2.3.1直线与平面垂直的判定(教案) 联系客服

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2.3.1 直线与平面垂直的判定

邵武七中 高一年段 数学组 张明英

一、教学目标

1、知识与技能

(1)理解并掌握直线与平面垂直的定义,直线与平面垂直的判定定理,直线与平面所成的 (2)培养空间问题平面化的思想在解决问题中的应用。 2、过程与方法

(1)指导学生合情推理

通过学生实验操作确认定理,让学生主动地获取知识、发现问题,其间教师予以指导,帮助学生合情推理、澄清概念、加深认识、正确应用,提高学生动手操作、验证确认的科学探究能力。

(2)引导发现法

适时适量的质疑反思,质疑在知识前,反思在知识尾,以问题引导学生的思维活动,使学生在问题的带动下进行更主动的思维活动,把发现创造的机会还给学生,把成功的喜悦留给学生。

3、情感、态度与价值观

(1)让学生亲历数学研究的过程,体验探究的乐趣,增强学习数学的兴趣,培养勇于探究的精神。

(2)利用所学知识解释生活现象,激发学生学习数学的积极性,体会数学的应用价值。

二、重难点

教学重点:直观感知、操作确认,概括出直线与平面垂直的定义和判定定理。

教学难点:直线与平面垂直的判定定理的探究,准确找出直线和平面所成的角。合理应用空间问题平面化的数学思想。

三、教学方法

讲授法、探究法并采用多媒体辅助教学

四、教学过程

(一)线面垂直定义的构建

1、复习回顾

问题:直线与平面的位置关系如何?

生:直线在平面内、直线与平面平行、直线与平面相交(多媒体展示) 教师引导学生回忆,直线与平面相交中一种特殊情况为:直线与平面垂直。 2、创设情境、感知概念

直观感知:教师用多媒体图片展示生活中直线与平面垂直的实例。

1

金门桥桥柱与水平垂直 天安门旗杆与地面垂直

设计意图:通过实例感知概念,有助于学生空间想象能力的形成。 3、观察归纳、形成概念

问题:一条直线与一个平面垂直的意义是什么?

师生活动:引导学生从实际背景“观察直立于地面的旗杆及它在地面的影子”出发分析、归纳:旗杆AB与地面内任意一条过点B的直线的关系怎样?旗杆AB与地面内任意一条不过点B...的直线的关系怎样?

师生活动:共同归纳定义:如果直线l和平面?内的任.意.一.条.直.线.垂直,我们就说

直线l和平面?互相垂直,记作:l??. ....

思考:如果一条直线l和一个平面内的无数条直线都垂直,则直线l 和平面?互相垂直? 教师:借助图形说明“垂线”“垂面”“垂足”及其画法。

设计意图:从实际背景出发,引导学生用“平面化”的思想来思考问题。

(二)线面垂直判定定理的探究

2、质疑反问、思考探究

问题:用定义判定线面垂直方便易行吗?能否尝试用有限的“线线垂直”得到“线面垂直”呢? 思考:(1)能否利用直线与平面内的一条直线垂直来判定直线与平面垂直呢? (2)能否利用直线l与平面内两条直线m、n都垂直来判定直线与平面垂直呢?

师生活动:教师引导学生进行思考,并利用图形及实物举出反例。引导学生归纳线面垂直的判定定理:一条直线和平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。(教师板书出......定理并写出符号表示、图像表示)

设计意图:教师利用三个探究问题引导学生的思维活动,使学生在问题的带动下进行更加主动的思维活动。这三个问题层层递进,让学生在思维过程中,能够接近并确定直线与平面垂直的判定定理。

1、动手操作、发现定理 学生实验:

(1)实验内容及操作步骤:

学生准备一任意三角形纸片ABC,过三角形ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸竖起来放置在桌面上(BD,DC在桌面内)。

(2)实验目的:如何翻折才能使折痕AD与桌面垂直? (3)引导学生发现结论:

①学生发现:折痕AD为BC边上的高时,折痕AD所在的直线与桌面所在的平面垂直。

2

A

A

D C

?B DCB②教师引导:由折痕AD⊥BC,翻折之后垂直关系AD⊥CD,AD⊥BD发生变化了吗?教师引导学生注意直线CD与BD相交于点D这一条件。

设计意图:通过动手操作引导学生独立发现定理,实践了新课标的思想,体现了学生的主体地位,质疑反问为学生明确定理指明方向。

(三)线面垂直判定的应用1

例1:如图,a∥b,a??,求证:b??. 证明:在平面?内作两条相交直线m、n. ∵a??∴a?m,a?n. 又∵b∥a, ∴b?m,b?n.

