《多普勒效應(yīng)》教案一、教學(xué)設(shè)計(jì)說明1.課標(biāo)分析《多普勒效應(yīng)》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》選修模塊3-4中,二級(jí)主題“機(jī)械波”下的內(nèi)容。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)本節(jié)課的基本要求是：通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)；能解釋多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因；列舉多普勒效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例。2.教材分析使用教材是人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書2017年版《物理》選修3-4，內(nèi)容選自第十二章第五節(jié)。多普勒效應(yīng)是波的一種重要現(xiàn)象，在生活中具有廣泛的應(yīng)用。本節(jié)課通過對(duì)多普勒效應(yīng)的形成過程進(jìn)行分析，提高學(xué)生對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)水平，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力與科學(xué)探究能力。3.學(xué)情分析教學(xué)主體——學(xué)生是普通高中二年級(jí)學(xué)生，此前已經(jīng)學(xué)習(xí)了聲音及機(jī)械波的相關(guān)知識(shí)，了解聲音的特性及其影響因素。學(xué)生具有一定的實(shí)驗(yàn)觀察能力及科學(xué)探究的能力，學(xué)習(xí)欲望較強(qiáng)，樂于將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生活中。多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象在生活中很常見，但學(xué)生不能應(yīng)用物理知識(shí)進(jìn)行分析。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感受并探究多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，理解其產(chǎn)生原因，并了解其在生活中的應(yīng)用。二、教學(xué)設(shè)計(jì)課題多普勒效應(yīng)核心素養(yǎng)物理觀念以運(yùn)動(dòng)聲源為例，通過觀察者聽到的聲調(diào)變化來認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)；能在具體的例子中區(qū)分波源頻率和觀測(cè)頻率；了解多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因，知道觀察者與波源相對(duì)靠近（或遠(yuǎn)離）的時(shí)候，觀測(cè)頻率會(huì)髙于（或低于）波源頻率；知道觀測(cè)頻率與觀察者和波源相對(duì)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；知道所有的波都有多普勒效應(yīng)，認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)在生活中的普遍性科學(xué)思維能運(yùn)用類比法分析當(dāng)波源或觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)頻率與波源頻率之間的定性關(guān)系科學(xué)探究能在觀察中總結(jié)發(fā)現(xiàn)“當(dāng)觀察者與波源在相互靠近（或遠(yuǎn)離）的時(shí)候，觀測(cè)頻率會(huì)高于（或低于）波源頻率”這一規(guī)律科學(xué)態(tài)度與責(zé)任１．通過大量的事例，了解多普勒效應(yīng)在生活與生產(chǎn)中的普遍性，體會(huì)“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境”的關(guān)系；２．能通過具體實(shí)例，從波的傳播與接收角度來認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)的本質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)理解多普勒效應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因多普勒效應(yīng)的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)波源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率變化的分析。教學(xué)方法（1）問題引領(lǐng)法（2）分析歸納法（3）實(shí)驗(yàn)探究法教學(xué)媒體PPT課件（視頻）教學(xué)過程教學(xué)過程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖溫故知新小實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們把手放在喉嚨，發(fā)出一個(gè)高音和一個(gè)低音感受一下引導(dǎo)學(xué)生回顧影響音調(diào)的因素，音調(diào)的高低與振動(dòng)的快慢有關(guān)，音調(diào)高，頻率高溫故知新，幫助學(xué)生回憶相關(guān)的知識(shí)，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課堂教學(xué)一、創(chuàng)設(shè)情境提出問題觀看列車行駛而來和飛奔的視頻，感受聽到的聲音高低的變化。飛機(jī)飛近時(shí)，轟鳴聲越來越尖銳；飛機(jī)飛遠(yuǎn)時(shí)，轟鳴聲越來嘶啞。是不是飛機(jī)的轟鳴聲的頻率本身也發(fā)生了變化？觀看視頻，聽聲音的變化，提出以下問題：我們聽到的聲音發(fā)生了怎樣的變化？是不是聲源的頻率本身也發(fā)生了變化？人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率相同嗎？