高中數(shù)學(xué)北師大版必修四教學(xué)案：第二章 167;1 從位移、速、力到向量 Word版含答案

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1、2019年北師大版精品數(shù)學(xué)資料 [核心必知] 1．位移、速度和力 位移、速度和力這些物理量都是既有大小，又有方向的量，在物理中稱為“矢量”，它們和長度、面積、質(zhì)量等只有大小的量是不同的． 2．向量的概念 (1)向量的定義：在數(shù)學(xué)中，把既有大小，又有方向的量統(tǒng)稱為向量． (2)向量的表示法 ①有向線段：具有方向和長度的線段叫作有向線段． ②向量的表示法 (ⅰ)幾何表示法：用有向線段表示，若有向線段的起點(diǎn)為A，終點(diǎn)為B，則該有向線段記作： (ⅱ)字母表示法：用黑體小寫字母a，b，c，…表示，書寫用表示． (3)向量的模(長度) 向量 (或a)的大小，稱為

2、向量 (或a)的長度，也叫模，記作||(或|a|)． (4)與向量有關(guān)的概念 零向量 長度為零的向量稱為零向量，記作0 單位向量 與向量a同方向，且長度為單位1的向量，叫作a方向上的單位向量，記作a0 自由向量 由大小和方向確定，而與起點(diǎn)位置無關(guān)的向量稱為自由向量 相等向量 長度相等且方向相同的向量，叫作相等向量．向量a與b相等，記作a＝b 平行(共線) 向量 如果表示兩個向量的有向線段所在的直線平行或重合，則稱這兩個向量平行或共線．a(chǎn)與b平行或共線，記作a∥b．零向量與任一向量平行 [問題思考] 1．有向線段就是向量，對嗎？ 提示：不對．有向線段的起點(diǎn)、終點(diǎn)

3、是確定的，而向量與起點(diǎn)無關(guān)，可以自由平移，它可以用有向線段表示，但不能說有向線段就是向量． 2．相等向量的起點(diǎn)相同，對嗎？ 提示：不對．相等向量是指長度相等且方向相同的向量．所以，兩個向量只要長度相等，方向相同，即是相等的向量，與起點(diǎn)的位置無關(guān)． 講一講 1．判斷給出下列命題是否正確，并說明理由． (1)若|a|>|b|，則a>b； (2)若|a|＝|b|，則a＝b； [嘗試解答]　(1)不正確．向量的模是一個非負(fù)實(shí)數(shù)，可以比較大小，但向量是有方向的量，方向是不能比較大小的，所以，向量只有相等與不相等的關(guān)系． (2)不正確．兩向量相等，必須長度相

4、等，且方向相同，所以僅模相等，并不一定是相等的向量； 1．對向量有關(guān)概念的理解要嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確，特別注意向量不同于數(shù)量，它既有大小，又有方向，而方向不能比較大小，所以任給兩個向量都不能比較大小． 2.對于兩個向量，只要方向相同或相反，一定是共線向量． 3．零向量是特殊的向量，解題時一定要注意其方向的任意性． 練一練 1．給出下列命題 (1)若|a|＝0，則a＝0； (2)若a＝b，則|a|＝|b|； (3)向量a與向量b平行，則a與b的方向相同或相反； (4)兩個有共同起點(diǎn)而且相等的向量，其終點(diǎn)必相同； (5)兩個有共同終點(diǎn)的向量，一定是共線向量； 其中正確命題的

5、個數(shù)是(　　) A．1　　　　　　　　　B．2 C．3 D．4 解析：選B　(1)不正確．零向量與數(shù)字0是兩個不同的概念，零向量是一個向量，而數(shù)字0是一個實(shí)數(shù)，沒有等量關(guān)系； (2)正確．兩向量相等，其長度必然相等； (3)不正確．若a與b中有一個為零向量時，其方向是不確定的； (4)正確．相等的向量，長度相等且方向相同，若起點(diǎn)相同，則終點(diǎn)必相同； (5)不正確．終點(diǎn)相同并不能說明這兩個向量的方向相同或相反． 講一講 2．小李離家從A點(diǎn)出發(fā)向東走2 km到達(dá)B點(diǎn)，然后從B點(diǎn)沿南偏西60走4 km，到達(dá)C點(diǎn)，又改變方向向西走2 km到達(dá)D

