16第二章 从位移、速度、力到向量
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§1 从位移、速度、力到向量1.1 位移、速度和力 1.2 向量的概念思考1:两个数量可以比较大小,那么两个向量能比较大小吗? [提示] 数量之间可以比较大小,而两个向量不能比较大小. 2.向量及其表示 (1)定义既有大小,又有方向的量叫作向量. (2)有向线段具有方向和长度的线段叫作有向线段.其方向是由起点指向终点,以A 为起点、B 为终点的有向线段记作AB →,线段AB 的长度也叫作有向线段AB →的长度,记作|AB →|. (3)向量的长度|AB →|(或|a |)表示向量AB →(或a )的大小,即长度(也称模). (4)向量的表示法①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.②向量也可以用黑体小写字母如a ,b ,c ,…来表示,书写用a →,b →,c →…来表示. 思考2:0的模长是多少?0有方向吗?单位向量的模长是多少? [提示] 0的模长为0,方向任意. 单位向量的模长为1个单位长度. 1.下列各量中不是向量的是( ) A.浮力 B .速度 C.温度D .加速度C [向量是既有大小又有方向的量.]2.如图所示,四边形RSPQ 是菱形,下列可以用同一有向线段表示的两个向量是( ) A.SP →和QR →B .SR →和PQ → C.SR →和QR →D .SR →和SP → B [由图可知向量SR →与PQ →是相等向量,满足条件.] 3.如图,在⊙O 中,向量OB →、OC →、AO →是( ) A.有相同起点的向量 B.共线向量 C.模相等的向量 D.相等的向量C [OB →、OC →、AO →的模均为圆的半径,故相等.]4.如图,四边形ABCD 和ABDE 都是平行四边形,则与ED →相等的向量有________,与AB →共线的向量有________.AB →,DC → BA →,ED →,DE →,CD →,DC →,EC →,CE →[在平行四边形ABCD 和ABDE 中,因为AB →=ED →,AB →=DC →,所以与ED →相等的向量为AB →,DC →;由图知与向量AB →共线的向量有BA →,ED →,DE →,CD →,DC →,EC →,CE →.]向量的有关概念【例1】 判断下列各命题的真假: (1)向量AB →的长度与向量BA →的长度相等;(2)向量a 与向量b 平行,则a 与b 的方向相同或相反; (3)两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同; (4)两个有共同终点的向量,一定是共线向量;(5)向量AB →与向量CD →是共线向量,则点A 、B 、C 、D 必在同一条直线上; (6)有向线段就是向量,向量就是有向线段. 其中假命题的个数是( ) A.2 B .3 C.4 D .5C [(1)真命题.(2)假命题.若a 与b 中有一个为零向量时,其方向是不确定的. (3)真命题.(4)假命题.终点相同并不能说明这两个向量的方向相同或相反. (5)假命题.共线向量所在的直线可以重合,也可以平行.(6)假命题.向量是用有向线段来表示的,但并不是有向线段.故选C.]1.零向量是用向量的长度来定义的,共线向量是用表示向量的有向线段所在直线平行或重合来定义的.相等向量是用向量的长度和方向共同定义的,要弄清这些概念的定义.2.理解向量的有关概念时,注意区分向量与有向线段:只有起点、大小和方向均相同,才是相同的有向线段.对于向量,只要大小和方向相同,就是相等向量,而与起点无关.1.给出下列几种说法:①温度、速度、位移这些物理量都是向量; ②若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ; ③向量的模一定是正数;④起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量. 其中说法正确的是________.(填序号) ④ [①错误,只有速度、位移是向量.②错误.|a|=|b|仅说明a 与b 模相等,但不能说明它们方向的关系. ③错误.0的模|0|=0.④正确.对于一个向量仅由大小和方向确定,与起点的位置无关.]向量的表示【例2】 一艘军舰从基地A 出发向东航行了200海里到达基地B ,然后改变航线向东偏北60°航行了400海里到达C 岛,最后又改变航线向西航行了200海里到达D 岛.(1)试作出向量AB →,BC →,CD →; (2)求|AD →|.[思路探究] 准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后结合向量的大小确定向量的终点.[解] (1)建立如图所示的直角坐标系,向量AB →,BC →,CD →即为所求. (2)根据题意,向量AB →与CD →方向相反,故向量AB →∥CD →.