高中數(shù)學(xué)必修4人教A2.4.1平面向量的數(shù)量積的物理背景及其含義(教、學(xué)案)_第1頁
高中數(shù)學(xué)必修4人教A2.4.1平面向量的數(shù)量積的物理背景及其含義(教、學(xué)案)_第2頁
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文檔簡介

2.一、教材分析本節(jié)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是啟發(fā)學(xué)生理解平面對量數(shù)量積的定義,理解定義之后便可引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)數(shù)量積的運(yùn)算律,然后通過概念辨析題加深學(xué)生對于平面對量數(shù)量積的相識.主要學(xué)問點(diǎn):平面對量數(shù)量積的定義及幾何意義;平面對量數(shù)量積的5個(gè)重要性質(zhì);平面對量數(shù)量積的運(yùn)算律.二.教學(xué)目標(biāo)1.了解平面對量數(shù)量積的物理背景,理解數(shù)量積的含義及其物理意義;2.體會平面對量的數(shù)量積與向量投影的關(guān)系,理解駕馭數(shù)量積的性質(zhì)和運(yùn)算律,并能運(yùn)用性質(zhì)和運(yùn)算律進(jìn)行相關(guān)的推斷和運(yùn)算;3.體會類比的數(shù)學(xué)思想和方法,進(jìn)一步培育學(xué)生抽象概括、推理論證的實(shí)力。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):1、平面對量數(shù)量積的含義與物理意義,2、性質(zhì)與運(yùn)算律及其應(yīng)用。難點(diǎn):平面對量數(shù)量積的概念四、學(xué)情分析我們的學(xué)生屬于平行分班,沒有試驗(yàn)班,學(xué)生已有的學(xué)問和試驗(yàn)水平有差距。有些學(xué)生對于基本概念不清晰,所以講解時(shí)須要具體五、教學(xué)方法1.試驗(yàn)法:多媒體、實(shí)物投影儀。2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。3.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)懷疑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)六、課前打算1.學(xué)生的學(xué)習(xí)打算:預(yù)習(xí)學(xué)案。2.老師的教學(xué)打算:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延長拓展學(xué)案。。七、課時(shí)支配:1課時(shí)八、教學(xué)過程(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)懷疑檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)狀況并了解了學(xué)生的懷疑,使教學(xué)具有了針對性。(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。創(chuàng)設(shè)問題情景,引出新課1、提出問題1:請同學(xué)們回顧一下,我們已經(jīng)探討了向量的哪些運(yùn)算?這些運(yùn)算的結(jié)果是什么?期望學(xué)生回答:向量的加法、減法及數(shù)乘運(yùn)算。2、提出問題2:請同學(xué)們接著回憶,我們是怎么引入向量的加法運(yùn)算的?我們又是根據(jù)怎樣的依次探討了這種運(yùn)算的?期望學(xué)生回答:物理模型→概念→性質(zhì)→運(yùn)算律→應(yīng)用3、新課引入:本節(jié)課我們?nèi)耘f根據(jù)這種探討思路來探討向量的另外一種運(yùn)算:平面對量數(shù)量積的物理背景及其含義(三)合作探究,精講點(diǎn)撥探究一:數(shù)量積的概念SFSFα(1)如圖所示,一物體在力F的作用下產(chǎn)生位移S,那么力F所做的功:W=|F||S|cosα。(2)這個(gè)公式的有什么特點(diǎn)?請完成下列填空:①W(功)是量,②F(力)是量,③S(位移)是量,④α是。(3)你能用文字語言表述“功的計(jì)算公式”嗎?期望學(xué)生回答:功是力與位移的大小及其夾角余弦的乘積2、明晰數(shù)量積的定義數(shù)量積的定義:已知兩個(gè)非零向量與,它們的夾角為,我們把數(shù)量︱︱·︱b︱cos叫做與的數(shù)量積(或內(nèi)積),記作:·,即:·=︱︱·︱︱cos(2)定義說明:①記法“·”中間的“·”不行以省略,也不行以用“”代替。②“規(guī)定”:零向量與任何向量的數(shù)量積為零。(3)提出問題4:向量的數(shù)量積運(yùn)算與線性運(yùn)算的結(jié)果有什么不同?影響數(shù)量積大小的因素有哪些?期望學(xué)生回答:線性運(yùn)算的結(jié)果是向量,而數(shù)量積的結(jié)果則是數(shù),這個(gè)數(shù)值的大小不僅和向量與的模有關(guān),還和它們的夾角有關(guān)。(4)學(xué)生探討,并完成下表:的范圍0°≤<90°=90°0°<≤180°·的符號例1:已知||=3,||=6,當(dāng)①∥,②⊥,③與的夾角是60°時(shí),分別求·.