6.1向量的加法运算教材分析本节课选自《普通高中课程标准数学教科书-必修第二册》(人教A版)第六章《平面向量及其应用》,本节课是本章第2课时,《向量的加法》是第六章平面向量的线性运算的第一节课。本节内容有向量加法的平行四边形法则、三角形法则及应用,向量加法的运算律及应用.大约需要1课时。向量的加法是向量的线性运算中最基本的一种运算,向量的加法为后面学习减法运算、向量的数乘运算及其几何意义奠定了基础;其中三角形法则适用于求任意多个向量的和,在空间向量与立体几何中有很普遍的应用。所以本课在平面向量及空间向量中有很重要的地位。教学目标与核心素养课程目标学科素养A.理解向量加法的意义;1.数学抽象:向量的加法;B.掌握向量加法的几何表示法,理解向量2.逻辑推理:向量的加法法则:加法的另两个运算法则;3.数学运算:求向量的和;C.理解向量的运算律;4.直观想象:向量加法的集合意义。D.理解和体验实际问题抽象为数学概念的过程和思想,增强学生的应用意识。教学重难点1.教学重点:两个向量的和的概念及其几何意义;2.教学难点:向量加法的运算律。课前准备多媒体教学过程教学过程教学设计意图核心素养目标
6.1 向量的加法运算 本节课选自《普通高中课程标准数学教科书-必修第二册》(人教 A 版)第六章《平面向量及其 应用》,本节课是本章第 2 课时,《向量的加法》是第六章平面向量的线性运算的第一节课。本节 内容有向量加法的平行四边形法则、三角形法则及应用,向量加法的运算律及应用,大约需要 1 课时。 向量的加法是向量的线性运算中最基本的一种运算,向量的加法为后面学习减法运算、向量的数乘 运算及其几何意义奠定了基础;其中三角形法则适用于求任意多个向量的和,在空间向量与立体几何 中有很普遍的应用。所以本课在平面向量及空间向量中有很重要的地位。 1.教学重点:两个向量的和的概念及其几何意义; 2.教学难点:向量加法的运算律。 多媒体 课程目标 学科素养 A.理解向量加法的意义; B.掌握向量加法的几何表示法,理解向量 加法的另两个运算法则; C.理解向量的运算律; D.理解和体验实际问题抽象为数学概念的 过程和思想,增强学生的应用意识。 1.数学抽象:向量的加法; 2.逻辑推理:向量的加法法则; 3.数学运算:求向量的和; 4.直观想象:向量加法的集合意义。 教学过程 教学设计意图 核心素养目标
一、复习回顾,温故知新1.向量、平行向量、相等向量的含义分别是什么?【答案】向量:既有方向又有大小的量。通过复习上节所学,引入本节新课。建立平行向量:方向相同或相反的向量。相等向量:方向相同并且长度相等的向量。知识间的联系,提高2.用有向线段表示向量,向量的大小和方向是如何反映的?什学生概括、类比推理的能力。么叫零向量和单位向量?【答案】向量的大小:有向线段的长度。向量的方向:有向线段的方向。零向量:长度为零的向量叫零向量:单位向量:长度等于1个单位长度的向量叫单位向量。二、探索新知思考1:如图,某质点从点A经过点B到点C,则这个质点的位移怎么表示?通过思考,由质点的位移引入向量加法的三角形法则,R提高学生的解决间题、分析问题的能力。AC可以认为是AB与BC的和,即【答案】从运算的角度看,位移、可以看作向量的加法。1.已知向量a和b,如图在平面内任取一点O,作OA=a,AB=b,则向量OB叫做a和b的和,记作a+b.即a+b=OA+AB=OB。AB万aaa+bb0求两个向量和的运算叫做向量的加法通过口决,让学根据向量加法的定义得出的求向量和的方法,称为向量加法的三角形生更容易识记法则。法则【口决】首尾相连首尾连。思考2:某物体受到F1,F2作用,则该物体所受合力怎么求?通过思考,由力F的合成引入向量加法的平行四边形法则,提高学生的解决F问题、分析问题的能力。可以认为是F与F和E的和,即力【答案】从运算的角度看,的合成可以看作向量的加法。2.向量加法的平行四边形法则
一、复习回顾,温故知新 1. 向量、平行向量、相等向量的含义分别是什么? 【答案】向量:既有方向又有大小的量。 平行向量:方向相同或相反的向量。 相等向量:方向相同并且长度相等的向量。 2. 用有向线段表示向量,向量的大小和方向 是如何反映的?什 么叫零向量和单位向量? 【答案】向量的大小:有向线段的长度。 向量的方向:有向线段的方向。 零向量:长度为零的向量叫零向量; 单位向量:长度等于 1 个单位长度的向量叫单位向量。 二、探索新知 思考 1:如图,某质点从点 A 经过点 B 到点 C,则这个质点的位移 怎么表示? 【答案】 从运算的角度看, AC 可以认为是 AB 与 BC 的和,即 位移、可以看作向量的加法。 1.已知向量 a 和 b ,如图在平面内任取一点 O,作 OA = a, AB = b , 则向量 OB 叫做 a 和 b 的和,记作 a + b .即 a +b = OA+ AB = OB 。 求两个向量和的运算叫做向量的加法. 根据向量加法的定义得出的求向量和的方法,称为向量加法的三角形 法则. 【口诀】首尾相连首尾连。 思考 2:某物体受到 F1,F2 作用,则该物体所受合力怎么求? 【答案】 从运算的角度看, 可以认为是 F 与 F1和F2 的和,即力 的合成可以看作向量的加法。 2.向量加法的平行四边形法则 通过复习上节所学, 引入本节新课。建立 知识间的联系,提高 学生概括、类比推理 的能力。 通过思考,由质 点的位移引入向量 加法的三角形法则, 提高学生的解决问 题、分析问题的能 力。 通过口诀,让学 生更容易识记法则。 通过思考,由力 的合成引入向量加 法的平行四边形法 则,提高学生的解决 问题、分析问题的能 力