又|AB →|=|CD →|,∴在四边形ABCD 中,AB 綊CD ,四边形ABCD 为平行四边形, ∴AD →=BC →,∴|AD →|=|BC →|=400(海里).1.准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向量的终点.用有向线段来表示向量是向量的几何表示,必须确定起点、长度和终点,三者缺一不可.2.起点相同,长度也相同的向量的终点组成以该起点为圆心、向量长度为半径的圆. 2.一辆消防车从A 地去B 地执行任务,先从A 地向北偏东30°方向行驶2千米到D 地,然后从D 地沿北偏东60°方向行驶6千米到达C 地,从C 地又向南偏西30°方向行驶了2千米才到达B 地.(1)在如图所示的坐标系中画出AD →,DC →,CB →,AB →; (2)求B 地相对于A 地的位置向量. [解] (1)向量AD →,DC →,CB →,AB →如图所示. (2)由题意知AD →=BC →,∴AD 綊BC , ∴四边形ABCD 为平行四边形, ∴AB →=DC →,∴B 地相对于A 地的位置向量为“北偏东60°,6千米”.相等向量与共线向量 [探究问题]1.如果两个非零向量所在的直线互相平行,那么这两个向量的方向有什么关系? [提示] 方向相同或相反.2.表示共线向量的有向线段所在的直线有什么位置关系? [提示] 表示共线向量的有向线段所在直线平行或重合.3.如果非零向量AB →与CD →是共线向量,那么点A ,B ,C ,D 是否一定共线? [提示] 不一定共线.4.与向量a 共线的单位向量有几个?[提示] 当a ≠0时,有两个;当a =0时,有无数个.【例3】 如图所示,O 是正六边形ABCDEF 的中心,且OA →=a ,OB →=b ,OC →=c . (1)与a 的模相等的向量有多少个?(2)与a 的长度相等,方向相反的向量有哪些? (3)与a 共线的向量有哪些?[思路探究] 由题目可获得以下主要信息: ①六边形ABCDEF 是正六边形; ②OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ; ③求各相应向量.解答本题要充分借助几何图形的性质及向量相关概念进行判断,从而解决相应问题. [解] (1)与a 的模相等的向量有23个.(2)与a 的长度相等且方向相反的向量有OD →,BC →,AO →,FE →. (3)与a 共线的向量有EF →,BC →,OD →,FE →,CB →,DO →,AO →,DA →,AD →.1.向量共线有三种情形:①共线且同向;②共线且反向;③有一个是零向量. 2.向量的平行与直线平行的关系两条直线平行时,直线上的有向线段平行,两向量平行时,表示向量的有向线段所在直线不一定平行,也可能重合.若直线m ,n ,l ,m ∥n ,n ∥l ,则m ∥l ;若向量a ,b ,c ,a ∥b ,b ∥c ,而a ,c 不一定平行.1.向量的模可以比较大小,但因为向量有方向,所以向量不能比较大小.2.用有向线段来表示向量,显示了图形的直观性,应该注意的是有向线段是向量的表示,并不是说向量就是有向线段.有向线段的起点、终点是确定的,而向量仅由大小和方向确定,与起点位置无关.3.共线向量也就是平行向量,其要求是几个非零向量的方向相同或相反,当然向量所在的直线可以平行,也可以重合,其中“平行”的含义不同于平面几何中“平行”的含义.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)数量同向量一样可以比较大小. ( ) (2)向量AB →与向量BA →是相等向量.( ) (3)两个向量平行时,表示向量的有向线段所在的直线一定平行. ( ) (4)向量就是有向线段.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× 2.下列说法错误的是( ) A.若a =0,则|a |=0 B.零向量是没有方向的 C.零向量与任一向量平行 D.零向量的方向是任意的B [零向量的长度为0,方向是任意的,它与任何向量都平行,所以B 是错误的.] 3.把平行于某一条直线的所有向量归结到共同的起点,则终点构成的图形是________;若这些向量是单位向量,则终点构成的图形是________.一条直线 两个点 [因为向量平行,且表示它们的有向线段有共同的起点,所以终点在一条直线上;而对于单位向量,其大小都是一个单位,所以它们的终点在起点的两侧,且距起点一个单位,所以终点构成的图形是两个点.]4.如图所示,以1×2方格纸中的格点(各线段的交点)为起点和终点的向量中. (1)写出与AF →、AE →相等的向量; (2)写出与AD →模相等的向量. [解] (1)AF →=BE →=CD →,AE →=BD →. (2)DA →,CF →,FC →.。