解:①當(dāng)∥時(shí),若與同向,則它們的夾角θ=0°,∴·=||·||c(diǎn)os0°=3×6×1=18;若與b反向,則它們的夾角θ=180°,∴·=||||c(diǎn)os180°=3×6×(-1)=-18;②當(dāng)⊥時(shí),它們的夾角θ=90°,∴·=0;③當(dāng)與的夾角是60°時(shí),有·=||||c(diǎn)os60°=3×6×=9評述:兩個(gè)向量的數(shù)量積與它們的夾角有關(guān),其范圍是[0°,180°],因此,當(dāng)∥時(shí),有0°或180°兩種可能.變式:對于兩個(gè)非零向量、,求使|+t|最小時(shí)的t值,并求此時(shí)與+t的夾角。探究二:探討數(shù)量積的意義1.給出向量投影的概念:如圖,我們把││cos(││cos)叫做向量在方向上(在方向上)的投影,記做:OB1=︱││︱cos2.提出問題5:數(shù)量積的幾何意義是什么?期望學(xué)生回答:數(shù)量積·等于的長度︱︱與在的方向上的投影︱︱cos的乘積。3.探討數(shù)量積的物理意義請同學(xué)們用一句話來概括功的數(shù)學(xué)本質(zhì):功是力與位移的數(shù)量積。探究三:探究數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)1、提出問題6:比較︱·︱與︱︱×︱︱的大小,你有什么結(jié)論?設(shè)和b都是非零向量,則1、⊥·=02、當(dāng)與同向時(shí),︱·︱=︱︱︱︱;當(dāng)與反向時(shí),︱·︱=-︱︱︱︱,特殊地,·=︱︱2或︱︱=3、︱·︱≤︱︱×︱︱3.數(shù)量積的運(yùn)算律(1)、提出問題7:我們學(xué)過了實(shí)數(shù)乘法的哪些運(yùn)算律?這些運(yùn)算律對向量是否也適用?預(yù)料:學(xué)生可能會提出以下猜想:·=·(·)=(·)③(+)·=·+·(2)、分析猜想:猜想①的正確性是自不待言的。關(guān)于猜想②的正確性,請同學(xué)們先來探討:揣測②的左右兩邊的結(jié)果各是什么?它們肯定相等嗎?期望學(xué)生回答:左邊是與向量共線的向量,而右邊則是與向量共線的向量,明顯在向量與向量不共線的狀況下揣測②是不正確的。(3)、明晰:數(shù)量積的運(yùn)算律:已知向量已知向量、、和實(shí)數(shù)λ,則:(1)·=·(2)(λ)·=λ(·)=·(λ)(3)(+)·=·+·例2、(師生共同完成)已知︱︱=6,︱︱=4,與的夾角為60°,求(+2)·(-3),并思索此運(yùn)算過程類似于實(shí)數(shù)哪種運(yùn)算?解:(+2)·(-3)=.-3.+2.-6.=36-3×4×6×0.5-6×4×4=-72評述:可以和實(shí)數(shù)做類比記憶數(shù)量積的運(yùn)算律變式:(1)(+)2=2+2·+2(2)(+)·(-)=2—2(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。老師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建學(xué)問網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡潔的反饋訂正。(課堂實(shí)錄)(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。我們已經(jīng)學(xué)習(xí)平面對量數(shù)量積的物理背景及含義,那么,在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算。模。夾角。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,著重分析坐標(biāo)的作用設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。老師課后剛好批閱本節(jié)的延長拓展訓(xùn)練。九、板書設(shè)計(jì)平面對量數(shù)量積的物理背景及其含義平面對量數(shù)量積的物理背景及其含義數(shù)量積的概念二、數(shù)量積的性質(zhì)四、應(yīng)用與提高概念:例1:概念強(qiáng)調(diào)(1)記法例2:(2)“規(guī)定”三、數(shù)量積的運(yùn)算律3、幾何意義:4、物理意義:十、教學(xué)反思本課的設(shè)計(jì)采納了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案,學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等,最終進(jìn)行當(dāng)堂檢測,課后進(jìn)行延長拓展,以達(dá)到提高課堂效率的目的。我首先支配讓學(xué)生探討影響數(shù)量積結(jié)果的因素并完成表格,其次將數(shù)量積的幾何意義提前,這樣使學(xué)生從代數(shù)和幾何兩個(gè)方面對數(shù)量積的“質(zhì)變”特征有了更加充分的相識。通過嘗試練習(xí),一方面使學(xué)生嘗試計(jì)算數(shù)量積,另一方面使學(xué)生理解數(shù)量積的物理意義,同時(shí)也為數(shù)量積的性質(zhì)埋下伏筆。數(shù)量積的性質(zhì)和運(yùn)算律是數(shù)量積概念的延長,教材中這兩方面的內(nèi)容都是以探究的形式出現(xiàn),為了讓學(xué)生很好的完成這兩個(gè)探究活動,我始終根據(jù)先創(chuàng)設(shè)肯定的情景,讓學(xué)生去發(fā)覺結(jié)論,老師明晰后,再由學(xué)生或師生共同完成證明。比如數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)是將嘗試練習(xí)的結(jié)論推廣得到,數(shù)量積的運(yùn)算律則是通過和實(shí)數(shù)乘法相類比得到,這樣不僅使學(xué)生感到親切自然,同時(shí)也培育了學(xué)生由特殊到一般的思維品質(zhì)和類比創(chuàng)新的意識。

