高中物理-多普勒效应导学案
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高中物理多普勒效应教案一、教学目标1. 让学生了解多普勒效应的定义和原理。
2. 让学生掌握多普勒效应在实际应用中的例子。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点:多普勒效应的原理和应用。
2. 教学难点:多普勒效应的数学表达和计算。
三、教学准备1. 实验室设备:声源、接收器、测量仪器。
2. 教学材料:教材、PPT、实验指导书。
四、教学过程1. 导入:通过播放音乐,让学生感受音调的变化,引发对多普勒效应的兴趣。
2. 讲解:介绍多普勒效应的定义、原理和数学表达式。
3. 实验:让学生参与实验,观察和记录声源和接收器的距离变化对音调的影响。
4. 分析:引导学生分析实验结果,理解多普勒效应的实质。
5. 应用:介绍多普勒效应在实际生活中的应用,如雷达、医学成像等。
五、作业与评估1. 作业:要求学生完成实验报告,总结多普勒效应的原理和应用。
2. 评估:通过实验操作、提问和作业完成情况来评估学生对多普勒效应的掌握程度。
教学反思:本节课通过讲解和实验相结合的方式,让学生了解了多普勒效应的原理和应用。
在实验环节,学生积极参与,观察和记录了声源和接收器的距离变化对音调的影响。
通过分析实验结果,学生能够更好地理解多普勒效应的实质。
在作业环节,要求学生完成实验报告,总结多普勒效应的原理和应用,以评估学生对知识的掌握程度。
总体来说,本节课达到了预期的教学目标,学生对多普勒效应有了较为深入的了解。
但在实验操作和观察方面,部分学生还需加强指导和训练。
在今后的教学中,可以考虑增加更多的实际案例,让学生更好地理解多普勒效应在生活中的应用。
六、教学延伸1. 让学生了解多普勒效应在现代科技领域中的应用,如卫星通信、宇宙探测等。
2. 引导学生探讨多普勒效应在生物医学领域的应用,如血流速度的测量。
七、课堂讨论1. 让学生分组讨论多普勒效应在日常生活中的实例,如交通警察使用的雷达测速仪。
2. 各组汇报讨论成果,进行分享和交流。
咸阳市实验中学“链式课堂”课时导学案些方面做出贡献?教师引导】接收频率与相对运动的速度通过推导可建立定量关系,因此根据多普勒效应不仅可以判断速度的方向,也可以测定速度的大小。
定量关系1.当接受者靠近波源时某时刻观察者在A处接收到波1,设经过时间T′,观察者运动到B处接收到波2,则T′即为观察者观测到的波的周期,由图甲及运动学知识,得:v波T′+vT′=λ=v波T所以T′=由得:f′=>f所以,当观察者向着波源运动时,观察者观测到的频率增大,甲乙周期变小.2当观察者远离波源运动时如图乙所示:当v<v波时,某时刻观察者在A处接到波1,经过时间T′,观察者运动到B处接收到波2,即T′为观察者观测到的周期由图乙及运动学知识得:v波T′-vT′=λ=v波T则T′=由知:f′=>fb:当v=v波时,观察者一直随波向前运动接收不到其他的波,则f′=0.c:当v>v波时,如图丙所示.某时刻观察者在A处接收到波2,经过时间T′,观察者运动到达B处时接收到波1,则T′即为观察者观测到的周期.同理有:vT′-v波T′=λ=v波T则T′=由f=可知:f′=.当2v波>v>v波,f′<f.当v=2v波时,f′=f.当v>2v波时,f′>f.3.设观察者相对于介质静止,波源相对观察者以速度v移动时.[学生讨论]当波源远离观察者运动时,观察者观测到的频率变小.[总结得到]当波源向着观察者运动时,观察者观测到的频率可能变大,也可能变小.(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?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、多普勒水流测速仪。
视频】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知识解释测速的原理原理:交通警察向行进中的汽车发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化,由此可指示汽车的速度.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.视频】4.在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“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解释: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.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。
高中物理多普勒效应教案一、教学目标1. 让学生了解多普勒效应的定义和原理,知道多普勒效应在实际应用中的重要性。
2. 培养学生通过实例分析多普勒效应的能力,提高学生的科学思维能力。
3. 引导学生运用多普勒效应解决实际问题,培养学生的实践能力和创新精神。
二、教学内容1. 多普勒效应的定义和原理2. 多普勒效应的数学表达式3. 多普勒效应的应用实例4. 多普勒效应与现代科技的关系5. 多普勒效应在生活中的实际应用三、教学重点与难点1. 教学重点:多普勒效应的定义、原理和数学表达式,多普勒效应的应用实例。
2. 教学难点:多普勒效应的数学表达式的推导和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过探究问题,了解多普勒效应的定义和原理。
2. 使用多媒体课件,生动展示多普勒效应的实例,帮助学生更好地理解多普勒效应。
3. 组织学生进行小组讨论,分享多普勒效应在生活中的实际应用,培养学生的团队合作能力。
五、教学步骤1. 引入:通过播放一段有关多普勒效应的音频材料,引导学生思考多普勒效应的原理。
2. 讲解:介绍多普勒效应的定义、原理和数学表达式。
3. 实例分析:分析多普勒效应在实际应用中的实例,如雷达、声纳等。
4. 小组讨论:让学生分组讨论多普勒效应在生活中的实际应用,分享各自的发现。
5. 总结:总结本节课的主要内容,强调多普勒效应的重要性。
6. 作业布置:布置一道有关多普勒效应的应用题,让学生课后思考。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生对多普勒效应的理解,检查学生对基本概念的掌握程度。
2. 实例分析报告:评估学生对多普勒效应实例分析的能力,检查学生是否能将理论知识应用于实际问题。
