从位移、速度、力到向量
几阶向量可以表示哪些物理量？
几阶向量可以表示哪些物理量？一、一阶向量一阶向量是指只有一个分量的向量，它可以表示位移、速度和加速度等物理量。
位移是指物体在某个参考点的位置改变的量，是矢量，可以用一阶向量来表示。
速度是物体在单位时间内位矢的变化率，也是一阶向量。
加速度是物体在单位时间内速度的改变率，同样可以用一阶向量来表示。
1. 位移向量位移向量的方向由起始点指向终止点，长度表示位移的大小。
在几何上，我们可以构建一个坐标系，将位移向量的起点定为坐标原点，这样，位移向量就可以表示为一个具有坐标分量的一维向量。
2. 速度向量速度指物体在单位时间内位矢的变化率，它是一个矢量。
速度向量的方向由位移向量的方向确定，长度表示物体沿着位移方向的运动快慢。
以直线运动为例，如果物体做匀速直线运动，那么速度向量的方向与位移向量的方向相同；如果物体做加速直线运动，那么速度向量的方向则与位移向量的方向有所偏差。
3. 加速度向量加速度是指物体在单位时间内速度的改变率。
加速度向量的方向与速度变化的方向相同，它的长度则表示速度变化的快慢。
加速度向量有时也可以垂直于速度向量，这意味着速度的方向发生了变化，但速度的大小保持不变。
二、二阶向量二阶向量是指有两个分量的向量，它可以表示力、力矩等物理量。
力是物体相对于其他物体施加的作用，是一个矢量。
力矩是力对于某个转轴的力矩，也是一个矢量。
1. 力向量力是物体相对于其他物体施加的作用，它有大小和方向之分。
力的方向由受力物体偏离平衡位置的方向决定，力的大小则取决于施力物体与受力物体之间的相互作用。
根据牛顿第三定律，力的大小与受力物体产生的加速度成正比。
2. 力矩向量力矩是力对于某个转轴的力矩，它描述了力对物体转动的影响。
力矩的方向垂直于力的作用线，并遵循右手定则。
力矩的大小等于力的大小乘以力臂的长度，力臂是力的作用线到转轴的垂直距离。
三、三阶向量三阶向量是指有三个分量的向量，它可以表示力矩、电场强度、磁场强度等物理量。
数学：2.1 从位移、速度、力到向量 教案 (北师大必修4)
2.1 从位移、速度、力到向量
本节教材分析：
（1）三维目标：
1、知识与技能
（1）理解向量与数量、向量与力、速度、位移之间的区别；
（2）理解向量的实际背景与基本概念，理解向量的几何表示，并体会学科之间的联系.
（3）通过教师指导发现知识结论，培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力
2、过程与方法
通过力与力的分析等实例，引导学生了解向量的实际背景，帮助学生理解平面向量与向量相等的含义以及向量的几何表示；最后通过讲解例题，指导学生能够发现问题和提出问题，善于独立思考，学会分析问题和创造地解决问题.
3、情感态度与价值观
通过本节的学习，使同学们对向量的实际背景、几何表示有了一个基本的认识；激发学生学习数学的兴趣和积极性，陶冶学生的情操，培养学生坚忍不拔的意志，实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神.
(2)教学重点：向量及向量的有关概念、表示方法.
(3)教学难点：向量及向量的有关概念、表示方法.
