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2.4.1平面向量数量积的物理背景及其含义(优秀经典公开课比赛课件).


五、数r 量r积的r运r算律:
(1)a b b a
(2)(ar)

r b

(ar

r b)

r a

r
(b )
r r r rr rr
其注中(:3,)(a(raar、brbr)b、 )crcrc是ar任(bar意crc三) 个b向量c , R
例1、已知
设向量a


b
都是非零向量,则
(1) a⊥ b (2)当 a 与

b

a ·b=0
同向时,a

·b
=|a||b|


a



b 反向时,a

·b
=-|a ||b
|
特别地,a ·a =︱a︱2或︱a︱= a a
(3)︱a

·b
︱≤|a||b |
我们学过了实数乘法的哪些运算律?这些 运算律对向量是否也适用?
三、数量积的物理意义:
(1)用一句话来概括功的数学本质:
功是力与位移的数量积
(2)一物体质量是10千克,分别做以下运动: ①、在水平面上位移为10米; ②、竖直下降10米; ③、竖直向上提升10米; ④、沿倾角为30度的斜面向上运动10米;
分别求重力做的功。
S
①、在水平面上位移为10米:
G
W 0
或 2、a已 b知0A时B,C中试,判 AB断aA,BACC的形b,状 当。 a b 0
1.本节课我们学习的主要内容是什么?
2.平面向量数量积的两个基本应用是什么?
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?
②、竖直下降10米:
S G
WGS
③、竖直向上提升10米:
S
G
W G S
④、沿倾角为30°的斜面向上运动10米:
S
G
W G S cos(180 30)
(1)将问题①②③的结论推广到一般向量,你能得到哪
些结论? (2)比较
a

b
与ar

r b
的大小,你有什么结论?
四、数量积的运算性质:
二、数量积的几何意义:
(1)投影的概念:
bB
| b | cos (或 | a | cos )
叫做向量 b 在 a 方向上
O
θ |b|cosθB1 a
A
(或向量 a 在 b 方向上)的投影。
(2)数量积的几何意义:
r a

r b等于
r a
的长度
r |aBiblioteka |与br在ar方向上的投影
r
| b | cos 的乘积。
2.4.1平面向量数量积的 物理背景及其含义
问题1:我们已经研究了向量的哪些运算? 这些运算的结果是什么?
问题2: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?
物理模型 概念 性质 运算律 应用
问题3:如图所示,一物体在力F的作用下产生位 移S,
(1)力F所做的功W=
r a

r 6,b

4,a与b的夹角为60,求
r a
r 2b

r a
r 3b
.
并思考此运算过程类似 于哪种实数运算?
例2、对任意向量a,b是否有以下结论:
(1)
a
b
2

a 2

2 a

b
b2
(2)
a

b

a

b

a 2

b2
例3、已知
ar
r 3,b
4,a与b不共线, k为何值时,
向量ar

kbr与ar

r kb 互相垂直?
并思考通过本题你有什么收获?
1((、 12))若若判aa断下00,,列则a各对b命任题a一是c非,则 否正零b确向 c, 量b并,说有明 a b理 由0
ar ·br
=|
ar
|
|
r b
|
cosθ
记法“a·b”中间的“ · ”不可以省略,也不可以用“ ”代 替。
规定:零向量与任一向量的数量积为0。

活动二:探究数量积的概念
问题5: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?
讨论并完成下表:
a夹 角b的的范正围负0 90 90 90 180

(2)请同学们分析这个公式的特点:
W(功)是 量,
F
F(力)是 量,
S(位移)是 量
θ是


S
问题4:你能用文字语言来表述功的计算公式吗? 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?
一注、意数:量向积量的定义:
的一夹ar数个与角已为量数br 的知θ积量,数两是。我量个们积非把(零数或向量内量|积arar|)与| ,brb|rc,记osθ它作叫ar们做·的br
4.类比向量的线性运算,我们还应该怎样研究 数量积?
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