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視頻標簽:新教材人教A版
所屬欄目:高中數學優質課視頻
視頻課題:新教材人教A版高中數學必修第二冊(省優質課)6.4.2向量在物理中的應用舉例
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新教材人教A版高中數學必修第二冊6.4.2 向量在物理中的應用舉例
6.4.2向量在物理中的應用舉例
教學設計
1.內容
向量在物理中的應用舉例.
2.內容解析
前面我們學習了平面幾何中的向量方法,了解了用向量方法解決平面幾何問題的“三步曲”。向量不僅具有鮮明的幾何背景,還具有豐富的物理背景,如力、速度、加速度等.向量在物理中的應用實際上先把物理問題轉化為向量問題,然后運用向量運算解決轉化而來的向量問題,最后再用所得的結果解釋物理現象.在這個過程中體會物理現象與數學模型的相互轉化,提高從向量角度分析和解決實際問題的能力.
1. 會從向量的角度分析與解決某些物理問題,經歷用向量解決物理問題的基本過程;
2. 通過實例體會如何把物理問題轉化為數學問題,再如何用數學模型的解來解釋問題中所反映的物理現象,培養學生數學建模素養,提高學生分析和解決實際問題的能力.
1.教學重點:從向量的角度分析和解決物理問題.
2.教學難點:如何將物理量之間的關系轉化為數學模型,以及如何運用數學模型的解來解釋問題中所反映的物理現象.
四、教學過程設計
1.創設情境,引入新知
在日常生活中,我們有這樣的經驗:兩個人共提一桶水,夾角越大越費力;在單杠上做引體向上運動,兩臂的夾角越小越省力.你能從數學的角度解釋這種現象嗎?
2.師生合作,探究新知
師生活動:學生自主探究,指導學生將此物理問題轉化為向量問題,從向量的角度解釋物理現象.


教師引導學生進行受力分析(注意分析對象),并把上面的問題抽象為如右圖所示的數學模型.由向量的平行四邊形法則,力的平衡及解直角三角形,可以知道

.
這里,

為定值.分析上面的式子,我們發現,當

由

逐漸變大到

時,

由

逐漸變大到

,

的值由大逐漸變小,此時

由小逐漸變大;反之,當

由

逐漸變小到

時,

由

逐漸變小到

,

的值由小逐漸變大,此時

由大逐漸變小.這就是說,

之間的夾角越大越費力,夾角越小越省力.
同理,在單杠上做引體向上運動,兩臂夾角越小越省力.
探究:

3.整理小結,歸納一般步驟
你能總結用向量解決物理問題的一般步驟嗎?
師生活動:學生先自主歸納,然后師生一起歸納用向量解決物理問題的一般步驟是:
(1)問題的轉化:把物理問題轉化為數學中的向量問題;
。2)模型的求解:求出數學模型的有關參數;
。3)問題的解決:將數學模型的解轉化為物理結論.
4.深入探索,拓展應用
運用向量工具解決物理中有關運動的問題.

師生活動:
-
教師啟發學生思考:如果水是靜止的,則船只要取垂直于河岸的方向行駛.由于水的流動,船若依舊垂直于河岸的方向行駛,那么船的實際行駛方向是怎樣的呢?此時航程最短嗎?
(2)要使航程最短,應該如何確定這艘船的實際行駛方向呢?(要使航程最短,這艘船的實際行駛方向應該垂直于河岸,即船的速度

與水流速度

的合速度

必須垂直于河岸)
。3)教師啟發學生畫出

和

的方向.
。4)教師啟發學生利用三角形法則作出

,再把

的起點平移到

,也可直接用平行四邊形法則作出

.
思考1:還有其他解法嗎?
師生活動:上述解法直接利用幾何知識求出最短航程,引導學生也可利用向量運算求出

.
變式:當船垂直到達對岸時,航行所需時間是否最短?為什么?
師生活動:學生自主作圖,分析求解該問題。鼓勵學生將自己的解法分享給所有同學.
5.課堂練習
教科書第41頁的練習1、2
師生活動:學生獨立完成課本上的練習,教師提問并進行講解。
-
課堂小結
學生回顧總結本節課的知識點,敘述用向量方法解決物理問題的基本思路,體會其中的數學思想方法.
五、作業布置
課本52頁習題6.4 4,5.
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