2.5.2 向量在物理中的应用举例教学设计思路

2.5.2向量在物理中的应用举例

铜仁二中 覃波

教学三维目标

知识与技能：

运用向量的有关知识（向量加减法与向量数量积的运算法则等）解决简单的物理问题. 过程与方法：

通过应用举例，让学生理解用向量知识研究物理中的相关问题的“四环节” 和生活中的实际问题，培养学生的探究意识和应用意识，体会向量的工具作用. 情感、态度与价值观：

通过本节的学习，让学生体验向量在物理问题中的工具作用，增强学生的积极主动的探究意识，培养创新精神。

教学重点：运用向量的有关知识对物理中的力的作用、速度分解进行相关分析来计算。. 教学难点：将物理中有关矢量的问题转化为数学中向量的问题。

教学过程设计

教学环节

教学过程

一、复习

一、复习准备

师生互动

复习引入，设置情景

引导学生回顾用向量法解决平面几何问题的基本思维过程，为学习用向量方法解决物理以及生活中的问题奠定理论与方法的基础. 讨论：出示相关的图片资料或多媒体演示，设置问题情景

两个人提一个旅行包,夹角越大越费力. 在单杠上做引体向上运动,两臂夹角越小越省力. 二、新课二、新课引入

引入

观察思考、探索思路

引导学生从数学的角度解释这些

现象，探讨用向量知识来表示问题中的物理量，并利用向量的线性关系表示各物理量之间的关系. 设F1=F2

①当θ逐渐增大时，F1的大小怎样变化，为什么？

②θ为何值时，F1最小？最小值是多少？

③θ为何值时，F=？为什么？(F=F) 1+F2

让学生回顾学过的知识有力于本节课的进行

设计意图

三、新课

三、新课

物理中的向量：

① 物理中有许多量,比如力、速度、加速度、位移都具有大小和方向，因而它们都是向量. ② 力、速度、加速度、位移的合成就是向量的加法,因而它们也符合向量加法的三角形法则和平行四边形法则. 力、速度、加速度、位移的分解也就是向量的分解,运动的叠加也用到了向量的加法. ③ 动量mv是数乘向量. ④ 力所做的功就是作用力F与物体在力F的作用下所产生的位移s的数量积. ⑤ 用向量研究物理问题的方法:首先把物理问题转化成数学问题,即将物理量之间的关系抽象成数学模型,然后利用建立起来的数学模型解释和回答相关的物理现象. ⑥ 探究：学生举出几个关于力、速度、加速度、位移的例子. 讨论：

力是向量，在不考虑作用点的情况下可利用向量运算法则进行计算。

一质点在运动中每一时刻都有一个速度向量。例如，“东北风30m/s”可用有向线段来表示。

用向量知识研究物理中的相关问题的“四环节”： 1把物理问题转化为数学问题.2建立以向量为主题的数学模型.3求出数学模型的有关解--理论参数值.4回到问题的初始状态,解释相关的物理现象. 四、应用

例1：求两个力F1、F2的合力F的大小（精确到0.1N）

举例

和方向（精确到分）

小结：本题的关键选择适当的基底，把四边形AECF的一组对边表示出来

问题1 证明AECF是平行四边形的方法有什么？

学生思考，回答

问题2 选择合适的方法，问如何转化为向量条件表示？

学生思考，回答，完成证明（选一名学生板书）

问题3 由学生总结解题方法

本题所用方法是建立以向量为主的数学模型，把物理问题转化为数学问

五、课堂

练习

例2：河水从东向西流，流速为2m/s，一轮船以2m/s垂直于水流方向向北横渡，求轮船实际航行的方向和航速（精确到0.1m/s）

问题3如何解？

学生思考，回答

老师点评学生思路：

由学生思考轮船实际航行的速度是水流速和船速的合速度，转化为向量加法运算。

练习1．某人在静水中游泳,速度为43km/h⑴如果他径直游向河对岸,水流速度为4km/h,那么他实际上沿什么方向前进?速度大小为多少?⑵他必须朝哪个方向游才能沿与水流垂直的方向前进?实际前进的速度大小为多少? 练习2．如图,用两根分别长52m和10m的绳子将100N的物

体吊在水平屋顶上,平衡后G点距屋顶的距离恰好为题来解决。通过两种方法对比引导学生探索，体验思路的形成过程，学会分析问题的方法。

本题所用方法是建立以向量为主的数学模型，把物理问题转化为数学问题来解决。

进一步巩固所

学知识，归纳

方法

5m,求A处受力的大小. 解决此类行船问题的关键在于＂水速+船速=船实际速度”,

注意到速度是一个向量,既有大小,又有方向.

解决此类问题要先依题意将物理向量用有向线段来表示,利用向量加法的平行四边形法则,将物理问题转化为数学中向量加法,然后由已知条件进行计算. 本节主要研究了用向量知识解决物理问题；掌握向量法和坐标法，以及用向量解四、

归纳小结

决物理问题的步骤师生交流共同完成用向量知识研究物理中的相关问题的“四环节”： 1.把物理问题转化为数学问题.2.建立以向量为主题的数学模型.3.求出数学模型的有关解------理论参数值.4.回到问题的初始状态,解释相关的物理现象.

五、布置练习：123页练习A组1、2及B组1、2 作业

作业：123页练习A组3、4及B组3 教学反思：本节课重在解决两个问题，一是如何把物理问题转化成数学问题，也就是将物理量之间的关系抽象成数学模型，二是如何用建立起来的数学模型解释和回答相关的物理现象，因此问题一就成为重点和难点，也就是引导学生认真分析物理现象、准确把握物理量之间的相互关系，通过抽象、概括，把物理现象转化为与之相关的向量问题，然后利用向量知识解决这个向量问题。充分让学生经历分析、探究并解决实际问题的过程，这也是学习数学、领悟思想方法的最好载体，学生这种经历的实践活动越多，解决实际问题的方法就越恰当好，本节课例题的处理方法都是先进行分析，分析的同时根据题意先画出图形，探索出解题思路，再给出解法，最后求的结果解决问题。让学生体会数形结合的应用，体会数学具有广泛的应用，体会向量这个工具的优越性。