3. 作业完成情况:检查学生对课后作业的完成质量,评估学生对课堂所学知识的消化吸收情况。
七、教学拓展1. 邀请相关领域的专家或从业人员进行讲座,分享多普勒效应在现代科技中的应用。
2. 组织学生进行小研究,深入探究多普勒效应在其他领域的研究动态和应用前景。
3.5 多普勒效应教学设计播放视频,然后提问:从你身边疾驰而过的车辆鸣笛的音调会由高变低。
这到底是怎么回事?然后提问学生思考以下问题:1.观察者静止不动,数经过的队伍中的人数,每分钟假设有30个人经过。
观测者观察人数等于“过人频率”2.当观察者逆着队伍行走时,数经过的队伍中的人数,每分钟将大于30个人经过。
观测者观察人数大于“过人频率”3.当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时,数经过的队伍中的人数,每分钟将小于30个人经过。
观测者观察人数小于“过人频率”频率低音调低).2.多普勒效应成因分析:(1)当波源和观察者都相对介质静止时观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数,即接受到的频率等于发出的频率。
(2)当波源不动,观察者靠近波源时观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数,即接受到的频率大于发出的频率。
(3)当波源不动,观察者远离波源时观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数,即接受到的频率小于发出的频率。
(二)运动和频率的关系(三)多普勒效应的实验验证学生观看演示实验的视频。
(四)多普勒效应成因当波源与观察者有相对运动时:(1)如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;(2)如果二者相互远离,观察者接收到的频率减小。
你知道多普勒效应在生活中有什么应用吗?在学生总结分享的基础上总计多普勒效应在生活中的应用。
(一)测速仪雷达测速仪向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波(通常是红外线),波被运动的汽车反射回来时,接收到的频率发生变化,由此可指示汽车的速度。
(二)军事应用(三)医用“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。
(四)观察天体的运动理论和实验都证明,光波或电磁波都有多普勒效应,多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。
高中物理多普勒效应教案一、教学目标1. 让学生了解多普勒效应的定义和原理,知道多普勒效应在现实生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察、实验、分析等方法,探究多普勒效应的规律。
二、教学内容1. 多普勒效应的定义2. 多普勒效应的原理3. 多普勒效应的应用4. 多普勒效应的实验探究5. 多普勒效应在现实生活中的应用案例三、教学重点与难点1. 教学重点:多普勒效应的定义、原理和应用。
2. 教学难点:多普勒效应的实验探究和实际应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究多普勒效应的原理和应用。
2. 利用实验和多媒体手段,形象地展示多普勒效应的现象。
3. 结合实际案例,让学生了解多普勒效应在生活中的应用。
4. 开展小组讨论,培养学生的合作意识和团队精神。
五、教学过程1. 导入:通过播放一段有关多普勒效应的视频,引起学生的兴趣,并提出问题:“什么是多普勒效应?”2. 新课:介绍多普勒效应的定义、原理和应用,引导学生理解多普勒效应的概念。
3. 实验探究:安排学生进行实验,观察多普勒效应的现象,引导学生通过实验数据分析多普勒效应的规律。
4. 案例分析:介绍多普勒效应在现实生活中的应用案例,如交通警笛、医院彩超等,让学生了解多普勒效应的实际意义。
5. 巩固知识:布置一些有关多普勒效应的练习题,让学生巩固所学知识。
7. 作业布置:让学生结合生活实际,寻找多普勒效应的应用实例,并进行简要描述。
六、教学策略1. 利用多媒体技术,如动画和模拟实验,以直观的方式展示多普勒效应的原理和现象。
2. 通过实际案例分析,让学生了解多普勒效应在现代科技中的应用。
3. 设计具有层次性的问题,引导学生从不同角度思考多普勒效应。
4. 鼓励学生参与课堂讨论,提高他们的表达和交流能力。
5. 提供丰富的练习题,包括理论计算和实际应用题,以巩固所学知识。
七、教学评估1. 课堂问答:通过提问检查学生对多普勒效应基本概念的理解。
高 二 年级 物理 学科导学案12.5多普勒效应【学习目标】1.知道什么是多普勒效应,了解多普勒效应的产生原因,了解一些多普勒效应的实际应用2.培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力3.通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活,探索知识的能力。
重点:1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别2.知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的 难点:波源与观察者发生相对运动时,观察者接收到的频率变化的分析【使用说明&学法指导】1.先通读教材,勾画出本节内容的基本知识,再完成教材助读设置的问题,依据发现的问题,然后再读教材或查阅资料,解决问题。
2.独立完成,阅读课本限时5分钟,思考与解答限时10分钟。
3.完成后上述步骤后,将自己在做题过程中产生的疑惑写出。
4.完成第3步后,可以就自己的疑惑向同学请教或与同学讨论。
交卷前,已解决问题划“×”,仍未解决问题不划或划“?”。
I 、知识准备1.波的叠加原理?2.什么叫波的干涉?产生干涉条件?II 、教材辅助一、多普勒效应1.音调:音调由 决定, 高则音调高, 低则音调低。
2.多普勒效应:波源与观察者相互靠近或者远离时,接收到的 都会发生变化的现象。
二、多普勒效应产生的原因1.波源与观察者相对静止时,1s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是 的,观察者观测到的频率 波源振动的频率。
2.当观察者和波源相互靠近时,1s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目 ,观察者观测到的频率 ;反之,当观察者和波源相互远离时,观察者观测到的频率 。