平面對量的數(shù)量積的物理背景及其含義課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo):預(yù)習(xí)平面對量的數(shù)量積及其幾何意義;平面對量數(shù)量積的重要性質(zhì)及運(yùn)算律;二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:1.平面對量數(shù)量積(內(nèi)積)的定義:2.兩個(gè)向量的數(shù)量積與向量同實(shí)數(shù)積有很大區(qū)分3.“投影”的概念:作圖4.向量的數(shù)量積的幾何意義:5.兩個(gè)向量的數(shù)量積的性質(zhì):設(shè)、為兩個(gè)非零向量,e是與同向的單位向量.1e=e=2=設(shè)、為兩個(gè)非零向量,e是與同向的單位向量.e=e=3當(dāng)與同向時(shí),=當(dāng)與反向時(shí),=特殊的=||2或4cos=5||≤||||三、提出懷疑:同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些懷疑,請把它填在下面的表格中懷疑點(diǎn)懷疑內(nèi)容課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1說出平面對量的數(shù)量積及其幾何意義;2.學(xué)會用平面對量數(shù)量積的重要性質(zhì)及運(yùn)算律;3.了解用平面對量的數(shù)量積可以處理有關(guān)長度、角度和垂直的問題;學(xué)習(xí)重難點(diǎn):。平面對量的數(shù)量積及其幾何意義二、學(xué)習(xí)過程創(chuàng)設(shè)問題情景,引出新課1、提出問題1:請同學(xué)們回顧一下,我們已經(jīng)探討了向量的哪些運(yùn)算?這些運(yùn)算的結(jié)果是什么?2、提出問題2:請同學(xué)們接著回憶,我們是怎么引入向量的加法運(yùn)算的?我們又是根據(jù)怎樣的依次探討了這種運(yùn)算的?3、新課引入:本節(jié)課我們?nèi)耘f根據(jù)這種探討思路來探討向量的另外一種運(yùn)算:平面對量數(shù)量積的物理背景及其含義探究一:數(shù)量積的概念SFSFα(1)如圖所示,一物體在力F的作用下產(chǎn)生位移S,那么力F所做的功:W=(2)這個(gè)公式的有什么特點(diǎn)?請完成下列填空:①W(功)是量,②F(力)是量,③S(位移)是量,④α是。(3)你能用文字語言表述“功的計(jì)算公式”嗎?2、明晰數(shù)量積的定義(1)數(shù)量積的定義:已知兩個(gè)非零向量與,它們的夾角為,我們把數(shù)量︱︱·︱︱cos叫做與的數(shù)量積(或內(nèi)積),記作:·,即:·=︱︱·︱︱cos(2)定義說明:①記法“·”中間的“·”不行以省略,也不行以用“”代替。②“規(guī)定”:零向量與任何向量的數(shù)量積為零。(3)提出問題4:向量的數(shù)量積運(yùn)算與線性運(yùn)算的結(jié)果有什么不同?影響數(shù)量積大小的因素有哪些?(4)學(xué)生探討,并完成下表:的范圍0°≤<90°=90°0°<≤180°·的符號例1:已知||=3,||=6,當(dāng)①∥,②⊥,③與的夾角是60°時(shí),分別求·.解:變式:.對于兩個(gè)非零向量、,求使|+t|最小時(shí)的t值,并求此時(shí)與+t的夾角.探究二:探討數(shù)量積的意義1.給出向量投影的概念:如圖,我們把││cos(││cos)叫做向量在方向上(在方向上)的投影,記做:OB1=︱││︱cos2.提出問題5:數(shù)量積的幾何意義是什么?3.探討數(shù)量積的物理意義請同學(xué)們用一句話來概括功的數(shù)學(xué)本質(zhì):探究三:探究數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)1、提出問題6:比較︱·︱與︱︱×︱︱的大小,你有什么結(jié)論?2、明晰:數(shù)量積的性質(zhì)設(shè)和b都是非零向量,則1、⊥·=02、當(dāng)與同向時(shí),︱·︱=︱︱︱︱;當(dāng)與反向時(shí),︱·︱=-︱︱︱︱,特殊地,·=︱︱2或︱︱=3、︱·︱≤︱︱×︱︱3.數(shù)量積的運(yùn)算律(1)、提出問題7:我們學(xué)過了實(shí)數(shù)乘法的哪些運(yùn)算律?這些運(yùn)算律對向量是否也用?(2)、明晰:數(shù)量積的運(yùn)算律:已知向量已知向量、、和實(shí)數(shù)λ,則:(1)·=·(2)(λ)·=λ(·)=·(λ)(3)(+)·=·+·例2、(師生共同完成)已知︱︱=6,︱︱=4,與的夾角為60°,求(+2)·(-3),并思索此運(yùn)算過程類似于實(shí)數(shù)哪種運(yùn)算?解:變式:(1)(+)2=2+2·+2(2)(+)·(-)=2—2(三)反思總結(jié)(四)當(dāng)堂檢測1.已知||=5,||=4,與的夾角θ=120o,求·.2.已知||=6,||=4,與的夾角為6

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