如图,以同一点O为起点的两个已知向量α和b为邻边作平行四边形OACB,则以O为起点的对角线OC就是a和b的和,我们把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.CBaba+b1通过思考,进一步理a0解向量加法的三角OC=OA+OB形法则和平行四边【口诀】起点相同,对角线为和。形法则,提高学生的思考3:向量加法的平行四边形法则与三角形法则一致吗?为什么?解决问题、分析问题【答案】一致。平行四边形法则中利用了相等向量的平移。的能力。注:向量的加法运算结果还是向量对于零向量与任一向量a.我们规定α+0=0+a=0。例1.如图,已知向量a和b,求作向量a+b。通过例题讲解,让学生理解怎样用向量的三角形法则与平行四边形法则求向量的和,提高学生解决问题的能力。(1)(2)图6.2-5图6.2-6解:作法1:在平面内任取一点O(图6.2-6(1)),作OA-a,AB=b.则OB=a+b.作法2:在平面内任取一点Q(图6.2-6(2)),作OA=a,O一b以OA,OB为邻边作口OACB,连接OC,则OC=OA+O=a+b,通过探究,求共线向探究1:如果向量a和b共线,它们的加法与数的加法有什么关系?量的和,进一步理解向量的求和法则,提你能做出向量α+b吗?高学生的解决问题、分析问题的能力。【答案】(1)当a和b同向时,abABC
如图,以同一点 O 为起点的两个已知向量 a 和 b 为邻边作平行四 边形 OACB,则以 O 为起点的对角线 OC 就是 a 和 b 的和,我们把这 种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则. OC = OA+OB 【口诀】起点相同,对角线为和。 思考 3:向量加法的平行四边形法则与三角形法则一致吗?为什么? 【答案】一致。平行四边形法则中利用了相等向量的平移。 注:向量的加法运算结果还是向量 对于零向量与任一向量 a .我们规定 a + 0 = 0+ a = 0。 例 1.如图,已知向量 a 和 b ,求作向量 a + b 。 解 : 探究 1:如果向量 a 和 b 共线,它们的加法与数的加法有什么关系? 你能做出向量 a + b 吗? 【答案】(1)当 a 和 b 同向时, 通过思考,进一步理 解向量加法的三角 形法则和平行四边 形法则,提高学生的 解决问题、分析问题 的能力。 通过例题讲解,让学 生理解怎样用向量 的三角形法则与平 行四边形法则求向 量的和,提高学生解 决问题的能力。 通过探究,求共线向 量的和,进一步理解 向量的求和法则,提 高学生的解决问题、 分析问题的能力
a+b=AB+BC=AC(2)当a和b反向时,a通过探索[b|之间a+blBCA的关系,进一步理解向量的求和法则,提a+b=AB+BC=AC高学生的解决问题、分析问题的能力。探究2:结合例1,探索la+bllallbl之间的关系。【答案】由例1和探究1可得,当α和b反向或不共线时,通过探究,结合向量la+bkal+bl:当a和b同向时,la+bal+bl。所以,的求和法则推导加法运算律,进一步理[a+bal+/b]。解向量的求和法则,提高学生的解决问结论:一般地,有|a+ba|+[b]。题、分析问题的能探究3:数的加法满足交换律、结合律,向量的加法是否也满足交换力。律和结合律呢?(1)(2)图 6.2-7通过例题进一【答案】在平行四边形ABCD中,AC=AB+BC=a+b步理解的运算,用向量解决实际问题,提AC=AD+DC=b+a,所以a+b=b+a。高学生用向量解决问题的能力。在图(2)中,AD=AB+BC+CD=AC+CD=(a+b)+cAD=AB+BC+CD=AB+BD=aα+(6+),所以,(a+b)+c=a+(b+℃).结论:向量加法的交换律和结合律a+b=b+a, (a+b)+c=a+(b+c)
