2017-2018学年北师大版必修4 2.1.1位移、速度和力1.2向量的概念 教案
2017-2018学年北师大版必修4 2.1.1位移、速度和力1.2向量的概念 教案第3页

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,我们能否在数学学科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.

提出问题

①在数学中,怎样表示向量呢?

②什么叫有向线段?有向线段和线段有何区别和联系?分别可以表示向量的什么?

③怎样定义零向量?怎样定义单位向量?

④满足什么条件的两个向量叫作相等向量?

⑤有一组向量,它们的方向相同或相反,这组向量有什么关系?怎样定义平行向量?

⑥如果把一组平行向量的起点全部移到一点O,它们是不是平行向量?这时各向量的终点之间有什么关系?

⑦什么是向量的模?

活动:教师指导学生阅读教材,并思考讨论以上问题,特别是有向线段,这是学习向量的关键.我们知道,在物理学中,表示位移最简单的方法,是用一条带箭头的线段,箭头的方向表示位移的方向,线段的长度表示位移的大小.速度和力也是用这种方法表示的,箭头的方向分别表示速度和力的方向,线段长度分别表示速度和力的大小.

图2

这种带箭头的线段,在数学中叫作"有向线段".一般地,若规定线段AB的端点A为起点,端点B为终点,则线段AB就具有了从起点A到终点B的方向和长度.这种具有方向和长度的线段叫作有向线段(如图2),记作,线段AB的长度也叫作有向线段的长度,记作||.有向线段包含三个要素:起点、方向、长度.知道了有向线段的起点、方向和长度,它的终点就唯一确定.

向量可以用有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向.向量也可以用黑体小写字母如a,b,c表示.一定要学生规范:印刷用黑体a,手写一定要在小写字母上加箭头.要注意不能说"向量就是有向线段,有向线段就是向量",有向线段只是向量的一种几何表示,二者有本质的区别.向量只由方向和大小决定,而与向量的起点的位置无关,但有向线段不仅与方向、长度有关,也与起点的位置有关.如图2,在线段AB的两个端点中,规定一个顺序,假设A为起点,B为终点,我们就说线段AB具有方向,具有方向的线段叫作有向线段,通常在有向线段的终点处画上箭头表示它的方向.以A为起点、B为终点的有向线段记作.起点要写在终点的前面,即是说的方向是由点A指向点B,点A