内容正文:
课题
6.1.2 向量的加法
学科
数学
教材
人教B版(2019)必修第二册
章节
第六章第一部分第二节
课程类型
新授
课时安排
1课时
年级
高一
教学目标及教学重点、难点
教学目标:
1.掌握向量加法的三角形法则、平行四边形法则;
2. 掌握向量加法的交换律、结合律,能够应用这些定律进行计算.
教学重、难点:
重点:理解并掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则;
难点:向量加法的几何意义及运算律;
教材分析
本节课是高中数学人教B版(2019)必修第二册第六章《平面向量初步》中的一部分,学生在上节课中学习了向量的定义及表示方法、相等向量、平行向量等概念,知道向量可以自由移动,这是学习本节内容“向量的加法”的基础.学生对数的运算了如指掌,并且在物理中学过位移的合成和力的合成等矢量的加法,所以向量的加法可通过类比数的加法、以所学的物理模型为背景引入,这样做有利于学生更好地理解向量加法的意义,准确把握两个加法法则的特点.
核心素养
1.培养直观想象和逻辑推理能力:
通过学习向量加法的运算,学生能够培养直观想象能力,能够想象出向量在平面或空间中的位置和变化。同时,通过逻辑推理,学生能够理解向量加法的运算律(如交换律、结合律)并应用它们进行复杂的向量运算。
2.解决实际问题的能力:
学生需要能够将向量加法的知识应用于实际问题中,如物理中的力的合成、位移的合成等。通过解决实际问题,学生能够加深对向量加法概念的理解,并提高解决实际问题的能力。
教学方法和手段
教学方法:启发法、练习法、讨论法
教学手段:多媒体辅助教学
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
情境导入
创设问题情境:假设某人上午从点A到达了点B,下午从点B到达了点C.
(1)分别用向量表示出该人上午的位移、下午的位移以及这一天的位移;
(2)这一天的位移与上午的位移、下午的位移有什么联系?试从大小和方向两个角度加以阐述.
师生活动:
学生进行分析,教师总结.
预设答案:
(1)上午位移:;下午位移:;全天位移:;
(2)这一天的位移等于上午、下午的位移和.
大小:| ||-|||<||<||+||
方向:一天的位移方向就是和向量的方向.
通过创设情境,建立知识间的联系,提高学生类比推理的能力。
探究新知
知识点1:向量加法的三角形原则
知识点2:向量加法的平行四边形法则
知识点3:多个向量相加
【师生共同探究向量加法的三角形原则】
教师讲解:
1. 向量的和:一般地,平面上任意给定两个向量 ,,在该平面内任取一点 A,作 = , = ,作出向量,则向量称为与的和 (也称为向量 与的和向量);
向量 与 的和向量记作: + ,因此
教师说明:
从左边往右边看,等式左边的两个向量,其中一个向量的终点与另外个向量的始点是一样的,而右边的向量相当于消去了这个点;从右边往左边看,相当于引入了一个新的字母,而且引人的这个新字母是任意的,例如=+,=+.
2. 向量加法的三角形法则:
师生活动:
(1) 教师出示不共线的向量 与 ,和共线的 与 ,让学生自己动手求出向量之和;
(2) 学生自主思考,可以小组讨论然后求和,都动手作图;
(3) 教师对学生的回答进行点评,并讲解。
教师讲解:
(1)当 与 不共线时:求它们的和可用图 ① 表示,这种求两向量和的作图方法称为向量加法的三角形法则;
(2)当 与 共线时,求它们的和可用图 ② 表示;
注意:对于任一向量 ,有
由上可以看出,
教师对向量加法的三角不等式进行详细讲解
1.当a与b不共线时,根据三角形的三边中,两边之差小于第三边,两边之和大于第三边,可得
||a|−|b||<|a+b|<|a|+|b|
2.当a与b共线时:
(1) 如果a与b中至少有一个向量是零向量,则
||a|−|b||=|a+b|=|a|+|b|
(2) 当a与6都是非零向量而且方向相同时,|a+b|=|a|+|b|
(3) 当a与b都是非零向量而且方向相反时:若|a|>|6|,则a+b的方向与a的相同,且|a+6|=|a|-|6|;若|a|<|b|,则a+b的方向与b的相同,且|a+b|=|b|−|a|
例1、已知 || = 3,|| = 4,求 | + | 的最大值和最小值,并说明取得最大值和最小值时已知 与 的关系.
【师生活动】
学生自主思考,教师引导学生借助向量加法的三角形法则来求解,理解题目的实质以及数形结合在解决问题中的应用。
【解析】
解:由 ,得 | + | 的最大值为
|| + || = 3 + 4 = 7,
当且仅当 与 方向相同时取得最大值;
由 ,得 | + | 的最小值为
= |3 – 4| = 1,
当且仅当 与 方向相反时取得最小值.