(4)教学建议：本节要求学生掌握向量的基本概念及几何表示，本节内容从几何意义与向量的定义两方面学习，1、适当利用有趣问题和物理实例调动学生讨论问题的积极性感性认识向量；
2、类比方法引导学生从数学的角度分析这种现象，归纳出向量的概念；
3、让学生观察分析向量的数学表示，几何表示及相互之间的关系；
4、本节重点找出几何条件下的向量关系。
新课导入设计
导入一：
1. 趣味导入，引起学生的兴趣，结合物理生活背景理向量的概念；
2．通过几何意义与范例分析让学生对向量的表示与应用有个初步了解。
导入二：
1、通过对常见的向量问题分析，引入向量的概念，通过范例巩固向量概念的理解与应用。
从位移、速度、力到向量
子洲县职教中心 数学 导学案2013-2014学年第 一 学期 高二 年级 3班 组 姓名 编写者 王治强 审核者 使用时间2013年 10 月 日课题 ：从位移、速度、力到向量学习目标：（1）理解向量与数量、向量与力、速度、位移之间的区别； （2）理解向量的几何表示 重点难点：向量及向量的有关概念、表示方法 自主学习 （一）、情景设置：如图，老鼠由A 向西北逃窜，猫在B 处向东追去，设问：猫能否追到老鼠？（画图）（二）、新课学习学习过程1、数量与向量的区别？2.向量的表示方法？ ① ② ③④向量AB 的大小――长度称为向量的模，记作 .3.有向线段：具有方向的线段就叫做有向线段，三个要素： . 向量与有向线段的区别：（1） .（2） . 4、零向量、单位向量概念：① 叫零向量，记作0. 0的方向是任意的.注意0与0的含义与书写区别.② 叫单位向量. 说明：零向量、单位向量的定义都只是限制了大小. 5、平行向量定义：① 叫平行向量；②我们规定0与 平行.说明：（1）综合①、②才是平行向量的完整定义；（2）向量ａ、ｂ、ｃ平行，记作a ∥ｂ∥ｃ.6、相等向量定义： 叫相等向量。
说明：（1）向量ａ与ｂ相等，记作ａ＝ｂ；（2）零向量与零向量相等； （3）任意两个相等的非零向量，都可用同一条有向线段来表示，并且与有向．．．线段的起点无关．．．．．．．.7、共线向量与平行向量关系：平行向量就是共线向量，这是因为（与有向线段．．．．．的起点无关）．．．．．．. 说明：（1）平行向量可以在同一直线上，要区别于两平行线的位置关系；（2）共线向量可以相互平行，要区别于在同一直线上的线段的位置关系. 合作交流 1.判断 （1）平行向量是否一定方向相同？ABCDA(起点)B（终点）a（2）不相等的向量是否一定不平行？（3）与零向量相等的向量必定是什么向量？（4）与任意向量都平行的向量是什么向量？（5）若两个向量在同一直线上，则这两个向量一定是什么向量？（6）两个非零向量相等的当且仅当什么？（7）共线向量一定在同一直线上吗？2.如图，设O 是正六边形ABCDEF 的中心，①分别写出图中与向量−→−OA 、−→−OB 、−→−OC 相等的向量；②分别写出图中与向量−→−OD 、−→−OE 、−→−OE 共线的向量.达标训练1．下列各量中不是向量的是（ ） A.浮力 B.风速 C.位移 D.密度 2.下列说法中错误．．的是（ ） A.零向量是没有方向的 B.零向量的长度为0C.零向量与任一向量平行D.零向量的方向是任意的3．把平面上一切单位向量的始点放在同一点,那么这些向量的终点所构成的图形是（ ） A.一条线段 B.一段圆弧 C.圆上一群孤立点 D.一个单位圆4.下列命题正确的是（ ）A.ａ与ｂ共线，ｂ与ｃ共线，则ａ与c 也共线B.任意两个相等的非零向量的始点与终点是一平行四边形的四顶点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 5.判断下列命题是否正确，若不正确，请简述理由.①向量AB 与CD 是共线向量，则A 、B 、C 、D 四点必在一直线上；②单位向量都相等；③任一向量与它的相反向量不相等；④四边形ABCD 是平行四边形当且仅当AB ＝DC⑤一个向量方向不确定当且仅当模为0；⑥共线的向量，若起点不同，则终点一定不同.DEOAB CF。
