2017-2018学年北师大版必修四 2.1 从位移,速度,力到向量 教案
2017-2018学年北师大版必修四    2.1 从位移,速度,力到向量 教案第2页

(二)新知探究

提出问题①回忆初中物理课中,我们学过的"位移""速度""力"等物理概念,让学生举出我们日常生活中有关"位移""速度""力"的实例.

②"位移""速度""力"这些量的共同特征是什么?

③"位移""速度""力"等量与长度、面积、质量等量有哪些不同?即数量与矢量的本质区别在哪里?

活动:教师指导学生阅读课本,思考讨论课本中的实例所反映的物理量的特征.实例(1)反映的是物理量--位移:民航每天都有从北京飞往上海、广州、重庆、哈尔滨等地的航班,每次飞行都是民航客机的一次位移.由于飞行的距离和方向各不相同,因此,它们是不同的位移;实例(2)反映的也是物理量--位移:假如学校位于你家东偏北30°方向,距离你家2 000 m,从家到学校,可能有长短不同的几条路.无论走哪条路,你的位移都是向东偏北30°方向移动了2 000 m;实例(3)反映的是物理量--速度:飞机向东北方向飞行了150 m,飞行时间为半小时,飞行速度的大小是300 m/h,方向是东北;实例(4)反映的也是物理量--速度:某著名运动员投掷标枪时,标枪的初速度的记录资料是:平均出手角度θ=43.242°,平均出手速度大小为v=28.35m/s;最后两个实例反映的是物理量--力:起重机吊装物体时,物体既受到竖直向下的重力作用,同时又受到竖直向上的起重机拉力的作用.当拉力的大小超过重力的大小时,物体即被吊起;汽车爬倾斜角为θ的坡路时,汽车的牵引力大小为F(N),方向倾斜向上,与水平方向成θ角.

我们身边这样的实例很多,可让学生充分思考讨论再举出一些位移、速度、力的实例来,如果学生举出的是一些有关长度、面积、质量的例子,效果会更好,这样就有了比较,教师因势利导,学生更能明了这些量的本质.例如:物体在液体中受到的浮力是竖直向上的,物体浸在液体中的体积越大它受到的浮力越大;被拉长的弹簧的弹力是沿着反拉方向的,被压缩的弹簧的弹力是沿着反压方向的,并且在弹性限度内,弹簧拉长或压缩的长度越大,弹力越大;物理中的速度与加速度,物理中的动量与冲量等,这些量的共同特征是既有大小又有方向.如有学生举出我们的身高、运动会上的百米赛跑的跑道长度及场地面积、铅球体积、铅球质量等实例,教师适时地让学生讨论:这些量显然与以上那些量不同,因为长度、面积等这些量只有大小而无方向.

教师与学生一起归纳总结以上实例:位移、速度和力等这些物理量都是既有大小,又有方向的量,在物理中称为"矢量".只有大小,没有方向的量,如年龄、身高、长度、面积、体积、质量等称为数量,物理学上称为标量.显然数量和向量的区别就在于方向问题,矢量与标量是完全不同的两个量.

铺垫已经完成,至此时机成熟,教师恰时恰点地引导学生思考:在现实世界中,像位移、速度、力等既有大小,又有方向的量是很多的,我们能否在数学学 中对这些量加以抽象,形成一种新的量?由此引入本章重要概念--向量.在数学中,我们把这种既有大小,又有方向的量统称为向量.

讨论结果:①-③略.