6、點(diǎn)． (2)求小李到達(dá)D點(diǎn)時與A點(diǎn)的距離． 即小李到達(dá)D點(diǎn)時離A點(diǎn)4 km. 1．用有向線段表示向量時，先確定起點(diǎn)，再確定方向，最后依據(jù)模的大小確定向量的終點(diǎn)． 2．確定向量的長度或方向時，需要用平面幾何的知識，如直角三角形的解法、平行四邊形的性質(zhì)等． 練一練 2. 中國象棋中規(guī)定：馬走“日”字，象走“田”字．如下圖所示，在中國象棋的半個棋盤(48個矩形中，每個小方格都是單位正方形)中，若馬在A處，可跳到A1處，也可跳到A2處，用向量表示馬走了“一步”，試在圖中畫出馬在B、C處走了一步的所有情況． 解：如圖，以點(diǎn)C為起點(diǎn)作向量(共8個)，以點(diǎn)B為起點(diǎn)作向量(

7、共3個)． 講一講 3．如圖所示，O為正方形ABCD對角線的交點(diǎn)，四邊形OAED、OCFB都是正方形．在圖中所示的向量中： (1)分別寫出與相等的向量； (2)寫出與共線的向量． 1．在平面圖形中找相等向量、共線向量時，首先要注意分析平面圖形中相等、平行關(guān)系，同時注意線段的平行和相等與向量平行和相等的區(qū)別，充分利用平行四邊形的性質(zhì)． 2．尋求相等向量，抓住長度相等，方向相同兩個要素；尋求共線向量，抓住方向相同或相反的一個要素． 練一練 3. 如右圖，四邊形ABCD、CEFG、CGHD都是全等的菱形，則下列關(guān)系不一定成立的是(　　)

8、解析：選C　由題意知，AB＝EF，∴A成立； 又AB∥FH，DC與EC共線都成立， ∴B，D成立． 而BD不一定等于EH，故C不一定成立． [巧思]　 ＝1說明點(diǎn)P到定點(diǎn)O的距離為1，即P在以原點(diǎn)為圓心，以1為半徑的圓上，Q點(diǎn)在圓外，表示P、Q兩點(diǎn)的距離，因此可采用數(shù)形結(jié)合法來解決． [妙解]　如圖，由＝1知動點(diǎn)P的軌跡是單位圓，連接QO并延長與單位圓相交于A，B兩點(diǎn)，由平面知識易知： 當(dāng)P運(yùn)動至A，B兩點(diǎn)時，向量|分別取最小值，最大值， 1．下列物理量：①質(zhì)量；②速度；③力；④加速度；⑤路程；⑥密度；⑦功．其中不是向量的有(　　) A．1個　　

9、　　　　　　　B．2個 C．3個 D．4個 解析：選D　本題主要考查向量的概念，看一個量是不是向量，就是看它是否具備向量的兩個要素：大小和方向，因?yàn)棰冖邰苁羌扔写笮。钟蟹较虻牧?，所以它們是向量；而①⑤⑥⑦只有大小而沒有方向的量，所以不是向量． 2．給出下列命題： ①起點(diǎn)相同，方向相同的兩個非零向量的終點(diǎn)相同；②起點(diǎn)相同的兩個相等的非零向量的終點(diǎn)相同；③兩個平行的非零向量的方向相同；④兩個共線的非零向量的起點(diǎn)與終點(diǎn)一定共線．其中正確的是(　　) A．①② B．② C．②③ D．③④ 解析：選B　起點(diǎn)相同，方向相同的兩個非零向量若長度不相等，則終點(diǎn)不相同，故①不正確；起點(diǎn)相同

10、且相等的兩個非零向量的終點(diǎn)相同，故②正確；兩個平行的非零向量的方向相同或相反，故③不正確；兩個共線的非零向量的起點(diǎn)與終點(diǎn)不一定共線，所對應(yīng)的直線可能平行，故④不正確． 3. 設(shè)O為△ABC的外心，則是(　　) A．相等向量 B．平行向量 C．模相等的向量 D．起點(diǎn)相同的向量 解析：選C　顯然AO、BO、CO互不平行，但長度相等，所以| . 4．如圖所示，四邊形ABCD和四邊形ABDE都是平行四邊形． (1)與向量相等的向量有________； (2)若＝3，則向量的模等于________． 解析：(1)相等向量既模相等，又方向相同，所以與相等的向量有. 5.

