何意义(设计意图:素材的选取,首先要有助于反映相应数学内容的本质,有助于学生对数学的认识和理解,激发他们学习数学的兴趣,充分考虑学生的心理特征和认知水平。

取材于学生身边经历过的事,再结合物理学的知识,给学生以感性认识,激起学生学习的兴趣,并且这种“加法”不同于初中、小学里的线段的“和”,促使学生有进一步学习下去的欲望二. 动手实践,探究新知1.我们再来做个实验:图2表示橡皮筋在两个力的作用下,沿着GC的方向伸长了EO;图3表示撤去F1和F2,用一个力F作用在橡皮筋上,使橡皮筋沿着相同的方向伸长相同的长度力F1和F2及F都用弹簧称来显示,并规定1牛顿代表一个单位长度的线段,在黑板上沿F1和F2方向画出有向线段、,第二次在原图上沿F方向画出有向线段,在老师指导下,让学生多次操作,不断改变方向和大小,但要保证点E移到点O,探究的F1、F2和F的数量、方向、位置的关系设计意图:书本上用滑轮和砝码,力大小和方向的可变性小,尤其每次伸长到固定点O,操作难度大,很费时间,而用弹簧称易操作,力的方向可用粉笔描在黑板上,线段的大小根据事先约定由力的大小决定2.师生互动,点明概念师:通过黑板上的图4,发现F与F1、F2有怎样数量、方向、位置关系?(同学之间交流)生1:数量上不是简单的加法运算,也不是其它实数运算生2:方向和位置呢?F刚好是以F1和F2为邻边的平行四边形的对角线。

师:而F在物理学上叫矢量,也即数学中的向量,刚才图示4可看作是求两向量的和求两向量和的运算叫向量的加法,即有 ,这种方法称向量加法的平行四边形法则设计意图:学生对向量的大小相加和方向相加可能难懂,借助物理中位移的合成、力的合成,以此为基础支持,抽象概括出数学中向量的加法意义,使学生容易接受向量是如何相加的)3.以练巩固新知,并引出另一新知练习:如图5(1),已知向量a、b,利用向量加法的平行四边形法则求a+b先让学生练习,老师有代表性选择几个同学把结果画在投影片上,作展示,最后作小结:如图5(2)只要把a、b平移到同一点为起点,以a、b为邻边作平行四边形,以同一点为起点的对角线即为a+b(另一条对角线呢?在小结时老师提出,为下一节课作准备)师:不用平行四边形,能否画出a+b呢?学生由刚才作图明白,只要把b平移到让它的起点和a的终点相接,再连结a的起点和b的终点也就是刚才平行四边形对角线,如图6师:刚才求这种向量和的办法叫向量加法的三角形法则,它的关键所在将两向量首尾相接设计意图:事实这两个法则本是一致的,通过练习一方面巩固所学内容,而这一巩固也不是听了老师讲解后一味模仿的,这里有学生的创造性劳动,毕竟“四平八稳”的例子没有举过,另一方面通过老师点拨,引出三角形法则水到渠成。

师:刚才力的合成可以看作向量加法的平行四边形法则的物理模型,谁能举例解释三角形法则的物理模型?生:上课开始“小明从图书馆到食堂”的例子,即位移的物理模型师:从图2中,将 F1变为水平拉力F,F2不施力,即为0,则它们的合力为多少?生:还是F师:联想到实数运算中的什么规定?生:零加任何实数仍得这个数师:所以向量中也有类似的规定,a+0=0+a=a(设计意图:利用实数运算中的规定正迁移零向量与任一向量的和,学生易接受,也不会引起其它混淆,还有后面的两大运算律也一样三.运用新知,拓展引伸练习:1书本P93-12如图,填空:(1)      ,        ;(2)       ;(3)       ;老师提问:我们知道,数的运算满足一定的运算律,运算律可以有效地简化运算,与数的运算律类比,向量加法是否也有运算律呢?刚才练习中隐藏着什么运算律呢?学生思考,并回答:老师小结:若用字母表示a= , b=,则a+b=b+a这说明向量加法满足交换律再作进一步拓展,并带有开放性的问题:向量加法是否满足结合律(a+b)+c=a+(b+c)?若能,请构图验证(设计意图:考查学生创造性思维,对两个法则要胸有成竹,学生能得到图7  ,图8学生不一定能想到,可由老师给出。

四.实际应用,反聩释疑书本例2是将速度矢量和一般向量揉合在一起,明白向量的大小可以相加,方向由平行四边形法则决定,体会向量运算与数的运算的联系与区别这样做,有利于学生更好地把握向量加法的特点设计意图:通过例2,能进一步理解向量加法的意义,并理解所解决的实际问题就是向量模的大小及向量的方向问题,培养学生分析问题、解决实际问题的能力五.学生小结你能理清今天上课思路和知识点吗?有什么收获和困惑?最后老师补充整理:向量的加法是由位移、力等矢量合成抽象概括出来的,它可以由三角形法则或平行四边形法则作图完成,与实数加法的运算律类似,向量加法满足交换律和结合律设计意图:由学生谈一节课内容,既可检测学生听课认真程度和对当堂课掌握情况,又可以改变教学两方地位,变学生被动为主动)六.作业布置:书面作业P101-1,2,3   。

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