情景与问题:从物理学中我们已经知道,力既有大小也有方向,因此力是向量.
如图,当在光滑水平面上沿两个不同方向拉动一个静止物体时,物体会沿着力或所在的方向运动吗?如果不会,物体的运动方向将是怎样的?
师生活动:学生自主思考,教师进行出示答案。
3.向量加法的平行四边形法则:
如图所示,平面上任意给定两个不共线的向量,,在该平面内任取一点 A,作 = , = ,以AB、AC为邻边作一个平行四边形ABDC,做出向量,因为 = ,所以 = + = + .
这种求两向量和的作图方法称为向量加法的平行四边形法则.
思考:数的加法满足交换律、结合律,向量的加法是否也满足交换律与结合律呢?
师生活动:
(1) 教师引导学生思考向量的加法是否也满足交换律与结合律;
(2) 学生小组为单位进行讨论,说出自己的想法;
(3) 教师讲解:
①满足交换律
②满足结合律
向量的加法满足交换律和结合律。
4. 向量加法的多边形法则:
如图所示,计算有限个向量的和,只需将这些向量依次首尾相接,那么以第一个向量的始点为始点,最后一个向量的终点为终点的向量,即是这些向量的和.
例2、化简下列各式:
(1)+ + ; (2)+ + + + .
【师生活动】
学生自主思考,教师提示将这些向量依次首尾相接,那么以第一个向量的始点为始点,最后一个向量的终点为终点的向量,学生得出答案后,教师进行点评。
【解析】
解:(1)+ + = (+ ) +
= + = ;
(2)+ + + +
= + +( + + )
= + +
= (+ ) +
= +
= = .
通过创设问题情景中用几何作图来定义,直观形象,易于被学生理解和接受
教师引导学生动手画图,分析当 与 共线和不共线时自主体会数形结合的思想方法,
教师让学生自主思考分析,类比三角形法则,得出了向量加法的平行四边形法则,提高学生的类比能力
对多个向量的和进行讲解,学生能自主动手计算结果
通过例题讲解,让学生理解多个向量相加的问题,提高学生解决问题的能力。
当堂练习
教师PPT出示练习题,学生自主完成,教师点评
通过练习巩固本节所学知识,通过学生解决问题,发展学生的核心素养。
课堂总结
回顾本节课知识点,总结概括
通过总结,让学生进一步巩固本节所学内容,提高概括能力。
板书设计
一、引入
二、知识精讲
知识点一:向量加法的三角形法则
知识点二:向量加法的平行四边形法则
知识点三:多个向量相加
三、例题点拨-通过例题进行讲解,便于理解
四、当堂练习
五、课堂小结
六、教学反思
教学设计反思
1.注重直观想象的培养:
在教学中,我通过多媒体出示展示动画等方式,帮助学生直观地理解向量加法的几何意义。然而,我也意识到,对于一些空间想象能力较弱的学生来说,这些直观手段可能仍然不够充分。因此,在后续的教学中,我需要更多地关注这部分学生的需求,提供更多的辅助手段来帮助他们建立直观想象。
2.强化逻辑推理的训练:
向量加法的运算律(如交换律、结合律)是逻辑推理的重要体现。在教学中,我通过例题讲解、课堂练习等方式,引导学生逐步理解并应用这些运算律。然而,我也发现部分学生在应用这些运算律时存在一定的困难。因此,在后续的教学中,我需要加强逻辑推理的训练,通过更多的例题和练习来帮助学生掌握这些运算律。
3.注重实际问题的应用:
向量加法的知识在解决实际问题中有着广泛的应用。在教学中,我通过引入一些实际问题(如力的合成、位移的合成等)来帮助学生理解向量加法的概念。然而,我也意识到,部分学生在将向量加法的知识应用于实际问题时存在一定的困难。因此,在后续的教学中,我需要更多地关注实际问题的应用,通过更多的实例和练习来帮助学生掌握这一技能。
4.关注学生的个体差异:
学生的数学基础和学习能力存在差异。在教学中,我尽量关注每个学生的需求,但由于时间和精力的限制,有时难以做到面面俱到。因此,在后续的教学中,我需要更加注重学生的个体差异,采取更加灵活多样的教学策略来满足不同学生的需求。例如,可以通过分层教学、个别辅导等方式来帮助学生克服学习中的困难。
综上所述,通过本次教学反思,我认识到在“向量的加法”这一章节的教学中,需要更加注重直观想象的培养、逻辑推理的训练、实际问题的应用以及关注学生的个体差异。只有这样,才能更好地实现教学目标,提高学生的数学素养。
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