III 、预习自测1.(★)当波源与观察者有相对运动时,如果两者相互接近,观察者接收到的频率将_______波源频率;如果两者远离,观察者接收到的频率将_____被源频率(填“大于”“等于”或“小于”)请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决I 、学始于疑—我思考 我收获(学习基础)1、当一辆汽车想着喇叭从你身边疾驰而过的时候,喇叭的音调会由高变低,为什么好像汽车驶来的时候唱着音符“i ”,离开的时候就唱音符“7”了?学习建议:请同学们用3分钟时间认真思考这些问题,并结合预习中自己的疑惑开始下面探究学习II 、质疑探究—质疑解疑 合作探究(课堂探究开始)( 学习内容)情境1:在铁道口,一列火车呼啸而过。
多普勒效应【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。
3.能运用多普勒效应解释一些物理现象。
【学习重点】1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2.知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。
【学习难点】波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
【学习过程】一、多普勒效应1.多普勒效应:由于波源和观察者之间有__________,使观察者接收到的波的频率__________的现象叫做多普勒效应。
这种现象是奥地利物理学家_________在1842年最先发现的。
2.波源的频率与观察者接收到的频率(1)波源的频率等于_________时间内波源发出的_________的_________。
(2)观察者接收到的频率等于观察者_____________时间内接收到的_________的_________。
(3)当波源和观察者之间距离发生变化时:波源的频率是_________的;观察者接收到的频率_________的。
3.多普勒效应产生原因波源的频率等于单位时间内波源________的完全波的个数。
观察者接受到的频率等于观察者在单位时间内_______到的完全波的个数。
(1)波源与观察者相对不动时,观察者接受到的频率______波源的频率。
(2)观察者与波源有相对运动时,若波源的频率没有发生变化,观察者接受到的频率发生了变化。
波源相对介质不动,观察者向着波源运动,观察者单位时间内接受到完全波的个数______,即接受到的频率______;同理,如果观察者远离波源运动,观察者单位时间内接受到完全波的个数______,即接受到的频率______。
观察者相对介质不动,而波源运动,波源接近观察者时,观察者接受到的频率______;波源远离观察者时,接受到的频率______。
总之,当波源与观察者相互接近,观察者接收频率_________,音调变______,反之若波源远离观察者,观察者接收频率________,音调变______。
河南省新安县第一高级中学高中物理选修3-4《12.5 多普勒效应》导学案一、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,知道它是在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、重点难点重点:多普勒效应及产生的原因.难点:对多普勒效应的解释三、知识梳理(一)多普勒效应1.现象:当火车向你驶来时,感觉音调变高;当火车离你远去时,感觉音调变低(音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低).2.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应.3.多普勒效应的成因: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,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接收到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的.4.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.(二)多普勒效应的应用1.交通方面: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.宇宙方面:测量宇宙上某种元素的发出的光波频率3.医学方面:超声波“彩超”四、自我检测1.由于___________和_____________之间有相对运动,使得发生变化的现象叫多普勒效应。
若二者相互靠近,则观察者接收到的频率____________,若二者相互远离,则观察者接收到的频率____________。
2.波源的频率等于单位时间内波源____________________________,观察者接收到的频率等于在单位时间内________________________________。
3.关于多普勒效应,下列说法正确的是( )A.是由于波的干涉引起的B.说明波源的频率发生了变化C.波源的频率不发生变化D.只有声波才可以产生多普勒效应A 4.关于多普勒效应,下列说法中正确的是( )A .当波源与观察者相对运动时,才会发生多普勒效应B .当波源与观察者相对静止时,才会发生多普勒效应C .只有机械波能发生多普勒效应D .不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应5.下列关于声波的多普勒效应的说法正确的是 ( )A .只要声源在振动,就一定能观察到多普勒效应B .若声源停止振动,就不能观察到多普勒效应C .只要声源在运动,观察者就一定能感觉到频率变高D .当声源相对观察者运动时,观察者听到的声音单调可能变高,也可能变低6.一波源振动的频率为f ,波源在介质中运动时,波源前方介质振动的频率为f 1,波源后方介质振动的频率为f 2,则有( )A .f =f 1=f 2B .f 1=f 2>fC .f 2>f >f 1D .f 2<f <f 1如图表示产生机械波的波源O 做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰,回答8~10题。
高中物理-多普勒效应导学案
【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?