§1 从位移、速度、力到向量学习目标 1.能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别. 2.会用有向线段作向量的几何表示,了解有向线段与向量的联系与区别,会用字母表示向量. 3.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念.知识点一 向量的概念思考1 在日常生活中有很多量,如面积、质量、速度、位移等,这些量有什么区别? 答案 面积、质量只有大小,没有方向;而速度和位移既有大小又有方向. 思考2 两个数量可以比较大小,那么两个向量能比较大小吗? 答案 数量之间可以比较大小,而两个向量不能比较大小. 梳理 向量与数量(1)向量:既有大小,又有方向的量统称为向量. (2)数量:只有大小,没有方向的量称为数量. 知识点二 向量的表示方法思考1 向量既有大小又有方向,那么如何形象、直观地表示出来? 答案 可以用一条有向线段表示. 思考2 0的模是多少?0有方向吗? 答案 0的模为0,方向任意. 思考3 单位向量的模是多少? 答案 单位向量的模为1个单位长度. 梳理 (1)向量的表示①具有方向和长度的线段叫作有向线段,以A 为起点,以B 为终点的有向线段记作AB →,线段AB 的长度也叫作有向线段AB →的长度,记作|AB →|.②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,即长度(也称模).箭头所指的方向表示向量的方向.③向量也可以用黑体小写字母如a ,b ,c ,…来表示,书写用a →,b →,c →,…来表示. (2)长度为零的向量称为零向量,记作0或0→;与向量a 同方向,且长度为单位1的向量,叫作a 方向上的单位向量,记作a 0. 知识点三 相等向量与共线向量思考1 已知A ,B 为平面上不同两点,那么向量AB →和向量BA →相等吗?它们共线吗? 答案 因为向量AB →和向量BA →方向不同,所以二者不相等.又表示它们的有向线段在同一直线上,所以两向量共线.思考2 向量平行、共线与平面几何中的直线、线段平行、共线相同吗?答案 不相同,由相等向量定义可知,向量可以任意移动.由于任意一组平行向量都可以移动到同一直线上,所以平行向量也叫作共线向量.因此共线向量所在的直线可以平行,也可以重合. 思考3 若a ∥b ,b ∥c ,那么一定有a ∥c 吗? 答案 不一定.因为当b =0时,a ,c 可以是任意向量.梳理 (1)相等向量:长度相等且方向相同的向量叫作相等向量.(2)平行向量:如果表示两个向量的有向线段所在的直线平行或重合,则称这两个向量平行或共线.①记法:a 与b 平行或共线,记作a ∥b . ②规定:零向量与任一向量平行.1.向量就是有向线段.( × )提示 向量可以用有向线段来表示,但并不能说向量就是有向线段. 2.若两个向量共线,则其方向必定相同或相反( × ) 3.若a =b ,且a 与b 的起点相同,则终点也相同.( √ )提示 若a =b ,则a 与b 的大小和方向都相同,那么起点相同时,终点必相同.类型一 向量的概念例1 下列说法正确的是( ) A.向量AB →与向量BA →的长度相等B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同C.零向量没有方向D.任意两个单位向量都相等 考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 A解析 两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的方向不一定相同,终点也不一定相同;零向量的方向不确定,并不是没有方向;任意两个单位向量只有长度相等,方向不一定相同,故B ,C ,D 都错误,A 正确.故选A.反思与感悟 解决向量概念问题一定要紧扣定义,对单位向量与零向量要特别注意方向问题. 跟踪训练1 下列说法正确的有 .(填序号) ①若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ;②向量AB →与CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点必在同一条直线上; ③向量AB →与BA →是平行向量. 考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 ③解析 ①错误.|a |=|b |仅说明a 与b 的模相等,不能说明它们方向的关系.②错误.共线向量即平行向量,只要方向相同或相反,并不要求两个向量AB →,CD →必须在同一直线上,因此点A ,B ,C ,D 不一定在同一条直线上. ③正确.向量AB →和BA →是长度相等,方向相反的两个向量. 类型二 共线向量与相等向量例2 如图所示,△ABC 的三边均不相等,E ,F ,D 分别是AC ,AB ,BC 的中点.