空间向量的运用
空间向量的运用空间向量是三维空间中的一种表示方式，它可以用来描述物体的位置、方向和大小等特征。
在数学、物理学、工程学等领域中，空间向量被广泛应用于各种计算和分析问题中。
本文将介绍空间向量的基本概念和运用，并探讨其在几何、物理和工程等方面的具体应用。
一、空间向量的基本概念空间向量是由起点和终点确定的有向线段，具有大小和方向两个基本特征。
在三维空间中，空间向量通常用坐标表示，可以分为位移向量和力向量两类。
1. 位移向量：位移向量是用来描述物体在空间中移动的距离和方向，它的大小等于位移的长度，方向与位移的方向相同。
位移向量可以用起点坐标和终点坐标表示，也可以用分量表示。
2. 力向量：力向量是用来描述物体受力情况的向量，它的大小等于力的大小，方向与力的方向相同。
力向量通常用起点坐标和终点坐标表示，也可以用分量表示。
二、空间向量的运算空间向量的运算包括加法、减法、数乘等操作，这些运算可以对向量进行操作，得到新的向量。
1. 向量加法：向量加法是指将两个向量按照一定规则相加，得到一个新的向量。
向量的相加可以通过将两个向量的对应分量相加得到，或者通过平行四边形法则进行计算。
2. 向量减法：向量减法是指将一个向量减去另一个向量，得到一个新的向量。
向量的减法可以通过将两个向量的对应分量相减得到，或者通过平行四边形法则进行计算。
3. 数乘运算：数乘运算是指将一个向量乘以一个实数，得到一个新的向量。
数乘后的向量与原向量的方向相同，但大小变为原来的若干倍。
三、空间向量在几何中的运用空间向量在几何学中有许多应用，可以用来求解各种几何问题，比如计算线段长度、求解直线方程、判断点位置等。
1. 线段长度：通过计算线段的起点和终点坐标，可以得到线段的位移向量，进而计算线段的长度。
2. 直线方程：通过给定直线上的两个点或者一个点和一个方向向量，可以确定直线的方程，从而对直线进行分析和计算。
3. 判断点位置：通过已知点和一些向量信息，可以判断点的位置关系，比如点是否在直线上、是否在平面上等。
2.1从位移、速度、力到向量----导学案
从位移、速度、力到向量（导学案）使用说明：1．自学71~73页内容，提高自学能力；2．限时完成导学案的预习案部分，找出自己的疑惑和需要解决的问题，准备课上讨论探究，学有余力的学生可提前完成其他部分。
【学习目标】（1）理解向量与数量、向量与力、速度、位移之间的区别；（2）理解向量的实际背景与基本概念，理解向量的几何表示，并体会学科之间的联系. （3）通过学习发现知识结论，培养自己抽象概括能力和逻辑思维能力 【重点难点】 重点: 向量及向量的有关概念、表示方法.难点: 向量及向量的有关概念、表示方法.相关知识：1.在物理学中，位移、速度和力这些物理量都是既有大小，又有方向的量，在物理中称为“矢量”。
它们和长度、面积、质量等只有大小的量是不同的。
2.前面我们提到过三角函数线（正弦线和余弦线）。
你是如何理解的？ 教材助读：1.向量的定义既有________又有________的量统称为向量． 2.有向线段具有________和________的线段叫作有向线段．以A 为起点，B 为终点的有向线段记作，线段AB 的长度也叫作有向线段________的长度，记作________． 3.向量的表示向量可以用________来表示，有向线段的长度表示________，箭头所指的方向表示________．向量也可以用黑体小写字母如a ，b ，c 来表示，书写用来表示．4.向量的模、零向量、单位向量______________表示向量(或a )的大小，即长度(也称模)．________的向量称为零向量，记作________．