a +b = AB+ BC = AC (2)当 a 和 b 反向时, a +b = AB+ BC = AC 探究 2:结合例 1,探索 | a +b |,| a |,| b | 之间的关系。 【答案】由例 1 和探究 1 可得,当 a 和 b 反向或不共线时, | a +b || a | + | b | ;当 a 和 b 同向时, | a +b |=| a | + | b | 。所以, | a +b || a | + | b | 。 结论:一般地,有 | a +b || a | + | b | 。 探究 3:数的加法满足交换律、结合律,向量的加法是否也满足交换 律和结合律呢? 【答案】在平行四边形 ABCD 中, AC = AB+ BC = a +b, AC = AD + DC = b + a ,所以 a +b = b + a 。 在图(2)中, AD = AB+ BC +CD = AC+CD = (a +b) +c , AD = AB+ BC +CD = AB+ BD = a +(b+c) ,所以, (a +b) +c = a +(b +c)。 结论:向量加法的交换律和结合律 a +b = b + a, (a +b) +c = a +(b +c) 通过探索 | a +b |,| a |,| b | 之间 的关系,进一步理解 向量的求和法则,提 高学生的解决问题、 分析问题的能力。 通过探究,结合向量 的求和法则推导加 法运算律,进一步理 解向量的求和法则, 提高学生的解决问 题、分析问题的能 力。 通过例题进一 步理解的运算,用向 量解决实际问题,提 高学生用向量解决 问题的能力
例2.长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮船进行运输,如图所示,一艘船从长江南岸A点出发,以2V3km/h的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时江水的速度为向东2km/h(1)试用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度:(2)求船实际航行的速度的大小与方向(用与江水速度的夹角来表示)解:(1)如图所示,AD表示船速,AB表示水速,以AD、AB为邻边作平行四边形ABCD,则AC表示船实际航行的速度。(2)在Rt△ABC中,|AB=2|BC=2/3,所以,AC=//ABP +|BCP= /2? +(2/3)?=4IBCI_2V3E= J3, 所以 ZCAB=60 因为,tanZCAB=[AB|所以,船实际航行速度为4km/h方向与水的流速间的夹角为60%三、达标检测1.化简OP+PO+PS+SP的结果等于(通过练习巩固本节所学知识,通过学生A. QpB. 00C. SPD. SO解决问题的能力,感悟其中蕴含的数学【解析】P+P0+PS+sP=00+0=00思想,增强学生的应【答案】B用意识。2.在四边形ABCD中,AC=AB+AD,则一定有()A四边形ABCD是矩形B.四边形ABCD是菱形C.四边形ABCD是正方形D.四边形ABCD是平行四边形【解析】由AC=AB+AD得AD=BC,即AD=BC,且ADI/BC,所以四边形ABCD一组对边平行且相等,故为平行四边形【答案】D3.(多选题)下列命题中正确的命题是()A.如果非零向量α与b的方向相同或相反,那么(a+b)//a;
例 2.长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮船进行运输,如图所 示,一艘船从长江南岸 A 点出发,以 2 3 km/h 的速度向垂直于对 岸的方向行驶,同时江水的速度为向东 2km/h. (1)试用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度; (2)求船实际航行的速度的大小与方向(用与江水速度的夹角来表 示)。 解:(1)如图所示, AD 表示船速, AB 表示水速,以 AD、AB 为 邻边作平行四边形 ABCD ,则 AC 表示船实际航行的速度。 (2)在 RtABC 中 , | AB|= 2,| BC |= 2 3 , 所 以 , | | | | | | 2 (2 3) 4 2 2 2 2 AC = AB + BC = + = , 因为, 3 2 2 3 | AB| | BC | tan CAB = = = ,所以 CAB = 60 。 所以,船实际航行速度为 4km/h,方向与水的流速间的夹角为 60º。 三、达标检测 1.化简OP→ +PQ→+PS→+SP→的结果等于( ) A.QP→ B.OQ→ C.SP→ D.SQ→ 【解析】 OP→ +PQ→+PS→+SP→=OQ→ +0=OQ→ . 【答案】 B 2.在四边形 ABCD 中,AC→=AB→+AD→,则一定有( ) A.四边形 ABCD 是矩形 B.四边形 ABCD 是菱形 C.四边形 ABCD 是正方形 D.四边形 ABCD 是平行四边形 【解析】 由AC→=AB→+AD→ 得AD→=BC→,即 AD=BC,且 AD∥BC, 所以四边形 ABCD 一组对边平行且相等,故为平行四边形. 【答案】 D 3.(多选题)下列命题中正确的命题是( ) A.如果非零向量 a 与 b 的方向相同或相反,那么(a+b)∥a; 通过练习巩固本节 所学知识,通过学生 解决问题的能力,感 悟其中蕴含的数学 思想,增强学生的应 用意识