3.能运用多普勒效应解释一些物理现象
【重点难点】
多普勒效应现象;
接收频率变化而波源频率不变的原理
【课前预习】
1.奥地利物理学家多普勒发现:波源和观察者互相靠近或互相远离时,接收到的波的频率都发生变化的现象叫做多普勒效应。
2.当波源与观察者相对静止时,接收的频率等于波源振动的频率;当波源与观察者互相靠近时,接收的频率大于波源振动的频率;当波源与观察者互相远离时,接收的频率小于波源振动的频率。
3.交通警车通过分析行进中车辆反射波频率的变化确定车辆的速度;通过对比运动天体与地球某元素发射的光波的频率的不同来确定天体速度。
【预习检测】
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和观察者之间有相对运动而产生的
D.只有声波才可产生多普勒效应
2.关于多普勒效应下列说法中正确的是()
A.只有声波才有多普勒效应B.光波也有多普勒效应
C.只有机械波才有多普勒效应D.电磁波不能发生多普勒效应
3.下列哪些现象是多普勒效应引起的()
A.远去的汽车声音越来越小
B.炮弹迎面飞来,声音刺耳
C.火车离你而去,音调变低
D.大风中,远处人的说话声时强时弱
【参考答案】
【预习检测】
1.C
2.B
3.B、C
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【典题探究】
例1以下关于多普勒效应的说法中正确的是( )
A.有多普勒效应时,波源的振动频率发生变化
B.有多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化
C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化
D.人与波源有相对运动时,观察到的频率一定发生变化
解析:当观察者与声源有相对运动(接近或远离),观察者测得声波频率有变化,但波源的频率不变.当观察者尽管有相对运动,但距离不变时,此时不会出现多普勒效应,B选项正确.
拓展: 若观察者与声源在一直线上发生相对运动,则必发生多普勒效应.若观察者与声源的相对运动不共线(如圆周运动)则就不一定发生多普勒效应.
例2公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波,如果该电磁波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,说明那辆轿车的车速( )
A.高于100 km/h
B.低于100 km/h
C.等于100 km/h
D.无法确定
解析:由多普勒效应知,巡警车接收到的频率低了,即观察者接收到的频率低了,说明轿车和巡警车在相互远离,而巡警车速度恒定,因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大,故A选项正确.
拓展: 当波源与观察者远离时,频率变低;当波源与观察者靠近时,频率变高.
例3.一警车上的警报器发射频率f=1 000 Hz的声波,警车远离静止的观察者向一悬崖行驶,车速v=10 m/s,已知声音在空气中的传播速度为v声=330 m/s,试问:
(1)观察者直接从警报器听到的声音频率是多大?
(2)观察者听到从悬崖反射的声音频率是多大?
解析:首先应分清楚三个速度,即波的传播速度、波源的速度、观察者的速度,当波源背离观察者运动时,相当于波长变长;观察者听到从悬崖反射回的声音,相当于有一声源以速度v靠
近观察者,此时波长变短.
(1)当警车远离观察者时,其波长增大vT,则单位时间通过观察者的完全波的个数,即观察者听到的声音频率为 f′=v v v +声声f=10
330330+×1 000 Hz=970.6 Hz. (2)观察者听到从悬崖反射的声音,等效于有一波源以速度v 靠近静止的观察者所发声音,此时波长减小vT,所以观察者听到从悬崖反射的声音频率为 f″=v v v -声声f=10
330330-×1 000 Hz=1 031 Hz. 拓展: 此题的易错点是:认为从悬崖反射回来的声波和正常情况一样不发生多普勒效应,或者认为人听到的声波频率和警车远离时人听到的声波频率相同.。