与向量a 同方向，________的向量，叫作a 方向上的单位向量，记作a 0.5.相等向量长度________且方向________的向量，叫作相等向量，向量a 和向量b 相等．记作________．6.共线向量如果表示两个向量的有向线段所在的直线________，则称这两个向量平行或共线，a 与b 平行或共线，记作________．规定零向量与任一向量________． 预习自测1．下列说法中错误的是( )A ．零向量是没有方向的B ．零向量的长度为0C ．零向量与任一向量平行D ．零向量的方向是任意的 2．下面有四个说法： ①向量的长度与向量的长度相等；②任何一个非零向量都可以平行移动； ③所有的单位向量都相等；④两个有共同起点的相等向量，其终点必相同． 其中正确说法的个数是( ) A ．4 B ．3 C ．2 D ．13．下列说法正确的是( )预习案A．方向相同的向量叫相等向量B．零向量的长度为0C．共线向量是在一条直线上的向量D．零向量是没有方向的向量基础知识探究综合应用探究如图，设O是正六边形ABCDEF的中心，①分别写出图中与向量−→−OA、−→−OB、−→−OC相等的向量；②分别写出图中与向量−→−OD、−→−OE、−→−OE共线的向量.当堂检测1．|a|＝1，则向量a是________向量；若|a|＝0，则向量a是________向量．2．如图，D、E、F分别是△ABC三边AB、BC、AC的中点．(1)与相等的向量为________；(2)与共线的向量为________．我的收获：D EOABC F。
从位移、速度、力到向量
B A 上面的向量记为AB, A为向量的起点， B为向量的终点；
也可记为a
有向线段的三要素：起点、方向、长度 向线段的起点和终点字母表示，如 AB .
特别注意：把有向线段（即向量）任意 平移，向量不变，即看作同一向量，因 为向量的大小和方向没有改变。
a
c 等小写字母表示；或用表示有 2.字母表示法： 用 a、 b、
(4).下列说法正确的是 ( A ) A) 方向相同或相反的向量是平行向量. B) 零向量是 0 . C)长度相等的向量叫做相等向量. D) 共线向量是在一条直线上的向量.
(5).已知a、b是任意两个向量,下列条件: ①a=b; ②|a|=|b|; ③a与b的方向相反; ④a=0或b=0; ⑤ a与b都是单位向量. 其中是向量a与b平行的充分不必要条件是①③④ _____.
（1）若a = b，b = c，则a = c。
（2）若|a|=0，则a = 0
（3）若|a|=|b|，则a = b （4）两个向量a、b相等的充要条件是 |a|=|b| a ∥b （5）若A、B、C、D是不共线的四点，则AB=DC是
四边形ABCD是平形四边形的充要条件。
其中正确的个数是( A．0 B. 1 C. 2
（1）错 （4）对
（2）错 （5）错
（3）错
例2：已知O为正六边形ABCDEF的中心，在图中 所标出的向量中：
（ 1 ）试找出与FE共线的向量；
（2）确定与FE相等的向量；
（3） OA与BC相等吗？
解：（ 1 ） OA, BC (2) BC (3)因为方向相反，所以不 相等。
E
D
F A
O
B
C
例3：在4 5达到方格中有一个向量 AB,以图中 的格点为起点和终点作 向量，其中与AB相等的
向量的概念与性质
向量的概念与性质向量，作为研究物理、数学等学科中的基本概念之一，具有广泛的应用价值。
在本文中，我们将讨论向量的概念以及其所具有的一些重要性质。
一、向量的概念向量可以被理解为带有方向和大小的量，常用以描述位移、速度、力等物理量。
向量通常用箭头表示，箭头的长度表示向量的大小，箭头的方向表示向量的方向。
例如，位移向量可以表示一个物体从初始位置到最终位置的位移情况，速度向量可以表示运动物体在某一时刻的速度大小和方向。
二、向量的性质1. 向量的加法和乘法运算向量的加法定义为两个向量相加得到的结果，其几何意义为将一个向量平移至另一个向量的尾部，连接两个向量的首尾即可得到结果向量。