又∵m??,n??,m?n?p,

∴b??.

师生活动:教师引导学生将思路集中在如何在平面?内找到两条与直线b垂直的相交直线。 例2:一旗杆高8m,在它的顶点出系两条长10m的绳子,拉紧绳子并把它们的下端固定是地面上的两点(两点与旗杆脚不共线),若这两点与旗杆的距离都是6m,那么旗杆就与地面垂直。为什么?

师生活动:学生先思考,教师请个别学生来说一说想法,针对学生的回答教师进行引导,最后,用多媒体将本题解答过程展示出来。

设计意图:例2为线面垂直的判定定理的实际应用题,通过本题的思考和解答,让学生体会到数学知识在生活中的应用,并能培养学生将实际问题转化为数学问题的能力。

(四)直线与平面所成的角——线面垂直判定的应用2

1、线面角的引入

(多媒体展示结合教师讲解)过平面?外一点P作直线PA,它与平面?相交但不垂直,称为平面的斜线,点A称为斜足。过点P作PO⊥?,过垂足O与斜足A的直线OA叫斜线在这个平面上的射影。平面的一条斜线和它在平面上射影所成的锐角,叫这条直线和这个平面所成的角,特别地,直线垂直于平面,则所成角为直角,直线在平面内或与平面平行,则所成角为0°的角。 问题:那么,直线与平面所成角的范围如何?

师生活动:教师引导学生回答出直线与平面所成角的范围,并与异面直线所成角的范围进行比较,发现其中的区别。 2、练习巩固

如图,分别之处正方体中对角线

3

A1C与面A1C1,面AB1,面BC1所成的角。师生活动:教师引导学生分析解决此类问题的关键点——找垂线得射影。学生尝试画图分析,

进一步理解概念。

设计意图:线面角作为第二个空间角,历来是学生较为薄落的项目。新教材中缩短了线面角的篇幅,对学生的能力要求较高。线面角的入门关键在找角。为了尽快入门,在介绍概念的同时,适时辅以练习强化十分必要。正方体是找线面角的常见模型,此处设置能先入为主。

3、线面角的应用

例3:在正方体ABCD—A1B1C1D1 中,求直线A1B与平面A1B1CD所成的角。

师生活动:教师引导学生如何过点B作平面A1B1CD的垂线。因为BC1垂直于B1C,所以尝试连接BC1。通过前面多个正方体模型的应用,学生可尝试独立证明BC1⊥平面A1B1CD. 请一位同学到黑板上写出证明过程,教师再针对性的进行评讲说明。

(五)知识小结

1、直线与平面垂直的定义 2、直线与平面垂直的判定 3、直线与平面所成的角

(六)作业布置

世纪金榜:P38页例1及对应变式训练 课本:P67 练习1、2

(七)板书设计

§2.3.1 直线与平面垂直的判定 1、线面垂直的定义: 例1: 例3: 2、线面垂直的判定: 符号表示: 图像表示: l?a?l?l?b ?ba????l?? b???aA?? a?b?A?3、线面角定义: (八)教学反思

本节课的主要知识点有三个,分别为直线与平面垂直的定义、直线与平面垂直的判定、直线与平面所成的角。教师在授课时,要有效的将板书与多媒体结合起来使用,帮助学生在对这三个知识点的理解,尤其是直线与平面所成角的定义以及要如何寻找的问题,教师的板书能让学生在理解中跟着教师的思路走,让学生按“找垂线得射影”的方法找出正确的线面角。利用多媒体能让学生的课堂效率提高,教师能在此过程中展示更多的知识和例题。

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