高中 数学 动手操作活动 挑战难度 空间向量与立体几何

用函数与方程研究正方体模型的二面角

正方体模型 · 二面角 · 函数与方程

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选取 正方体模型 等学具,先猜想再测算 二面角,学习用函数与方程整理数据并归纳规律。

配套虚拟仿真:用函数与方程研究正方体模型的二面角(虚拟探究)

选取 正方体模型 等学具,先猜想再测算 二面角,学习用函数与方程整理数据并归纳规律。

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探究目的

  • 学会使用量角器、三角尺测算并记录 正方体模型 的 二面角。
  • 会用函数与方程研究 正方体模型 的 二面角,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:空间两个非零向量垂直的充要条件是它们的数量积为 0。

数学原理

空间两个非零向量垂直的充要条件是它们的数量积为 0。

正方体外接球的半径等于其体对角线的一半。

本实验以函数与方程为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 二面角 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 V = (1/3)S·h

学具准备

量角器
三角尺
剪刀
正方体模型
直尺
几何画板

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:量角器、三角尺、剪刀、正方体模型,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 正方体模型 的 二面角 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 数据的组数),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 正方体模型 的 二面角 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 二面角 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

随着研究条件不同,二面角 出现有规律的变化,不同条件下得到的结果明显不同。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:空间两个非零向量垂直的充要条件是它们的数量积为 0。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用圆规、剪刀时注意针尖和刀口方向,不要对着自己或同学。

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

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