向量的乘法通常有数量积和向量积两种形式，数量积的结果为一个标量，表示两个向量之间的夹角关系；向量积的结果为一个向量，垂直于原向量所在的平面。
2. 向量的共线性若两个向量的方向相同或相反，称它们共线；若两个向量的大小和方向都相同，称它们相等；若一个向量的大小为零，称它为零向量。
共线向量有以下性质：共线向量的数量积为零，零向量与任何向量的数量积为零。
3. 向量的投影向量的投影是指一个向量在另一个向量上的投影长度，用于衡量一个向量在某个方向上的分量。
投影的大小等于向量的模长与两向量之间夹角的余弦值的乘积。
4. 向量的线性运算向量具有线性运算的性质，即向量与标量的乘法和向量的加法满足以下规则：若a是一个实数，u、v、w是任意向量，则有：(a*u) + (a*v) = a*(u+v)；a*(u+v) = (a*u) + (a*v) = a*u + a*v。
5. 向量的单位化向量的单位化是将一个向量的大小调整为1，其方向不变。
通过将向量除以其模长即可得到单位向量，单位向量用帽子 (^) 表示。
单位向量在物理中有着重要的应用，例如在力学中，单位向量常用于表示力的方向。
总结向量作为一种重要的数学概念，具有广泛的应用。
通过向量的加法和乘法运算，我们可以对向量进行各种运算操作。
向量的运算法则
向量的运算法则在数学和物理学等领域，向量是一个非常重要的概念。
向量不仅能够简洁地描述许多物理现象和几何问题，还在解决实际问题中发挥着关键作用。
而要熟练运用向量，就必须掌握其运算法则。
向量，简单来说，是既有大小又有方向的量。
比如，力、速度、位移等都是向量。
向量的加法是一种基本的运算。
假设有两个向量 A 和 B，它们的加法就是将两个向量首尾相接，从第一个向量的起点指向第二个向量的终点所得到的新向量，就是这两个向量的和。
举个例子，假设一个人先向东走了 5 米（用向量 A 表示），然后又向北走了 3 米（用向量 B 表示），那么他最终的位置相对于起始点的位移就是向量 A 和向量 B 的和。
这个和向量的大小可以通过勾股定理计算得出，即根号下（5 的平方＋ 3 的平方），方向则是从起始点指向终点。
向量的加法满足交换律和结合律。
交换律就是说 A ＋ B ＝ B ＋ A，这很好理解，因为无论先加哪个向量，最终得到的结果都是一样的。
结合律则是（A ＋ B) ＋ C ＝ A ＋（B ＋ C)，也就是说多个向量相加，无论先把哪两个向量相加，结果都是相同的。
向量的减法是加法的逆运算。
如果有向量 A 和 B，那么 A B 就等于 A ＋（B)，这里的 B 是 B 的相反向量，大小与 B 相同，但方向相反。
比如，一辆车先以一定的速度向量 V1 行驶了一段时间，然后又以速度向量 V2 行驶了一段时间。
那么 V1 V2 就表示车在这两个时间段内速度的变化。
向量的数乘也是常见的运算。
如果有一个实数 k 和向量 A，那么kA 就是一个新的向量，其方向与 A 相同（当 k ＞ 0 时）或相反（当 k ＜ 0 时），长度是 A 的｜k| 倍。
当 k ＝ 0 时，0A 就是零向量，其大小为 0，方向任意。
向量的数乘满足分配律，即 k(A ＋ B) ＝ kA ＋ kB。
在实际应用中，向量的运算法则有很多用途。
比如在物理学中，当研究多个力对物体的作用时，可以将这些力表示为向量，然后通过向量的加法来求出合力。
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§1从位移、速度、力到向量
预习案
学习目标
1. 通过对物理中有关概念的分析，了解向量的实际背景，进而深刻理解向量的概念；
2. 掌握向量的几何表示；
3. 理解向量的模、零向量与单位向量的概念.
4，在理解向量和平行向量的基础上掌握相等向量和共线向量的概念.