(1)写出与EF →共线的向量; (2)写出与EF →的模相等的向量; (3)写出与EF →相等的向量. 考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量解 (1)因为E ,F 分别是AC ,AB 的中点, 所以EF 綊12BC .又因为D 是BC 的中点,所以与EF →共线的向量有FE →,BD →,DB →,DC →,CD →,BC →,CB →. (2)与EF →模相等的向量有FE →,BD →,DB →,DC →,CD →. (3)与EF →相等的向量有DB →,CD →.反思与感悟 相等向量与共线向量的探求方法(1)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线. (2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量. 跟踪训练2 如图所示,O 是正六边形ABCDEF 的中心.(1)与OA →的模相等的向量有多少个?(2)是否存在与OA →长度相等、方向相反的向量?若存在,有几个? (3)与OA →共线的向量有哪些? 考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量解 (1)与OA →的模相等的线段是六条边和六条半径(如OB ),而每一条线段可以有两个向量,所以这样的向量共有23个.(2)存在.由正六边形的性质可知,BC ∥AO ∥EF ,所以与OA →长度相等、方向相反的向量有AO →,OD →,FE →,BC →,共4个.(3)由(2)知,BC ∥AO ∥EF ,线段OD ,AD 与OA 在同一条直线上,所以与OA →共线的向量有BC →,CB →,EF →,FE →,AO →,OD →,DO →,AD →,DA →,共9个. 类型三 向量的表示及应用例3 一辆汽车从A 点出发向西行驶了100 km 到达B 点,然后又改变方向,向西偏北50°的方向走了200 km 到达C 点,最后又改变方向,向东行驶了100 km 到达D 点. (1)作出向量AB →,BC →,CD →; (2)求|AD →|.考点 向量的表示及应用 题点 向量的表示及应用解 (1)向量AB →,BC →,CD →如图所示.(2)由题意知,AB →与CD →方向相反,故AB →与CD →共线. 又∵|AB →|=|CD →|,∴在四边形ABCD 中,AB 綊CD , ∴四边形ABCD 为平行四边形, ∴AD →=BC →,∴|AD →|=|BC →|=200 km.反思与感悟 准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向量的终点.跟踪训练3 在如图的方格纸上,已知向量a ,每个小正方形的边长为1.(1)试以B为终点画一个向量b,使b=a;(2)在图中画一个以A为起点的向量c,使|c|=5,并说出向量c的终点的轨迹是什么?考点向量的表示及应用题点向量的表示及应用解(1)根据相等向量的定义,所作向量与向量a平行,且长度相等(作图略).(2)由平面几何知识可知,所有这样的向量c的终点的轨迹是以A为圆心,5为半径的圆(作图略).1.下列结论正确的个数是()①温度含零上和零下温度,所以温度是向量;②向量的模是一个正实数;③向量a与b不共线,则a与b都是非零向量;④若|a|>|b|,则a>b.A.0B.1C.2D.3考点向量的概念题点向量的概念答案 B解析①温度没有方向,所以不是向量,故①错;②向量的模也可以为0,故②错;④向量不可以比较大小,故④错;③若a,b中有一个为零向量,则a与b必共线,故a与b不共线,则应均为非零向量,故③对.2.下列说法错误的是()A.若a=0,则|a|=0B.|a|与|b|是否相等,与a,b的方向无关C.零向量与任一向量都不平行D.零向量的方向是任意的考点向量的概念题点 向量的概念 答案 B3.如图所示,梯形ABCD 为等腰梯形,则两腰上的向量AB →与DC →的关系是( )A.AB →=DC →B.|AB →|=|DC →|C.AB →>DC →D.AB →<DC →考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 B解析 |AB →|与|DC →|表示等腰梯形两腰的长度,故相等.4.如图所示,在以1×2方格纸中的格点(各线段的交点)为起点和终点的向量中.(1)写出与AF →,AE →相等的向量; (2)写出与AD →的模相等的向量. 考点 共线向量与相等向量 题点 相等向量解 (1)AF →=BE →=CD →,AE →=BD →. (2)与AD →的模相等的向量有DA →,CF →,FC →.1.向量是既有大小又有方向的量,从其定义可以看出向量既有代数特征又有几何特征,因此借助于向量,我们可以将某些代数问题转化为几何问题,又将几何问题转化为代数问题,故向量能起到数形结合的桥梁作用.2.