1、2.1.1 向量的物理背景与概念 (1)【学习目标】1.了解向量的实际背景.2.理解平面向量的含义,理解向量的几何表示的意义和方法.3掌握向量、零向量、单位向量、相等向量的概念,会表示向量.4理解两个向量共线的含义.【要点梳理】要点一:向量的概念1向量:既有大小又有方向的量叫做向量.2数量:只有大小,没有方向的量(如年龄、身高、长度、面积、体积和质量等),称为数量要点诠释:(1)本书所学向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移(2)看一个量是否为向量,就要看它是否具备了大小和方向两个要素(3)向量与数量的区别:数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比
2、较大小要点二:向量的表示法1有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,有向线段包含三个要素:起点、方向、长度2.向量的表示方法:(1)字母表示法:如等.(2)几何表示法:以A为始点,B为终点作有向线段(注意始点一定要写在终点的前面)如果用一条有向线段表示向量,通常我们就说向量.要点诠释:(1)用字母表示向量便于向量运算;(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,不是说向量就是有向线段由于向量只含有大小和方向两个要素,用有向线段表示向量时,与它的始点的位置无关,即同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量要点三:向量的有关概念1向量的模:向量的大小叫向量的模(
3、就是用来表示向量的有向线段的长度).要点诠释:(1)向量的模(2)向量不能比较大小,但是实数,可以比较大小2零向量:长度为零的向量叫零向量.记作,它的方向是任意的3单位向量:长度等于1个单位的向量.要点诠释:(1)在画单位向量时,长度1可以根据需要任意设定;(2)将一个向量除以它的模,得到的向量就是一个单位向量,并且它的方向与该向量相同4相等向量:长度相等且方向相同的向量.要点诠释:在平面内,相等的向量有无数多个,它们的方向相同且长度相等要点四:向量的共线或平行方向相同或相反的非零向量,叫共线向量(共线向量又称为平行向量).规定:与任一向量共线.要点诠释:1.零向量的方向是任意的,注意0与0的
4、含义与书写区别.2.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;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.3共线向量与相等向量的关系:相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定是相等的向量【典型例题】类型一:向量的基本概念例1下列各题中,哪些是向量?哪些不是向量? (1)密度;(2)浮力;(3)风速;(4)温度 【思路点拨】抓住向量的两个特征:长度和方向进行辨析【解析】浮力和风速既有大小又有方向,所以是向量,其他的量只有大小没有方向,不是向量故(2)(3)是向量,(1)(4)不是向量 【总结升华】 实际问题中的一些量,如温度、电量等,尽管它们有正、负之分,但没有方向,
5、故表示数量,而向量是一个既有大小又有方向的量,如位移、速度、加速度、力等向量和数量是有本质区别的两个概念 举一反三: 【变式1】下列物理量中,不能称为向量的是( )A 质量 B 速度 C位移 D力【答案】 A 例2下列说法正确的是( ) A向量与是共线向量,则A,B,C,D必在同一直线上 B向量与平行,则与的方向相同或相反 C向量的长度与向量的长度相等 D单位向量都相等 【思路点拨】本题考查向量的有关概念【答案】 C【解析】对于A,考查的是有向线段共线与向量共线的区别事实上,有向线段共线要求线段必须在同一直线上而向量共线时,表示向量的有向线段可以是平行的,不一定在同一直线上A错 对于B,由于零
6、向量与任意向量平行,因此若,中有一个为零向量时,其方向是不确定的B错 对于C,向量与向量方向相反,但长度相等C对 对于D,需要强调的是,单位向量不仅仅指的是长度,还有方向,而向量相等不仅仅需要长度相等而且还要求方向相同D错 【总结升华】上述概念性试题,关键是把握好概念的内涵与外延,对于一些似是而非的概念一定要分辨清楚,如有向线段与向量,有向线段是向量的几何表现形式,并不能等同于向量还有如单位向量,任何一个非零向量都有单位向量,若以2 cm为1个单位,则长度为1 cm的向量便不是单位向量举一反三:【高清课堂:平面向量的实际背景及基本概念例2】【变式1】判断下列命题的正误:(1)零向量与非零向量平
7、行;(2)长度相等方向相反的向量共线;(3)若向量与向量不共线,则与都是非零向量;(4)若两个向量相等,则它们的起点、方向、长度必须相等;(5)若两个向量的模相等,则这两个向量不是相等向量就是相反向量?(6)若非零向量是共线向量,则A、B、C、D四点共线;(7)共线的向量一定相等;(8)相等的向量一定共线【答案】【变式2】下列说法正确的个数是( )向量,则直线直线两个向量当且仅当它们的起点相同,终点也相同时才相等;向量既是有向线段;在平行四边形中,一定有.A.0个 B.1个 C.2个 D.3个【答案】C 类型二:向量的表示方法例3在如图所示的坐标系中,用直尺和圆规画出下列向量 (1),点A在点
8、O正西方向; (2),点B在点O北偏西45方向;(3),点C在点O南偏东60方向 【解析】 如图所示 【总结升华 】准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定方向,然后根据向量的大小确定向量的终点例4如下图,E、F、G、H分别是四边形ABCD的各边中点,分别指出图中:(1)与向量相等的向量;(2)与向量平行的向量;(3)与向量模相等的向量;(4)与向量模相等、方向相反的向量【解析】(1)与向量相等的向量有.(2)与向量平行的向量有、.(3)与向量模相等的向量有、.(4)与向量模相等、方向相反的向量有、. 举一反三: 【变式1】如图,点D、E、F分别是ABC的各边中点在右图所示向量中, (1)
9、写出与,相等的向量;(2)写出模相等的向量【解析】(1),(2), 【变式2】 (1)与向量相等的向量有多少个?并把这些向量写出来(2)是否存在与向量长度相等、方向相反向量?(3)与向量共线的向量有哪些?【解析】(1)3个 、(2)存在 、(3)向量共线的向量有:、 类型三:利用向量相等或共线进行证明 例5 如图所示,四边形ABCD中,N、M分别是AD、BC上的点,且求证:【思路点拨】证明,要证明这两个向量的方向相同和大小相等【证明】 ,且ABCD,四边形ABCD是平行四边形,且DACB又与的方向相同,同理可证,四边形CNAM是平行四边形,又与的方向相同,【总结升华】本题主要目的是应用四边形的判定定理体会向量与几何的联系若,则且ABCD举一反三:【变式1】如图,在ABC中,已知向量,求证:【解析】因为,所以D为AB的中点又,所以DFBE且DF=BE,所以F为AC的中点,则DF是ABC的中位线,从而E是BC的中点,所以DEAF,且DE=AF又DE与AF不共线,所以