高二物理《多普勒效應》教學設計
課前預習學案
一、預習目標
預習課本上的演示實驗,從感性上認識一下多普勒效應。
二、預習內(nèi)容
1)蜂鳴器靜止,學生聽聲音有無變化;
2)兩個學生分別站在教室前后,手中牽一根繩,讓發(fā)生器在繩上快速運動,其他學生注意聽聲音有無變化
3)生活中有無類似的現(xiàn)象?
學生舉例:行駛中的汽車鳴笛;火車鳴笛進站;飛機起飛等
4)音調(diào)的高低由什么決定?
答案:
1)靜止時,聽不到聲音的變化;
2)發(fā)生器靠近時,聲音變得尖銳(音調(diào)變高);發(fā)生器遠離時,聲音變得低沉(音調(diào)變低).
3)學生舉例:行駛中的汽車鳴笛;火車鳴笛進站;飛機起飛等
4)音調(diào)的高低由聲源頻率的決定,頻率越高,音調(diào)越高。
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
(1).知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別.
(2).知道什么是多普勒效應,知道它是波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象。
(3).了解多普勒效應的一些應用.
二、學習過程
探究(一)多普勒效應成因分析
【問題】(一)多普勒效應是生活中常見的一種現(xiàn)象,在平時我們也觀察到了這種現(xiàn)象,那么大家有無想過,為什么會產(chǎn)生多普勒效應,在產(chǎn)生多普勒現(xiàn)象時有無可以遵循的物理規(guī)律存在?
【問題】(二)在多普勒效應中,觀察者感受到聲音的頻率發(fā)生了變化,那么,人耳聽到的`聲音的頻率與聲源的頻率相同嗎?
答案:聲源的頻率:聲源完成一次全振動,向外發(fā)出一個波長的波,頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù).因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù);
觀察者的接受到的頻率:單位時間接收到的完全波的個數(shù)的。
【問題】(三)多普勒效應是由于波源和觀察者之間有相對運動產(chǎn)生的,那么波源的頻率和觀察者的頻率二者與運動有什么關系?
答案: 實際的多普勒效應比較復雜,我們只研究最簡單的現(xiàn)象,即當波源和觀察者在同一條直線上的相對運動時的情況。
【問題】(四)那么在同一條直線上觀察者和波源的運動情況可能有哪些?下面我們就通過研究這幾種情況下的普勒效應來探究其成因。
學生分組討論都有捏些情況:
觀察課件得出結論:
1.當波源S和觀察者A都相對介質(zhì)都靜止,即二者沒有相對運動時:
從聲波傳到觀察者計時,假設波源頻率為20Hz,即波源每秒發(fā)出20個完全波,這20個完全波通過觀察者的時間為1S,即觀察者每秒接收20個完全波,
結論: 。
2.當波源S相對介質(zhì)不動,觀察者A相對介質(zhì)運動時:
①波源相對介質(zhì)不動,觀察者靠近波源運動時;
情景同前,假設觀察者在1s內(nèi)由A運動到B點,則波源在1s內(nèi)發(fā)出完全波的個數(shù)仍為20個不變,但觀察者在1s內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多1個,為21個。
結論: 。
、诓ㄔ聪鄬橘|(zhì)不動,觀察者遠離波源運動時;如1s觀察者從A點運動到C點,波源頻率不變,觀察者接受到19個完全波,觀察者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少。
結論: 。
3.觀察者A相對介質(zhì)不動,波源S相對介質(zhì)運動。(即實驗演示的情景)
請學生分析原因。
【課件展示】
【實驗驗證】水波的多普勒效應。
【結論】:
。
答案:當波源與觀察者有相對運動時,如果二者相互接近,觀察者接收到的頻率增大;如果二者遠離,觀察者接收到的頻率減小.
【注意】在多普勒效應中,波源的頻率是不改變的,只是由于波源和觀察者之間有相對運動,觀察者感到頻率發(fā)生了變化.
探究(二)多普勒效應的應用
【問題】請舉出你所知道的生活中有關多普勒效應的應用有哪些?(學生自我解決)
1.(定量)根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢,以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等.
2.測速:例如,交警用的雷達測速儀、用光的多普勒效應測天體的速度、多普勒水流測速儀。
3.彩超:醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度.這種方法俗稱彩超,可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變.
4.光波的多普勒效應:
【視頻展示】光波與聲波的不同之處在于,光波頻率的變化使人感覺到是顏色的變化. 如果恒星遠離我們而去,則光的譜線就向紅光方向移動,稱為紅移;如果恒星朝向我們運動,光的譜線就向紫光方向移動,稱為藍移。
紅移現(xiàn)象是宇宙大爆炸理論的一個有力證據(jù)。
探究(三)學生思考總結
(四)當堂檢測
1.關于多普勒效應,下列說法正確的是( )
A.多普勒效應是由于波的干涉引起的
B.多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生改變
C.多普勒效應是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的
D.只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應
2.當火車進站鳴笛時,我們在車站聽到的聲調(diào)( )
A.變低
B.不變
C.變高
D.不知聲速和火車車速,不能判斷
3.由于波源和觀察者之間有,使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,叫做多普勒效應.
4.當波源與觀察者有相對運動時,如果兩者相互接近,觀察者接收到的頻率將_______波源頻率;如果兩者遠離,觀察者接收到的頻率將_____被源頻率(填大于等于或小于)
高二物理教案:多普勒效應參考答案
1.C 2.C 3.相對運動 4大于 小于
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