2024-2025学年高中物理第十二章机械波5多普勒效应教案新人教版选修3-4

PAGE1-多普勒效应一、教材分析《多普勒效应》是人教版中学物理选修3-4《机械波》第12章第5节的教学内容，本节课为一个课时，主要学习波的一种现象多普勒效应。二、教学目标1.学问目标（1）．知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分．（2）．知道什么是多普勒效应，知道产生多普勒效应的条件和原理。（3）．了解多普勒效应的一些应用．2.实力目标（1）．通过对多普勒效应的学习，让学生体会到物理源于生活又服务于生活（2）．通过对多普勒效应的学习，让学生定性的能分析其原理3.情感目标通过对多普勒效应的探究性学习，激发学生的合作意识和创新意识，树立正确的学习观．三、重点难点重点：1.知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分.2.多普勒效应的定义及产生条件和本质；难点：1．波源的频率与视察者接收到的频率的区分.2．理解多普勒效应产生条件和本质。四、学情分析本节内容较为抽象，但是和实际生活联系的比较亲密，学生应当是比较简洁感知和驾驭的。五、教学方法1．通过多媒体课件演示激发学生学习物理的爱好，培育学生视察实力，和从物理现象入手，通过理论演绎和物理模型验证探讨物理问题的方法。2．通过对物理问题的分析论证培育学生勤于思索的习惯和利用物理模型分析问题的实力。3．通过多普勒效应应用的学习，培育学生查阅资料和整理资料的实力。六、课前打算2、学生打算：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。3、老师的打算：多媒体课件制作，课前预习导学案，课内探究导学案，课后延长拓展导学案。七、课时支配一个课时八、教学过程：【引入新课】同学们，在前面我们学习了很多关于波的学问，例如，波的干涉、衍射是一切波特有的现象，今日我们在来学习另外一种有关波的物理现象。请视察下面的试验。【温故知新】1)声音是如何产生的？由于声带的振动2）我们是如何听到声音的?耳膜接收声波3）请一位同学唱C大调的do、re、mi……让大家感觉音调的变更问：同学们听出音调是如何变更的？音调在上升回忆初中所学学问音调由什么确定？频率乐律C调音节中各音的频率唱名doremifasollasido（高）f/Hz264297330352396440495528【演示试验】蜂鸣器音调的变更；若效果不好视频补充让学生思索什么时候音调变高/变低【问题】生活中有无类似的现象？学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站等【录像】行驶中鸣笛的汽车和火车。【问题】回忆试验和录像，在什么条件下，我们听到声音的频率会发生变更？相对运动。介绍这一现象是奥地利科学家多普勒在1842年提出并作出说明的，因此叫做多普勒效应。【新课】多普勒效应内容：这种由于声源和视察者之间有相对运动，使视察者感到频率变更的现象叫做多普勒效应．2、波源的频率：单位时间内波源发出完全波的个数。3、接收到的频率：视察者在单位时间内接收到完全波的个数。二、多普勒效应成因分析【问题】多普勒效应是生活中常见的一种现象，在平常我们也视察到了这种现象，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？下面我们就共同来探究多普勒效应的形成缘由。【问题】在多普勒效应中，视察者感受到声音的频率发生了变更，那么，人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？声源的频率：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，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；视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】多普勒效应是由于波源和视察者之间有相对运动产生的，那么波源的频率和视察者的频率二者与运动有什么关系？实际的多普勒效应比较困难，我们只探讨最简洁的现象，即当波源和视察者在同一条直线上的相对运动时的状况。【问题】那么在同一条直线上视察者和波源的运动状况可能有哪些？下面我们就通过探讨这几种状况下的普勒效应来探究其成因。1．当波源S和视察者A都相对介质都静止，即二者没有相对运动时：【课件展示】：声波每完成一次全振动向外传播一个波长的球面波。从声波传到视察者计时，假设波源频率为4Hz，即波源每秒发出4个完全波，即视察者每秒接收4个完全波，结论：不发生多普勒效应。2．当波源S相对介质不动，视察者A相对介质运动时：①波源相对介质不动，视察者靠近波源运动时；情景同前，假设视察者在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4个不变，但视察者在1s内接收到的完全波的个数增多2个，为6个，即视察者接收到的频率增大．【课件展示】3.波源相对介质不动，视察者远离波源运动时；如1s视察者从A点运动到C点，波源频率不变，视察者接受到2个完全波，视察者单位时间内接收到的完全波的个数削减，即接收到的频率减小．4．视察者A相对介质不动，波源S相对介质运动。（即试验演示的情景）请学生分析缘由。CSCSAB【试验验证】水波的多普勒效应。老师：波源和视察者均相对运动的状况比较困难，课上不作探讨。有爱好的同学课下可以思索。请同学们依据前面的探讨对多普勒效应进行总结。【结论】当波源与视察者有相对运动时，假如二者相互接近，视察者接收到的频率增大；假如二者远离，视察者接收到的频率减小．【留意】在多普勒效应中，波源的频率是不变更的，只是由于波源和视察者之间有相对运动，视察者感到频率发生了变更．同学们，在前面我们通过试验，视察到了声波的多普勒现象，提出了多普勒效应的概念，又通过理论分析和试验验证说明了多普勒效应的成因，得出了多普勒效应的定性规律。这便是探讨物理现象和规律的基本的科学方法。事实上多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。物理规律源于生活和探讨，又能为我们的所应用，假如你作为一个探讨者，你认为多普勒效应能在哪些方面做出贡献？【老师引导】接收频率与相对运动的速度通过推导可建立定量关系，因此依据多普勒效应不仅可以推断速度的方向，也可以测定速度的大小。三、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？1．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、多普勒水流测速仪。2．彩超：【问题】前面我们已经了解了多普勒效应的成因，现在你能否利用所学的学问说明测速的原理原理：交通警察向行进中的汽车放射一个已知频率的电磁波（一般是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变更，由此可指示汽车的速度.3．彩超：医生向人体内放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更，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．【视频】4．在20世纪初，科学家们发觉很多星系的谱线有“红移现象”，所谓“红移现象”，就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移，这种现象可以用多普勒效应加以说明：由于星系远离我们运动，接收到的星光的频率变小，谱线就向频率变小（即波长变大）的红端移动．科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度．这种现象，是证明宇宙在膨胀的一个有力证据．板书设计一、多普勒效应1．内容：由于波源和视察者之间有相对运动，使视察者接受到的频率发生变更的现象。叫做多普勒效应。2．两个概念：波源频率：波源在单位时间内发出的完全波的