《多普勒效应》教案设计

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《多普勒效应》教学设计

一、教学设计说明

1.课标分析

《多普勒效应》是《普通高中物理课程标准》选修模块3-4中,二级主题“机械振动与机械波”下的内容。

《普通高中物理课程标准》对本节课的基本要求是：通过实验感受多普勒效应；解释多普勒效应产生的原因；列举多普勒效应的应用实例。

2.教材分析

使用教材是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书2007年版《物理》选修3-4，内容选自第十二章第七节。

多普勒效应是波的一种重要现象，在生活中具有广泛的应用。

本节课通过对多普勒效应的形成过程进行分析，提高学生对机械波的认识水平，培养学生的分析能力与科学探究能力。

3. 学情分析

教学主体——学生是普通高中二年级学生，此前已经学习了声音及机械波的相关知识，了解声音的特性及其影响因素。学生具有一定的实验观察能力及科学探究的能力，学习欲望较强，乐于将所学知识运用于实际生活中。

多普勒效应的现象在生活中很常见，但学生不能应用物理知识进行分析。通过本节课的学习，使学生感受并探究多普勒效应现象，理解其产生原因，并了解其在生活中的应用。

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二、教案

课题 多普勒效应

教

学

目

标 知识与

技能 （1）理解多普勒效应产生的原因；

（2）了解多普勒效应的应用。

过程与

方法 （3）通过对多普勒效应现象的产生原因进行分析，初步建立科学探究以及实验归纳的方法。

情感态度与价值观 （4）通过对多普勒效应在生活中的应用的了解，建立学以致用的意识。

教学重点 理解多普勒效应现象的产生原因。

教学难点 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。

教学方法 （1）学案引领法

（2）分析归纳法

（3）实验探究法

教学媒体 （1） 多普勒效应演示箱（手机、细线、学案）

（2）PPT课件（说课课件、讲课课件、赛车视频）

3

教

学

过

程

学生活动 教师活动 设计意图

课前预习

课前完成：

1.声音的特性是什么；

2.影响音调高低的因素是什么。 课前抽查。 温故知新，帮助学生回忆相关的知识，为本节课的学习打下基础。

课堂教学

一、创设情境 提出问题

观察赛车在行驶过程中，观察者听到的声音是否发生变化。 观看视频，提出以下问题：

（1）我们听到的声音发生了怎样的变化？

（2）赛车发出的声音有无变化？

（3）什么原因导致了这种变化的产生？ 通过生活中的常见现象引发学生思考，找出其中的“不寻常”，猜想并假设这种“不寻常”背后的原因。

二、 学习任务1：认识多普勒效应

猜想多普勒效应的成因，提出可能的假设，诸如“声音响度的变化，是导致观察者听到声音的音调发生改变的原因”。

针对假设进行讨论，将无法直观判断正确性的假设设计成实验，并验证其正确性。 引导学生猜想与假设，并针对无法直观判断正确性的假设设计相应实验。

落实实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、现象记录以及实验结论。

辅助学生完成实验，得出多普勒效应现象的成因的结论。 在科学探究过程中，培养学生的实验观察能力与分析推理能力。

初步落实教学目标3。

4

教

学

过

程

三、学习任务2：分析多普勒效应

观看动画一：

波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的个数等于波源产生的波的个数。

完成学案上的表格。

提出以下问题：

（1）单位时间内，波源产生的波的个数是多少？

（2）相同时间内，观察者接收到的波的个数是多少？

（3）这段时间内，波源产生的波的个数与观察着接收到的波的个数的大小关系是？

（4）波源的频率和观察者接收到的频率有什么关系？

（5）由此可以得出什么结论？

通过形象直观的画面，配合教师提出的问题，让学生理解多普勒效应现象的产生原因，并会分析当波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率的变化。突出教学重点，突破教学难点。

落实教学目标1。

观看动画二与动画三。

动画二：波源不动、观察者向波源靠近时，观察者接收到的波的个数多于波源发出的波的个数；

动画三：波源不动、观察者远离波源时，观察者接收到的波的个数小于波源发出的波的个数。

完成学案上的表格。

通过观察与分析，得出当波源不动、观察者运动时，波源的频率和观察者接收到的频率的大小关系。

观看动画四与动画五。

动画四：观察者不动、波源向观察者靠近时，观察者接收到的完全波的个数多于波源发出的完全波的个数；

动画五：观察者不动、波源远离观察者时，观察者接收到的完全波的个数小于波源发出的完全波的个数。

完成学案上的表格。

通过观察与分析，得出当观察者不动、波源运动时，波源的频率和观察者接收到的频率的大小关系。

四、学习任务3：多普勒效应的应用

阅读教材并结合PPT课件，了解多普勒效应在生活中的应用。 解释交通中的测速问题。 体现STS的教育理念。

落实教学目标2和4。

5 五、 课堂小结

（1） 多普勒效应的成因

（2） 多普勒效应的定义

（3） 多普勒效应的应用

在教师的引导下，学生自主归纳本节课的教学内容，强化所学知识，培养学生归纳总结的能力。

六、课后学习

（1） 完成课后作业；

（2） 观察生活中，还有哪些多普勒效应的应用实例。 可持续发展的课堂能够让学生“带着问题走进课堂，又能够带着问题离开课堂”。

板书设计

教学反思

12.7 多普勒效应

1.成因: 由于声源与观察者间的相对运动。

2.多普勒效应：频率由于观察者与声源之间的相对运动，

而产生变化的现象。

3.应用：交通测速仪、彩色多普勒超声检测仪„„

6 附：《多普勒效应》学案

一、课前预习

声音的特性包括：（ ）（ ）（ ），其中影响声音音调的因素是（ ） 。

二、课堂教学

1．学习任务一：认识多普勒效应

多普勒效应实验探究

提出问题

猜想与假设

设计实验 实验目的

实验原理

实验器材

实验步骤

现象记录

分析论证

交流合作

7 2.学习任务二：分析多普勒效应

分

析

动 画 单位时间内,波源产生波的个数F '与观察者接收到的波的个数F的大小关系 波源的频率f '与观察者接收到的波频率f的大小关系 观察者听到的声音音调与波源的音调的关系

一：观察者与波源S 相对静止时 F '___ F f '___ f

二：观察者靠近

波源S时 F '___ F f '___ f

三：观察者远离

波源S时 F '___ F f '___ f

四：波源S靠近

观察者时 F '___ F f '___ f

五： 波源S远离观察者时 F '___ F f '___ f

结

论 当波源与观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率（ ）波源的频率，听到的声音的音调与波源的音调（ ）；

当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的波的频率（ ）波源的频率，听到的声音的音调（ ）波源的音调；

当波源与观察者相背运动时，观察者接收到的波的频率（ ）波源的频率，听到的声音的音调（ ）波源的音调；

8 3.课后作业

(1)多普勒效应：（ ）由于观察者与波源之间的（ ），而产生（ ）的现象。(2)在铁路旁听到行驶中的火车的汽笛声，当火车迎面驶来时，音调变高，火车远离时，音调变低，是因为( )

A.火车驶来时，声源频率变大 B.火车远离时，声源的频率变小

C.火车驶来及远离时，声源的频率都不变 D.以上说法均不正确

(3)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.只有声波才可以产生多普勒效应

D.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

(4)下列关于多普勒效应的说法中正确的是( )

A.只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B.当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应

C.只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高

D.当声源相对于观察者的距离变化时，观察者听到的声音的音调可能变高可能变低

(5)有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断炮弹的飞行方向，他所利用的是( )

A.声波的干涉现象

B.声波的衍射现象

C.声波的多普勒效应

D.声波的反射现象