（3）什么原因?qū)е铝擞^察者聽到的聲音發(fā)生了變這種變化的產(chǎn)生？通過生活中的常見現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考，找出其中的“不尋常”，猜想并假設(shè)這種“不尋常”背后的原因。學(xué)習(xí)任務(wù)1：認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)了解：多普勒效應(yīng)什么是多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)是指由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，它是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的重溫歷史，了解多普勒效應(yīng)是如何發(fā)現(xiàn)的。讓學(xué)生知道由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。三、學(xué)習(xí)任務(wù)2：分析多普勒效應(yīng)播放演示多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的視頻用手機(jī)錄制一段蜂鳴聲，將手機(jī)固定在一長(zhǎng)竹桿的一端，然后用竹桿將手機(jī)舉起，點(diǎn)擊音頻播放，并在頭上快速旋轉(zhuǎn)，即可感受多普勒效應(yīng)。通過實(shí)物演示，讓學(xué)生更加真實(shí)感受體會(huì)多普勒效應(yīng)，幫助學(xué)生了解其產(chǎn)生原因多普勒效應(yīng)模擬觀察者靜止不動(dòng)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個(gè)人經(jīng)過。當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時(shí)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個(gè)人經(jīng)過。當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時(shí)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個(gè)人經(jīng)過。通過類比模擬實(shí)驗(yàn)以及形象直觀的畫面，配合教師提出的問題，讓學(xué)生理解多普勒效應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并會(huì)分析當(dāng)波源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率的變化。突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)。觀看動(dòng)畫演示1、波源和觀察者相對(duì)靜止時(shí)，觀察者接收到的波的個(gè)數(shù)等于波源產(chǎn)生的波的個(gè)數(shù)。2、觀察者不動(dòng)、波源向觀察者靠近時(shí)，觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)多于波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)；3、觀察者不動(dòng)、波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)小于波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。提出以下問題：（1）單位時(shí)間內(nèi)，波源產(chǎn)生的波的個(gè)數(shù)是多少？（2）相同時(shí)間內(nèi)，觀察者接收到的波的個(gè)數(shù)是多少？（3）這段時(shí)間內(nèi)，波源產(chǎn)生的波的個(gè)數(shù)與觀察著接收到的波的個(gè)數(shù)的大小關(guān)系是？（4）波源的頻率和觀察者接收到的頻率有什么關(guān)系？（5）由此可以得出什么結(jié)論？通過觀察與分析，得出當(dāng)觀察者不動(dòng)、波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源的頻率和觀察者接收到的頻率的大小關(guān)系觀看多普勒效應(yīng)成因視頻引導(dǎo)學(xué)生觀看多普勒成因視頻，結(jié)合理論分析觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是觀察者接收到的頻率，即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)。由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，聲源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化四、學(xué)習(xí)任務(wù)3：多普勒效應(yīng)的應(yīng)用閱讀教材并結(jié)合PPT課件，了解多普勒效應(yīng)在生活中的應(yīng)用。雷達(dá)測(cè)速儀；多普勒天氣雷達(dá)；多普勒效應(yīng)觀測(cè)宇宙紅移或藍(lán)移軍事應(yīng)用脈沖多普勒雷達(dá)；彩色多普勒診斷系統(tǒng)。體現(xiàn)STS的教育理念。落實(shí)教學(xué)目標(biāo)2和4。課堂小結(jié)多普勒效應(yīng)的定義多普勒效應(yīng)的成因多普勒效應(yīng)的應(yīng)用在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主歸納本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。六、課后學(xué)習(xí)完成課后作業(yè)；觀察生活中，還有哪些多普勒效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例?？沙掷m(xù)發(fā)展的課堂能夠讓學(xué)生“帶著問題走進(jìn)課堂，又能夠帶著問題離開課堂”。板書設(shè)計(jì)12.712.7多普勒效應(yīng)1.多普勒效應(yīng)：頻率由于觀察者與聲源之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生變化的現(xiàn)象。2.