11、如圖，B、C是線段AD的三等分點(diǎn)，分別以圖中各點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)最多可以寫出________個互不相等的非零向量． 答案： 6 6．我國國內(nèi)有些城市的道路命名非常有趣，它以“經(jīng)緯”來命名道路，目前比較典型的有鄭州市，其經(jīng)緯路走向與地理意義上的經(jīng)緯走向保持了一致，濟(jì)南市的命名則與地理意義的經(jīng)緯走向是完全相反的，另外西安市以前也以經(jīng)緯命名道路，但后來大多更名．設(shè)某城市的地圖如圖(街道剛好分布在一個方形格紙中且距離都為1個單位)：請作出某人從經(jīng)1緯2路口走到經(jīng)3緯4路口的位移，并計(jì)算其走過的最短路程和位移的大?。? 解：如圖，用向量表示某人的位移． 位移的大小為＝2個單位長度．

12、 從A走到B，必然向右走2個單位，向下走2個單位，所以走過的路程為4個單位長度． 一、選擇題 1．給出下列命題： ①若a＝－b，則|a|＝|b|；②若|a|<|b|，則a

13、但a與c方向不一定相同或相反，所以④不正確． 2．某人向正東方向行進(jìn)100 m后，再向正南方向行進(jìn)100 m，則此人位移的方向是(　　) A．南偏東60 B．南偏東45 C．南偏東30 D．南偏東15 ∴θ＝60. 3．下列說法中正確的是(　　) A．平行向量一定方向相同 B．共線向量一定相等 C．起點(diǎn)不同，但方向和模相等的幾個向量一定是相等的向量 D．與任意向量都平行的向量不一定是零向量 解析：選C　非零平行(共線)向量要么方向相同，要么方向相反，所以A、B均不正確；只有零向量與任意向量平行，故D不正確；C正確． 4．已知集合A＝{與a共線的向量}，B＝{與

14、a長度相等的向量}，C＝{與a長度相等，方向相反的向量}，其中a為非零向量，則下列命題中錯誤的是(　　) A．CA B．A∩B＝C C．CB D．A∩BC 解析：選B　∵A∩B中還含有向量a，故B錯． 二、填空題 5. 如圖，在四邊形ABCD中，且則四邊形ABCD為________． 答案：菱形 6．在?ABCD中，E，F(xiàn)分別是AB、CD的中點(diǎn)，如圖所示的向量中，設(shè)＝a，＝b，則與a相等的向量是________；與b共線的向量是________． 7．如圖，設(shè)每一個正方形小方格的邊長為1，則向量，GH―→的長度從小到大排列依次為_________

15、_______． 8. 如圖，已知矩形ABCD中，設(shè)點(diǎn)集M＝{A，B，C，D}，集合T＝{|P、Q∈M，且≠0}．則集合T中有________個元素． 解析：集合T＝{|P、Q∈M，且≠0}中的元素為非零向量，且向量的起點(diǎn)與終點(diǎn)分別為矩形的頂點(diǎn)A、B、C、D.根據(jù)集合元素的互異性，得集合T＝{，}共含有8個元素． 答案：8 三、解答題 9．一架測繪飛機(jī)從A點(diǎn)向北飛行200 km到達(dá)B點(diǎn)，再從B點(diǎn)向東飛行100 km到達(dá)C點(diǎn)，再從C點(diǎn)向東南45飛行了100 km到達(dá)D點(diǎn)，問飛機(jī)從D點(diǎn)飛回A點(diǎn)的位移大小是多少km? 解：如圖，建立平面直角坐標(biāo)系xAy，其中x軸的正方向表示正

16、東方向，y軸的正方向表示正北方向，作DE⊥AB，CF⊥DE，垂足分別為E、F. 在Rt△CDF中，||＝100， ∠CFD＝90，∠CDF＝45， ∴CF＝DF＝100，ED＝200， 在Rt△AED中，BE＝EA＝100， ∴||＝＝100(km)． 故飛機(jī)從D點(diǎn)飛回A點(diǎn)的位移大小為100 km. 10．在如圖所示的方格紙上(每個小方格邊長均為1)，已知向量a. (1)試以B為起點(diǎn)畫一個向量b，使b＝a； (2)畫一個以C為起點(diǎn)的向量c，使|c|＝2，并說出c的終點(diǎn)的軌跡是什么． 解：(1)根據(jù)相等向量的定義，所作向量應(yīng)與a平行，且長度相等，如圖所示． (2)由平面幾何知識可作滿足條件的向量c.所有這樣的向量c的終點(diǎn)的軌跡是以C為圓心，2為半徑的圓，如上圖．