重点：向量的有关概念。
难点：共线向量的理解。
知识学习
1、向量的概念
向量是的量；
数量是的量；
2，向量的表示法
⑴我们常用带箭头的线段来表示向量，线段按一定比例画出，它的_________表示向量的大小，箭头的指向表示_________________
⑵以A为起点，B为终点的有向线段记作AB
（注：起点在前，终点在后）. 已知AB，线段AB的长度也叫做有向线段AB的长度，也
称为模，记作AB
.
有向线段包含三个要素：起点，方向，长度.
⑶有向线段也可用字母如a，b，c，表示.
反思：⑴“向量就是有向线段，有向线段就是向量”的说法对吗？
⑵为什么三要素中不包含终点？
⑶数量能比较大小吗？向量呢？向量的模呢？
3：两个特殊的向量
零向量：_________________的向量；
单位向量：_____________________的向量.
平行向量：方向相同或相反的非零向量. 若向量a，b平行，记作：//
a b.
规定：①零向量与任一向量平行，即对任意向量a，都有0//a.②零向量的方向不确定，是任意的.
4,长度相等且方向相同的向量叫做相等向量（equal vector）平行向量和共线向量
5. 平行向量也叫做共线向量(collinear vectors).
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量. 如果a、b、c是平行向量，则可记为////
a b c. 因为任一组平行向量都可以移动到同一条直线上，因此，平行向量也叫做共线向量.
预习自测：
1. 下列各量中不是向量的是（ ）.
A ．浮力
B ．风速
C ．位移
D ．密度
2. 下列说法正确的是（ ）.
A ．向量A
B 与向量BA 的长度不等
B ．两个有共同起点长度相等的向量,则终点相同
C ．零向量没有方向
D ．任一向量与零向量平行
3. 某人南行100米，后向东行100米，则这时他位移的方向是（ ）.
A ．东偏南30
B ．南偏东30
C ．东偏南45
D ．南偏东25
4. 物理中的作用力与反作用力 一对平行向量.（是或不是）
5、、下列说法中正确的有
①向量可以比较大小；
②零向量与任一向量平行；
③向量就是有向线段；
6、下列说法中正确的是
①若//a b ，则a b =； ②若a b =，则a b =； ③若a b =，则//a b ； ④若a b =，则a b =.
探究案
例1 如下图，设O 是正六边形ABCDEF 的中心，分别写出图中与OD ，OE ，OF 相等的向量.
变式：与AB 相等的向量有哪些？
例2如下图所示，D 、E 、F 分别是正ABC ∆的各边中点，则在以A 、B 、C 、D 、E 、F 六个点中任意两点为起点与终点的向量中，找出与向量DE 平行的向量.
注意：共线向量的端点不一定共线，注意向量的可以平行移动性.
训练案
1. 在四边形ABCD 中，AB DC =，则相等的向量是( ) .
A.AD 与CB C.AC 与BD
B.OB 与OD D.AO 与OC
2. 判断下列说法的正误：
①向量的模是一个正实数；
②若两个向量平行，则两个向量相等；
A B C
C E
③若两个单位向量互相平行，则这两个单位向量相等；
④温度有零上和零下温度，所以温度是向量；
④非零向量a 的单位向量是a a .
3. 下列命题中，正确的是（ ）. A.a b =⇒a b = B.a b >⇒a b > C.a b =⇒//a b D.0a =⇒0a = 4， 若AB AD =，且BA CD =，则四边形ABCD 的形状为（ ）.
A.平行四边形
B.菱形
C.矩形
D.等腰梯形
5. B 、C 是线段AD 的三等分点，分别以图中各点为起点和终点，最多可以写出 个互不相同的向量.
6. 下列命题中，说法正确的有 ①若a b =，b c =，则a c =；②若//a b ，//b c ，则//a c ；③若a b =，则a b =或a b =-；④若AB DC =，则A ,B ,C ,D 是一个平行四边形的四个顶点.
7. 在腰为2，底边为3的等边ABC ∆中，则底边BC 上的中线向量AD 的模为
A B C D。