2012高中物理 12.5 多普勒效应学案 新人教版选修3-4

1、12.5多普勒效应 学案课前预习学案一、预习目标预习课本上的演示实验，从感性上认识一下多普勒效应。二、预习内容1)蜂鸣器静止,学生听声音有无变化;2)两个学生分别站在教室前后,手中牵一根绳,让发生器在绳上快速运动,其他学生注意听声音有无变化.3）生活中有无类似的现象？学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站；飞机起飞等4）音调的高低由什么决定?答案：1）静止时，听不到声音的变化；2）发生器靠近时，声音变得尖锐(音调变高)；发生器远离时，声音变得低沉(音调变低).3）学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站；飞机起飞等4）音调的高低由声源频率的决定，频率越高，音调越高。三、提出疑惑同学们，通过你

2、的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标（1）知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别（2）知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。（3）了解多普勒效应的一些应用二、学习过程探究（一）多普勒效应成因分析【问题】（一）多普勒效应是生活中常见的一种现象，在平时我们也观察到了这种现象，那么大家有无想过，为什么会产生多普勒效应，在产生多普勒现象时有无可以遵循的物理规律存在？【问题】（二）在多普勒效应中，观察者感受到声音的频率发生了变化，那么，人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？ 答案：声源的频率：声源完成一次全振动，向外

3、发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数； 观察者的接受到的频率：单位时间接收到的完全波的个数的。【问题】（三）多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动产生的，那么波源的频率和观察者的频率二者与运动有什么关系？ 答案： 实际的多普勒效应比较复杂，我们只研究最简单的现象，即当波源和观察者在同一条直线上的相对运动时的情况。【问题】（四）那么在同一条直线上观察者和波源的运动情况可能有哪些？下面我们就通过研究这几种情况下的普勒效应来探究其成因。学生分组讨论都有捏些情况：观察课件得出结论： 1当波源S和观察者A都相对介质都静止，即二者没有

4、相对运动时：从声波传到观察者计时，假设波源频率为20Hz，即波源每秒发出20个完全波，这20个完全波通过观察者的时间为1S，即观察者每秒接收20个完全波， 结论： 。2当波源S相对介质不动，观察者A相对介质运动时：波源相对介质不动，观察者靠近波源运动时；情景同前，假设观察者在1s内由A运动到B点，则波源在1s内发出完全波的个数仍为20个不变，但观察者在1s内接收到的完全波的个数增多1个，为21个。结论： 。波源相对介质不动，观察者远离波源运动时；如1s观察者从A点运动到C点，波源频率不变，观察者接受到19个完全波，观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少。结论： 。3观察者A相对介质不动，波源

5、S相对介质运动。（即实验演示的情景）请学生分析原因。【课件展示】【实验验证】水波的多普勒效应。CSAB【结论】： 。答案：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小 【注意】在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化探究（二）多普勒效应的应用【问题】请举出你所知道的生活中有关多普勒效应的应用有哪些？（学生自我解决） 1（定量）根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等2测速：例如，交警用的雷达测速仪、用光的多普勒效应测天体的速度、多普勒水流测速

6、仪。3彩超：医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变4光波的多普勒效应：【视频展示】光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。“红移现象”是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。探究（三）学生思考总结(四)当堂检测1关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）A多普勒效应是由于波的干涉引起的B多普勒效应说明波源的频率发生改变C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D只有声波可以产生多普勒效应2当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声调（ ） A变低 B不变 C变高 D不知声速和火车车速，不能判断 3由于波源和观察者之间有，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应 4当波源与观察者有相对