共线向量与平行向量是一组等价的概念.两个共线向量不一定要在一条直线上.当然,同一直线上的向量也是平行向量.3.注意两个特殊向量——零向量和单位向量,零向量与任何向量都平行,单位向量有无穷多个,起点相同的所有单位向量的终点在平面内形成一个单位圆.一、选择题1.(2017·北师大附中一模)下列物理量:①质量;②速度;③位移;④力;⑤加速度;⑥路程.其中是向量的有( ) A.2个 B.3个 C.4个D.5个考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 C解析 ②③④⑤是向量.2.下列说法中正确的个数是( )①一个向量方向不确定当且仅当模为0;②共线的向量,若起点不同,则终点一定不同;③单位向量的模都相等. A.0 B.1 C.2 D.3 考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 C3.下列说法正确的是( )A.若a ∥b ,则a 与b 的方向相同或相反B.若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥cC.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等D.若a =b ,b =c ,则a =c 考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量 答案 D4.如图,在四边形ABCD 中,若AB →=DC →,则图中相等的向量是( )A.AD →与CB →B.OB →与OD →C.AC →与BD →D.AO →与OC →考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量 答案 D解析 ∵AB →=DC →,∴四边形ABCD 是平行四边形,∴AC ,BD 互相平分,∴AO →=OC →. 5.如图,在菱形ABCD 中,∠BAD =120°,则以下说法错误的是( )A.与AB →相等的向量只有1个(不含AB →)B.与AB →的模相等的向量有9个(不含AB →)C.BD →的模恰为DA →的模的3倍 D.CB →与DA →不共线考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量 答案 D解析 由于AB →=DC →,因此与AB →相等的向量只有DC →,因此选项A 正确;而与AB →的模相等的向量有DA →,DC →,AC →,CB →,AD →,CD →,CA →,BC →,BA →,因此选项B 正确;而在Rt △AOD 中,∵∠ADO =30°,∴|DO →|=32|DA →|,故|DB →|=3|DA →|,因此选项C 正确;由于CB →=DA →,因此CB→与DA →是共线的,故选D.6.如图所示,四边形ABCD ,CEFG ,CGHD 是全等的菱形,则下列结论中不一定成立的是( )A.|AB →|=|EF →|B.AB →与FH →共线 C.BD →与EH →共线 D.CD →=FG →考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量 答案 C7.下列说法正确的是( )A.AB →∥CD →表示AB →所在的直线平行于CD →所在的直线 B.长度相等的向量叫作相等向量 C.零向量的长度等于0D.共线向量是在一条直线上的向量 考点 向量的概念 题点 向量的概念 答案 C解析 AB →∥DC →表示AB →所在的直线平行于DC →所在的直线,或AB →所在的直线与DC →所在的直线重合;相等向量不仅要求长度相等,还要求方向相同;共线向量也称为平行向量,它们可以是在一条直线上的向量,也可以是所在直线互相平行的向量,所以A ,B ,D 均错误,故选C. 二、填空题8.在四边形ABCD 中,若AB →=DC →且|AB →|=|AD →|,则四边形的形状为 . 考点 向量的应用题点 向量在平面几何中的应用 答案 菱形解析 ∵AB →=DC →,∴AB 綊DC , ∴四边形ABCD 是平行四边形. ∵|AB →|=|AD →|,∴四边形ABCD 是菱形. 9.给出以下5个条件:①a =b ;②|a |=|b |;③a 与b 的方向相反;④|a |=0或|b |=0;⑤a 与b 都是单位向量.其中能使a ∥b 成立的是 .(填序号) 考点 共线向量与相等向量 题点 共线向量与相等向量 答案 ①③④解析 相等向量一定是共线向量,故①能使a ∥b ;方向相同或相反的向量一定是共线向量,故③能使a ∥b ;零向量与任一向量平行,故④能使a ∥b .10.以下命题:①两个具有公共终点的向量,一定是共线向量;②两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小;③单位向量都是共线向量.其中,正确说法的个数为 .