人教A版必修四 2.4.1 平面向量数量积的物理背景及其含义 教案.doc

2.4.1 平面向量数量积的物理背景及其含义一、教学目标 知识与技能 了解平面向量数量积的物理背景，理解数量积的含义及其物理意义过程与方法 体会平面向量的数量积与向量投影的关系，理解掌握数量积的性质和运算律，并能运用性质和运算律进行相关的判断和运算情感、态度与价值观通过学习体会类比的数学思想和方法，进一步培养学生抽象概括、推理论证的能力进行辩证唯物主义思想教育、数学审美教育，提高学生学习数学的积极性二重点难点重点 平面向量数量积的概念、用平面向量数量积表示向量的模及夹角；难点 平面向量数量积的定义及运算律的理解，平面向量数量积的应用三、教材与学情分析本课内容选自普通高中课程标准实验教 书数学必修4(人教a版) 2.4平面向量的数量积的第一课时，本课主要内容是向量的数量积的定义及运算律，本节课让学生了解从特殊到一般再由一般到特殊的这种认识规律和体会概念法则的学习过程学生学习情况分析 学生在学习本节内容之前，已熟知了实数的运算体系，掌握了向量的概念及其线性运算，具备了功等物理知识，并且初步体会了研究向量运算的一般方法在功的计算公式和研究向量运算的一般方法的基础上，学生基本上能类比得到数量积的含义和运算律，对于运算律不一定给全或给对，对运算律的证明可能会存在一定的困难，教学中教师要注意引导学生分析判断四、教学方法 问题引导，主动探究，启发式教 五、教学过程（一）创设问题情境，引出新课1提出问题1 请同学们回顾一下，我们已经研究了向量的哪些运算？这些运算的结果是什么？答 向量的加法、减法及数乘运算这些运算的结果是向量2提出问题2 请同学们继续回忆，我们是怎么引入向量的加法运算的？我们又是按照怎样的顺序研究了这种运算的？答 物理模型概念性质运算律应用3新课引入 本节课我们仍然按照这种研究思路 研究向量的另外一种运算导入课题 平面向量数量积的物理背景及其含义设计意图 1明白新旧知识的联系性2明确研究向量的数量积这种运算的途径（二）探究新知活动1 探究数量积的概念1给出有关材料并提出问题3 (1)如图1所示，一物体在力f的作用下产生位移s，那么力f所做的功 w f s cos.图12)这个公式有什么特点？请完成下列填空 w(功)是_量，f(力)是_量，s(位移)是_量，是_(3)你能用文字语言表述“功的计算公式”吗？答 功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积(4)如果我们将公式中的力与位移推广到一般向量，其结果又该如何表述？答 两个向量的大小及其夹角余弦的乘积2明晰数量积的定义(1)数量积的定义 已知两个非零向量a与b，它们的夹角为，我们把数量abcos叫做a与b的数量积(或内积)，记作ab，即ababcos.(2)定义说明记法“ab”中间的“”不可以省略，也不可以用“”代替“规定” 零向量与任何向量的数量积为零设计意图 1认识向量的数量积的实际背景2使学生在形式上认识数量积的定义3从数学和物理两个角度创设问题情境，使学生明白为什么研究这种运算，从而产生强烈的求知欲望提出问题4 向量的数量积运算与线性运算的结果有什么不同？影响数量积大小的因素有哪些？答 线性运算的结果是向量，而数量积的结果则是数量，这个数量的大小不仅和向量a与b的模有关，还和它们的夹角有关4学生讨论，并完成下表 的范围09090900的情况，为了帮助学生完善证明，提出以下问题 当0时，向量a与a，b与b的方向的关系如何？此时，向量a与b及a与b的夹角与向量a与b的夹角相等吗？5师生活动 证明运算律(3)设计意图 学会利用定义证明运算律(1)(2)，运算律(3)的图形构造有些困难，先让学生讨论，后根据学生的情况加以指导或共同完成（三） 应用与提高1学生独立完成 已知 a 5， b 4，a与b的夹角120，求ab.设计意图 通过计算巩固对定义的理解2师生共同完成 已知 a 6， b 4，a与b的夹角为60，求(a2b)(a3b)，并思考此运算过程类似于哪种实数运算？3学生独立完成 对任意向量a，b是否有以下结论 (1)(ab)2a22abb2，(2)(ab)(ab)a2b2.设计意图 让学生体会解题中运算律的作用，比较向量运算与实数运算的异同4师生共同完成 已知 a 3， b 4，且a与b不共线， 为何值时，向量a b与a b互相垂直？并讨论 通过本题，你有什么体会？设计意图 学会利用数量积 解决垂直问题，体会用数量积将几何问题转化为方程 求解，体现向量的工具性5反馈练习(1)判断下列各题正确与否 若a0，则对任一非零向量b，有ab0.若a0，abac，则bc.(2)已知abc中，a，b，当ab0或ab0时，试判断abc的形状设计意图 1加强学生的练习2通过观察、问答等方式对学生的掌握情况有了进一步的了解和把握六、课堂小结1本节课我们学习的主要内容是什么？2平面向量的数量积有哪些应用？3我们是按照怎样的思维模式进行概念的归纳和性质的探究的？在运算律的探究过程中，渗透了哪些数学思想？4类比向量的线性运算，我们还应该怎样研究数量积？七、课后作业1.课时练与测八、教学反思本节课从总体上说是一节概念教学，从数学和物理两个角度创设问题情境 引入数量积概念，能激发学生的学习兴趣通过安排学生讨论影响数量积结果的因素并完成表格和将数量积的几何意义提前，有助于学生更好地理解数量积的结果是数量而不是向量数量积的性质和运算律是数量积概念的延伸，这两方面的内容按照创设一定的情境，让学生自己