成因:由于聲源與觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.應(yīng)用：雷達(dá)測(cè)速儀、彩色多普勒超聲檢測(cè)儀等教學(xué)反思課后作業(yè)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(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D．只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2、當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時(shí)，我們可聽到的聲調(diào)（）A．變高B．不變高C．越來越沉D．不知兩者車速，不能判斷3、海豚具有完善的發(fā)射和接收超聲波器官，在一些重要性能上，如確定方位的靈敏度，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位系統(tǒng)，它發(fā)射的波比無線電的微波（）A、速度快，方向性好B、頻率高，抗干擾能力強(qiáng)C、波長(zhǎng)小，傳播距離遠(yuǎn)D、在介質(zhì)中衰減小，傳播距離遠(yuǎn)4、以速度u=20m/s奔馳的火車,鳴笛聲頻率為275Hz,已知常溫下空氣中的聲速v=340m/s。⑴當(dāng)火車駛來時(shí),站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？⑵當(dāng)火車駛?cè)r(shí),站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？一個(gè)觀察者在鐵路附近，當(dāng)火車駛近時(shí)，他聽到的汽笛聲頻率為f1=440Hz，當(dāng)火車駛遠(yuǎn)時(shí)，他聽到的頻率為f2=392Hz，在大氣中聲音速度為330m/s，求火車的速度？課后篇鞏固提升必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法正確的是()A.只要波源在運(yùn)動(dòng),就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B.如果聲源靜止,就觀察不到多普勒效應(yīng)C.當(dāng)聲源朝著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí),聲源的頻率變高D.當(dāng)聲源相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者聽到的聲音的頻率可能變高,也可能變低解析波源運(yùn)動(dòng)時(shí),波源與觀察者距離不一定變化,不一定發(fā)生多普勒效應(yīng),故選項(xiàng)A錯(cuò);聲源靜止時(shí),若觀察者相對(duì)聲源運(yùn)動(dòng),可能發(fā)生多普勒效應(yīng),故選項(xiàng)B錯(cuò);聲源朝著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí),聲源頻率不變,觀察者接收到的頻率變高,故選項(xiàng)C錯(cuò);聲源相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí),二者距離可能增大,也可能減小,故觀察者接收到的頻率可能變低,也可能變高,故選項(xiàng)D對(duì)。答案D2.(多選)當(dāng)人聽到聲音的頻率越來越低時(shí),可能的原因是 ()A.聲源和人都是靜止的,聲源振動(dòng)的頻率越來越低B.人靜止,聲源遠(yuǎn)離人做勻速直線運(yùn)動(dòng),聲源振動(dòng)的頻率不變C.人靜止,聲源遠(yuǎn)離人做勻加速直線運(yùn)動(dòng),聲源振動(dòng)的頻率不變D.人靜止,聲源遠(yuǎn)離人做勻減速直線運(yùn)動(dòng),聲源振動(dòng)的頻率不變解析人聽到的聲音的頻率越來越低,聲源遠(yuǎn)離觀察者,且遠(yuǎn)離的速度越來越大,也就是加速遠(yuǎn)離。答案AC3.(多選)如圖所示,甲同學(xué)站立不動(dòng)吹哨子(哨聲頻率不變),乙同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng),假設(shè)人耳可以聽出非常細(xì)微的音調(diào)變化,下列關(guān)于乙同學(xué)的感受的說法正確的是()A.乙同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中,感覺哨聲音調(diào)變高B.乙同學(xué)在點(diǎn)C向左運(yùn)動(dòng)時(shí),感覺哨聲音調(diào)變低C.乙同學(xué)在點(diǎn)C向右運(yùn)動(dòng)時(shí),感覺哨聲音調(diào)不變D.乙同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中,感覺哨聲音調(diào)變高解析乙同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中,靠近聲源,根據(jù)多普勒效應(yīng),感覺到哨聲音調(diào)變高,A正確;乙同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)離聲源,感覺到音調(diào)變低,B正確;乙同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),靠近聲源,根據(jù)多普勒效應(yīng),感覺到哨聲音調(diào)變高,C錯(cuò)誤;乙同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中,遠(yuǎn)離聲源,感覺到音調(diào)變低,D錯(cuò)誤。答案AB關(guān)鍵能力提升練4.(多選)我國(guó)自主研發(fā)的海翼號(hào)深?；铏C(jī),刷新了下潛深度的世界紀(jì)錄。在深海中某處的滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(hào)(超聲波)的頻率為f,在海水中的傳播速度為v,若停在海面上的監(jiān)測(cè)船收到的頻率稍大于滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(hào)的頻率,則下列說法正確的是()A.聲吶信號(hào)在海水中的波長(zhǎng)為fB.聲吶信號(hào)在海水中的波長(zhǎng)為vC.滑翔機(jī)正在靠近