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(xué)案

　　一、預習目標

　　預習課本上的演示實(shí)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(xué)生聽(tīng)聲音有無(wú)變化;

　　2)兩個(gè)學(xué)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(dòng),其他學(xué)生注意聽(tīng)聲音有無(wú)變化.

　　3）生活中有無(wú)類(lèi)似的現象？

　　學(xué)生舉例：行駛中的汽車(chē)鳴笛；火車(chē)鳴笛進(jìn)站；飛機起飛等

　　4）音調的高低由什么決定?

　　答案：

　　1）靜止時(shí)，聽(tīng)不到聲音的變化；

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

　　3）學(xué)生舉例：行駛中的汽車(chē)鳴笛；火車(chē)鳴笛進(jìn)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(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

　　疑惑點(diǎn) 疑惑內容

　　課內探究學(xué)案

　　一、學(xué)習目標

　�。�1）．知道波源的頻率與觀(guān)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(guān)察者之間有相對運動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現象。

　�。�3）．了解多普勒效應的一些應用．

　　二、學(xué)習過(guò)程

　　探究（一）多普勒效應成因分析

　　【問(wèn)題】（一）多普勒效應是生活中常見(jiàn)的一種現象，在平時(shí)我們也觀(guān)察到了這種現象，那么大家有無(wú)想過(guò)，為什么會(huì )產(chǎn)生多普勒效應，在產(chǎn)生多普勒現象時(shí)有無(wú)可以遵循的物理規律存在？

　　【問(wèn)題】（二）在多普勒效應中，觀(guān)察者感受到聲音的頻率發(fā)生了變化，那么，人耳聽(tīng)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(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(cháng)的波，頻率表示單位時(shí)間內完成的全振動(dòng)的次數．因此波源的頻率等于單位時(shí)間內波源發(fā)出的完全波的個(gè)數；

　　觀(guān)察者的接受到的頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間接收到的完全波的個(gè)數的。

　　【問(wèn)題】（三）多普勒效應是由于波源和觀(guān)察者之間有相對運動(dòng)產(chǎn)生的，那么波源的頻率和觀(guān)察者的頻率二者與運動(dòng)有什么關(guān)系？

　　答案： 實(shí)際的多普勒效應比較復雜，我們只研究最簡(jiǎn)單的現象，即當波源和觀(guān)察者在同一條直線(xiàn)上的相對運動(dòng)時(shí)的情況。

　　【問(wèn)題】（四）那么在同一條直線(xiàn)上觀(guān)察者和波源的運動(dòng)情況可能有哪些？下面我們就通過(guò)研究這幾種情況下的普勒效應來(lái)探究其成因。

　　學(xué)生分組討論都有捏些情況：

　　觀(guān)察課件得出結論：

　　1．當波源S和觀(guān)察者A都相對介質(zhì)都靜止，即二者沒(méi)有相對運動(dòng)時(shí)：

　　從聲波傳到觀(guān)察者計時(shí)，假設波源頻率為20Hz，即波源每秒發(fā)出20個(gè)完全波，這20個(gè)完全波通過(guò)觀(guān)察者的時(shí)間為1S，即觀(guān)察者每秒接收20個(gè)完全波，

　　結論： 。

　　2．當波源S相對介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者A相對介質(zhì)運動(dòng)時(shí)：

　�、俨ㄔ聪鄬�介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者靠近波源運動(dòng)時(shí)；

　　情景同前，假設觀(guān)察者在1s內由A運動(dòng)到B點(diǎn)，則波源在1s內發(fā)出完全波的個(gè)數仍為20個(gè)不變，但觀(guān)察者在1s內接收到的完全波的個(gè)數增多1個(gè)，為21個(gè)。

　　結論： 。

　�、诓ㄔ聪鄬�介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者遠離波源運動(dòng)時(shí)；如1s觀(guān)察者從A點(diǎn)運動(dòng)到C點(diǎn)，波源頻率不變，觀(guān)察者接受到19個(gè)完全波，觀(guān)察者單位時(shí)間內接收到的完全波的個(gè)數減少。

　　結論： 。

　　3．觀(guān)察者A相對介質(zhì)不動(dòng)，波源S相對介質(zhì)運動(dòng)。（即實(shí)驗演示的情景）

　　請學(xué)生分析原因。

　　【課件展示】

　　【實(shí)驗驗證】水波的多普勒效應。

　　【結論】：

　　。

　　答案：當波源與觀(guān)察者有相對運動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀(guān)察者接收到的頻率增大；如果二者遠離，觀(guān)察者接收到的頻率減�。�

　　【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(guān)察者之間有相對運動(dòng)，觀(guān)察者感到頻率發(fā)生了變化．

　　探究（二）多普勒效應的應用

　　【問(wèn)題】請舉出你所知道的生活中有關(guān)多普勒效應的應用有哪些？（學(xué)生自我解決）

　　1．（定量）根據汽笛聲判斷火車(chē)的運動(dòng)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(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(chēng)“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(jué)到是顏色的變化. 如果恒星遠離我們而去,則光的譜線(xiàn)就向紅光方向移動(dòng)，稱(chēng)為紅移；如果恒星朝向我們運動(dòng)，光的譜線(xiàn)就向紫光方向移動(dòng)，稱(chēng)為藍移。

　　“紅移現象”是宇宙大爆炸理論的一個(gè)有力證據。

　　探究（三）學(xué)生思考總結

　　(四)當堂檢測

　　1．關(guān)于多普勒效應，下列說(shuō)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(shuō)明波源的頻率發(fā)生改變

　　C．多普勒效應是由于波源與觀(guān)察者之間有相對運動(dòng)而產(chǎn)生的

　　D．只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應

　　2．當火車(chē)進(jìn)站鳴笛時(shí)，我們在車(chē)站聽(tīng)到的聲調（ ）

　　A．變低

　　B．不變

　　C．變高

　　D．不知聲速和火車(chē)車(chē)速，不能判斷

　　3．由于波源和觀(guān)察者之間有，使觀(guān)察者感到頻率發(fā)生變化的現象，叫做多普勒效應．

　　4．當波源與觀(guān)察者有相對運動(dòng)時(shí)，如果兩者相互接近，觀(guān)察者接收到的頻率將_______波源頻率；如果兩者遠離，觀(guān)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(dòng) 4大于 小于

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