平面向量数量积的物理背景及其含义教学案例设计.doc

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1、平面向量数量积的物理背景及其含义平面向量数量积的物理背景及其含义教学案例设计教学案例设计 一一 . .教学内容分析教学内容分析：本课内容选自普通高中课程标准实验教科书数学必修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.二二. .学生学习情况分析：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

2、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,教学中老师要注意引导学生分析判断.三三. .设计思想设计思想：遵循新课标以人为本的理念，以启发式教学思想和建构主义理论为指导，采用探究式教学，以多媒体手段为平台，利用问题让学生自主地参与探究，在探究过程中注重学生学习过程的体验和数学能力的发展， 引导学生积极将知识融入自己的知识体系。四四. .教学目标：教学目标：1、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；2、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；3、体会类比的数学

3、思想和方法，进一步培养学生抽象概括、推理论证的能力。五五. .教学重点和难点教学重点和难点: :重点是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；难点是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。六六. .教学过程设计：教学过程设计：活动一：创设问题情景，引出新课活动一：创设问题情景，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

4、应用3、新课引入：本节课我们仍然按照这种研究思路来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：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。活动二：探究数量积的概念活动二：探究数量积的概念1、给出有关材料并提出问题 3：（1）如图所示，一物体在力 F F 的作用下产生位移 S S，那么力 F F 所做的功：W= |F F| |S S| cos。 （2）这个公式有什么特点？请完成下列填空：W（功）是 量，FF（力）是 量，SS（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

5、（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：SF已知两个非零向量 与 ，它们的夹角为 ，我们把数量ab coscos 叫做 与 的数量积（或内积） ，记作：abab ，即： = coscosababab（2）定义说明：记法“ ”中间的“”不可以省略，也不可以用“ ”ab代替。 “规定”：零向量与任何向量的数量积为零。设计意图：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景，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3

6、、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 与 的模有关，还和它们的夹角有ab关。4、学生讨论，并完成下表： 的范围00 的情况,为了帮助学生完善证明，提出以下问题：当 0 时，向量 与 ，与 aab的方向的关系如何？此时，向量 与 及 与 的夹角与babab已知向量、 、 和实数 ，则：abc（1）= = （2 2） （）=（)= = （）abbaababab（3） （ + ） = = + + abcacbc向量 与 的夹角相等吗？ab5、师生活动：证明运算律（3）设计意图

7、：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。活动五活动五：应用与提高应用与提高1、学生独立完成：已知 =5, =4, 与 的夹角abab=120，求 。ab设计意图：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 =6， =4, 与 的夹角abab为 60，求（ +2 2 ）（ -3 3 ） ，并思考此运算过程类似于abab哪种实数运算？3、学生独立完成：对任意向量 ，b b是否有以下结论：a（1 1）( ( + ) )2 2=2 2+2 2 + +2 2 abaabb（2 2）( ( + )()

8、( - ) )= 2 22 2ababab设计意图：设计意图：让学生体会解题中运算律的作用，比较向量运算与数运算的异同。4、师生共同完成：已知 =3， =4, 且 与与 不共abab线，k为何值时，向量 +k 与与 -k 互相垂直？并讨论：abab通过本题，你有什么体会？设计意图：设计意图：学会利用数量积来解决垂直问题，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 0，则对任一非零向量 ，有 0abab、若 0， ，则 aabacbc（2）已知ABC 中，= , = ，当 0ABaACbab或 0 时，试判断ABC 的形状。ab设计意图：

9、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。活动六活动六：小结小结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？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？设计意图：设计意图：通过学生讨论总结，加强了学生概念法则的理解和掌握，体会整个内容的研究过程，明白了为什么要学这些内容，学了这些内容可以做什么，这对以后的学习有什么指导意义。活动七活动七：布置作业布置作业 1、课本 P119习题 2.4A 组 1、2、3。2、拓展与提

10、高：已知 与 都是非零向量，且 +3+3 与与 7 7 -5-5 垂直，ababab-4-4 与 7 7 -2-2 垂直，求 与 的夹角。 （本题供学有余力ababab的同学选做）设计意图：设计意图：通过设计不同层次的作业既使学生掌握基础知识，又使学有余力的学生有所提高，从而达到激发兴趣和“减负”的目的。七七. .教学反思：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景来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，

11、这两方面的内容按照创设一定的情景，让学生自己去探究、去发现结论,教师明晰后，再由学生或师生共同完成证明。这样能更清楚地看到数学法则与法则间的联系与区别,体会法则学习研究的重要性,例题和练习的选择都是围绕数量积的概念和运算律展开的,这能使学生更好在掌握概念法则.点评：点评：本节课是概念数学课，教师设计了从物理和数学两个角度创设情景，注重概念产生背景及概念深化的过程，使学生认识了数量积的数学模形。通过问题形式引导学生自主探究数量积的性质及运算律，培养了学生类比、从特殊到一般的归纳概括能力，通过练习使学生掌握了数量积的计算，最后教师通过知识技能、思维方法两个方面加以总结，使学生深化对数量积的认识，形成了良好的认知结构。数量积的性质在解题中有许多应用，同时也应是本节课的重、难点，如何突破，教师在教学设计中似乎“单薄”些。如重要性质应配备练习来加以巩固。aba b