考点 共线向量与相等向量题点 共线向量与相等向量答案 111.某人向正东方向行进100 m 后,再向正南方向行进100 3 m ,则此人位移的方向是 .考点 向量的表示方法题点 向量的几何意义及其应用答案 南偏东30°解析 如图所示,此人从点A 出发,经点B ,到达点C ,则tan ∠BAC =BC BA =1003100=3, ∵∠BAC 是三角形的内角,∴∠BAC =60°,即位移的方向是南偏东30°.三、解答题12.如图的方格纸由若干个边长为1的小正方形并在一起组成,方格纸中有两个定点A ,B .点C 为小正方形的顶点,且|AC →|= 5.(1)画出所有的向量AC →;(2)求|BC →|的最大值与最小值.考点 向量的表示与应用题点 向量的表示与应用解 (1)画出所有的向量AC →,如图所示.(2)由(1)所画的图知,①当点C 位于点C 1或C 2时,|BC →|取得最小值为12+22=5; ②当点C 位于点C 5或C 6时,|BC →|取得最大值为42+52=41.所以|BC →|的最大值为41,最小值为 5.13.如图,D ,E ,F 分别是△ABC 各边的中点,四边形BCGF 是平行四边形,试分别写出与FE→共线的向量及相等的向量.考点 相等向量与共线向量题点 相等向量与共线向量解 (1)与FE →共线的向量有FG →,EG →,GF →,GE →,BD →,DB →,DC →,CD →,BC →,CB →,EF →.(2)与FE →相等的向量有EG →,BD →,DC →.四、探究与拓展14.如图,若四边形ABCD 为正方形,△BCE 为等腰直角三角形,则:(1)图中与AB →共线的向量有 ;(2)图中与AB →相等的向量有 ;(3)图中与AB →的模相等的向量有 ;(4)图中与EC →相等的向量有 .考点 共线向量与相等向量题点 共线向量与相等向量答案 (1)DC →,BE →,BA →,CD →,EB →,AE →,EA →(2)DC →,BE →(3)BA →,BE →,EB →,DC →,CD →,AD →,DA →,BC →,CB →(4)BD →15.一辆消防车从A 地去B 地执行任务,先从A 地向北偏东30°方向行驶2千米到达D 地,然后从D 地沿北偏东60°方向行驶6千米到达C 地,从C 地又向南偏西30°方向行驶2千米才到达B 地.(1)在如图所示的坐标系中画出AD →,DC →,CB →,AB →;(2)求B 地相对于A 地的位置向量.考点 向量在生活中的应用题点 向量在生活中的应用解 (1)向量AD →,DC →,CB →,AB →如图所示.(2)由题意知AD →=BC →,∴AD 綊BC ,则四边形ABCD 为平行四边形,∴AB →=DC →,则B 地相对于A 地的位置向量为“北偏东60°,长度为6千米”.。
2.1 从位移、速度、力到向量教材解读一、平面向量的基本概念1.向量既有大小、又有方向的量叫做向量.注:向量有两个要素:大小和方向,二者缺一不可.2.向量的表示①用一个小写字母表示向量,如a,b等.②用有向线段表示向量,以A为起点,B为终点的向量记为AB,注意起点写在前面、终点写在后面.3.向量的模向量AB的大小,称作向量AB的长度(或称模),记作AB.注:向量是不能比较大小的,但向量的模可以比较大小.4.零向量长度为0的向量叫做零向量,记作0.00;②零向量的方向是任意的.注:①=5.单位向量长度等于1个单位的向量,叫做单位向量.6.平行向量方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.向量a,b平行,记作∥a b.注:①规定:零向量与任一向量平行,即对于任意向量a,都有a0∥;②由于任意一组平行向量都可移动到同一直线上,故平行向量也叫做共线向量;③两个向量共线与两条线段共线不同,前者的起点可以不同,而后者必须在同一直线上.同样,两个平行向量与两条平行直线是不同的,因为两个平行向量可以移到同一直线上.7.相等向量长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.向量a与b相等,记作a b=.注:①零向量与零向量相等;②任意两个相等的非零向量,都可用一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关;③对于一个向量,只要不改变它的大小和方向,是可以任意平=⇒=;反之不成立.行移动的;④a b a b8.相反向量与a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作a-.注:①a与a00;③相反向量与方向相反的向量不是同一个概念,-互为相反向量;②-=相反向量是方向相反的向量,反之不成立.。
教学课题:从位移、速度、力到向量
三维目标:
1.知识与技能:
了解向量产生的物理背景及几何背景;理解向量的概念、几何表示,理解零向量、单位向量、相等向量和共线向量的含义.
