高中物理多普勒效應教案

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高中物理多普勒效應教案

　　選修3-4第十二章第7節多普勒效應學案

高中物理多普勒效應教案

　　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）音調的高低由什么決定?

　　答案：

　　1）靜止時，聽不到聲音的變化；

　　2）發生器靠近時，聲音變得尖銳(音調變高)；發生器遠離時，聲音變得低沉(音調變低).

　　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）音調的高低由聲源頻率的決定，頻率越高，音調越高。

　　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

　　疑惑點疑惑內容

　　課內探究學案

　　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生的現象。

　　（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象，在平時我們也觀察到了這種現象，那么大家有無想過，為什么會產生多普勒效應，在產生多普勒現象時有無可以遵循的物理規律存在？

　　【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，向外發出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成的全振動的次數．因此波源的頻率等于單位時間內波源發出的完全波的個數；

　　觀察者的接受到的頻率：單位時間接收到的完全波的個數的。

　　【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相對介質不動，觀察者A相對介質運動時：

　　①波源相對介質不動，觀察者靠近波源運動時；

　　情景同前，假設觀察者在1s內由A運動到B點，則波源在1s內發出完全波的個數仍為20個不變，但觀察者在1s內接收到的完全波的個數增多1個，為21個。

　　結論：。

　　②波源相對介質不動，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，觀察者單位時間內接收到的完全波的個數減少。

　　結論：。

　　3．觀察者A相對介質不動，波源S相對介質運動。（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：醫生向人體內發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。

　　“紅移現象”是宇宙大爆炸理論的一個有力證據。

　　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生的

　　D．只有聲波可以產生多普勒效應

　　2．當火車進站鳴笛時，我們在車站聽到的聲調（）

　　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生變化的現象，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”）

　　參考答案

　　1．C 2．C 3．相對運動 4大于小于

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