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高中物理多普勒效應(yīng)教案
選修3-4第十二章第7節(jié)多普勒效應(yīng) 學案
一、預(yù)習目標
預(yù)習課本上的演示實驗，從感性上認識一下多普勒效應(yīng)。
二、預(yù)習內(nèi)容
1)蜂鳴器靜止,學生聽聲音有無變化;
2)兩個學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,其他學生注意聽聲音有無變化.
3）生活中有無類似的現(xiàn)象？
學生舉例：行駛中的汽車鳴笛；火車鳴笛進站；飛機起飛等
4）音調(diào)的高低由什么決定?
答案：
1）靜止時，聽不到聲音的變化；
2）發(fā)生器靠近時，聲音變得尖銳(音調(diào)變高)；發(fā)生器遠離時，聲音變得低沉(音調(diào)變低).
3）學生舉例：行駛中的汽車鳴笛；火車鳴笛進站；飛機起飛等
4）音調(diào)的高低由聲源頻率的決定，頻率越高，音調(diào)越高。
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
�。�1）．知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別．
�。�2）．知道什么是多普勒效應(yīng)，知道它是波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象。
（3）．了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用．
二、學習過程
探究（一）多普勒效應(yīng)成因分析
【問題】（一）多普勒效應(yīng)是生活中常見的一種現(xiàn)象，在平時我們也觀察到了這種現(xiàn)象，那么大家有無想過，為什么會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，在產(chǎn)生多普勒現(xiàn)象時有無可以遵循的物理規(guī)律存在？
【問題】（二）在多普勒效應(yīng)中，觀察者感受到聲音的頻率發(fā)生了變化，那么，人耳聽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，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)．因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)；
觀察者的接受到的頻率：單位時間接收到的完全波的個數(shù)的。
【問題】（三）多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對運動產(chǎn)生的，那么波源的頻率和觀察者的頻率二者與運動有什么關(guān)系？
答案： 實際的多普勒效應(yīng)比較復(fù)雜，我們只研究最簡單的現(xiàn)象，即當波源和觀察者在同一條直線上的相對運動時的情況。
【問題】（四）那么在同一條直線上觀察者和波源的運動情況可能有哪些？下面我們就通過研究這幾種情況下的普勒效應(yīng)來探究其成因。
學生分組討論都有捏些情況：
觀察課件得出結(jié)論：
1．當波源S和觀察者A都相對介質(zhì)都靜止，即二者沒有相對運動時：
從聲波傳到觀察者計時，假設(shè)波源頻率為20Hz，即波源每秒發(fā)出20個完全波，這20個完全波通過觀察者的時間為1S，即觀察者每秒接收20個完全波，
結(jié)論： 。
2．當波源S相對介質(zhì)不動，觀察者A相對介質(zhì)運動時：
�、俨ㄔ聪鄬橘|(zhì)不動，觀察者靠近波源運動時；
情景同前，假設(shè)觀察者在1s內(nèi)由A運動到B點，則波源在1s內(nèi)發(fā)出完全波的個數(shù)仍為20個不變，但觀察者在1s內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多1個，為21個。
結(jié)論： 。
�、诓ㄔ聪鄬橘|(zhì)不動，觀察者遠離波源運動時；如1s觀察者從A點運動到C點，波源頻率不變，觀察者接受到19個完全波，觀察者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少。
結(jié)論： 。
3．觀察者A相對介質(zhì)不動，波源S相對介質(zhì)運動。（即實驗演示的情景）
請學生分析原因。
【課件展示】
【實驗驗證】水波的多普勒效應(yīng)。
【結(jié)論】：
。
答案：當波源與觀察者有相對運動時，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠離，觀察者接收到的頻率減�。�
【注意】在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對運動，觀察者感到頻率發(fā)生了變化．
探究（二）多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
【問題】請舉出你所知道的生活中有關(guān)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用有哪些？（學生自我解決）
1．（定量）根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，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(yīng)測天體的速度、多普勒水流測速儀。
3．彩超：醫(yī)生向人體內(nèi)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“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(yīng)：
【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到是顏色的變化. 如果恒星遠離我們而去,則光的譜線就向紅光方向移動，稱為紅移；如果恒星朝向我們運動，光的譜線就向紫光方向移動，稱為藍移。
“紅移現(xiàn)象”是宇宙大爆炸理論的一個有力證據(jù)。
探究（三）學生思考總結(jié)
(四)當堂檢測
1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（ ）
A．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的
B．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變
C．多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的
D．只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)
2．當火車進站鳴笛時，我們在車站聽到的聲調(diào)（ ）
A．變低
B．不變
C．變高
D．不知聲速和火車車速，不能判斷
3．由于波源和觀察者之間有，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)．
4．當波源與觀察者有相對運動時，如果兩者相互接近，觀察者接收到的頻率將_______波源頻率；如果兩者遠離，觀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 4大于 小于
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