2.过程与方法:
经历向量概念的形成过程,体会由实例引入概念的方法,能根据定义和图形判定向量是否平行、共线、相等.
3.情感、态度与价值观:
通过本节的学习,使学生认识到向量在刻画现实问题、物理问题和数学问题中的作用,从而激发学习兴趣,养成锲而不舍的钻研精神和科学态度.
教学重点:向量的概念、向量的几何表示以及平行向量、相等向量的概念.
教学难点:对向量概念的理解,平行或共线向量的概念及应用.
教学课时:1课时
教学过程:
一.引入
引入:在现实生活中,我们会遇到很多量,其中一类量,如长度、质量、面积等. 它们只有大小的区别,这类量叫作数量,数量的大小可以用实数表示,数量之间可以进行代数运算,可以比较大小;另一类既有大小、又有方向,如位移、速度、力等,这类量就是我们本章所要研究的向量. (揭示课题)二.新知
㈠位移、速度和力
师投影如下图片:
⑴民航客机的位移:
⑵学生从家到学校的位移:
⑶运动员投掷标枪的初速度:
⑷起重机吊物时物体受到的力:
⑸汽车爬坡时的牵引力:
提问:分析物理中的位移、速度和力这些量具有什么特点?
结论:位移、速度和力在物理中称为矢量,它们是既有大小,又有方向的量.
㈡向量的基本概念
1.向量的定义
我们把既有大小、又有方向的量统称为向量.
说明:
⑴向量被大小和方向唯一确定,而与起点和终点位置无关. 数学中的向量是指自由向量,只要不改变其大小和方向,在平面上可以自由平行移动. 这一点与物理中的矢量有区别,物理中的矢量不仅有大小和方向,还有作用点.
⑵向量是不同于数量的一种新的量. 数量只有大小、没有方向,其大小可以用实数来表示,它是一个代数量,可以进行各种代数运算,数量之间可以比较大小. 向量是既有大小、又有方向的量,由于方向不
能比较大小,因此“大于”“小于”对向量来说是没有意义的,但向量的大小是一个数量(正数或0),可以比较大小.
2.向量的表示
⑴几何表示:
如图,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,记作. 线段AB的长度也叫作有向线段的长度,记
向量可以用有向线段表示. 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.
说明:有向线段是具有方向的线段,它有三个要素:起点、方向、长度,即有向线段与它的起点、方向、长度都有关;而向量只与它的大小、方向有关,与表示它的有段线段的起点无关,所以说向量可以用有向线段来表示,但不能说向量就是有向线段.
⑵字母表示
a,等.
在印刷体中向量可以用黑体小写字母表示,如a,b等,书写时应表示为带箭头的b
㈢向量的相关概念
向量的相关概念如下表(师讲解并板书其中的内容):
说明:
⑴共线向量不一定是相等向量,而相等向量一定是共线向量. 零向量与任一向量共线,但只有零向量与零向量相等.
⑵单位向量是模为1的向量,方向可以多种,与非零向量a 共线的单位向量有两个:一个是与a 同向
.
三.应用举例
例(教材例题)如图,F E D ,,依次是等边三角形ABC 的边AC BC AB ,,的中点. 在以
F E D C B A ,,,,,为起点或终点的向量中,
⑴找出与向量相等的向量; ⑵找出与向量共线的向量
.
例 下列命题正确的是( ) A.若//,//,则//
B.任意两个相等的非零向量的起点与终点是一平行四边形的四个顶点
C.向量a 与b 不共线,则a 与b 都是非零向量
D.有相同起点的两个非零向量不平行 四.巩固练习:教材75页的练习 五.小结
1.向量的有关概念;
2.两向量的关系:相等向量与共线向量. 六.作业
习题12-第1、4题. 七.备用习题
1.如图,扇形OAB 中,弧AB 的长度为
54π,3
π
=∠AOB ,C 是弦AB
= .
2.已知飞机从A 地按北偏东 30方向飞行2000km 到达B 地,再从B 地按南偏东
30方向飞行
2000km 到达C 地,再从C 地按西南方向飞行21000km 到达D 地. 画图表示向量,,,并
指出向量的模和方向.
3.如图,C B A ,,三点的坐标依次是()()()y x ,,1,0,0,1-,其中R y x ∈,,当y x ,满足什么条件时,向量与共线?。