人教版選修34 多普勒效應(yīng) 第1課時(shí) 教案 (1).docx

125多普勒效應(yīng)一、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 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) 3、能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象過程與方法1、培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力 2、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和歸納的能力 情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力二、教學(xué)重點(diǎn) 1、知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別 2、知道多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的三、教學(xué)難點(diǎn) 波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別四、教學(xué)過程讓學(xué)生敘述火車向你駛來時(shí)，汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？火車離你而去時(shí)，汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？同是汽笛發(fā)聲為什么會產(chǎn)生兩種不同的現(xiàn)象呢？ 因?yàn)槎嗥绽招?yīng)一、波源的頻率與觀察者接收到的頻率知識回顧：1.什么叫頻率? 2.聲音的音調(diào)由什么因素決定?1.波源的頻率-單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)2.觀察者接收到的頻率-單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù) 如果波源和觀察者相對于介質(zhì)靜止,則觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等,如果波源或觀察者相對于介質(zhì)運(yùn)動時(shí),則觀察者接收到的頻率與波源的頻率不相等,這一現(xiàn)象就叫多普勒效應(yīng)二、多普勒效應(yīng)的成因例:波速為v100m/s.波源的頻率f100hz.可算得:波的周期t0.01s,波長1m.1、波源相對于介質(zhì)靜止,觀察者相對于介質(zhì)靜止在時(shí)間t1s里有100個(gè)波傳到觀察者所在的a處,觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等,音調(diào)不變.2、觀察者相對于介質(zhì)靜止,波源以速度v源10m/s相對于介質(zhì)運(yùn)動 (1)、波源向觀察者運(yùn)動則對觀察者來說感覺到的波速為110m,他在1秒鐘內(nèi)接收到的完全波數(shù)為110個(gè),所以觀察者感受到的頻率f110hz比波源的頻率f100hz要高,因而音調(diào)變高注意:波速實(shí)際并沒有改變,但在相同的距離中卻多了10個(gè)完整波,是由于波在介質(zhì)中被均勻擠壓,使之波長變短的緣故(2)、波源遠(yuǎn)離觀察者由同學(xué)自行分析3、波源相對于介質(zhì)靜止,觀察者以速度v人10m/s相對于介質(zhì)運(yùn)動(1)、觀察者向波源運(yùn)動 (2)、觀察者遠(yuǎn)離波源由同學(xué)自行分析4、波源與觀察者同時(shí)相對于介質(zhì)運(yùn)動又如何呢?多普勒效應(yīng)更加明顯三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用學(xué)生閱讀課文的最后一段,并加以總結(jié)例1.公路巡警車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查,在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)頻率已知的電磁波,如果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí),巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低,說明那輛轎車的車速()。a.高于100 km/hb.低于100 km/hc.等于100 km/hd.無法確定【分析】本題中,警車的速度一定,根據(jù)警車接收到的電磁波的頻率的變化,可以判斷前面車的速度相對警車速度的大小?！窘馕觥坑啥嗥绽招?yīng)知,巡警車接收到的頻率變低了,即觀察者接收到的頻率變低了,說明轎車和巡警車在相互遠(yuǎn)離,而巡警車速度恒定,因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大,故a選項(xiàng)正確?！敬鸢浮縜【點(diǎn)撥】當(dāng)波源與觀察者遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率變低;當(dāng)波源與觀察者靠近時(shí),觀察者接收到的頻率變高。例2.圖示為由波源s發(fā)出的波某一時(shí)刻在介質(zhì)平面中的情形,實(shí)線為波峰,虛線為波谷,設(shè)波源頻率為20 hz,且不運(yùn)動,而觀察者在1 s內(nèi)從a運(yùn)動到b,觀察者接收到多少個(gè)完全波?設(shè)波速為340 m/s,而要讓觀察者完全接收不到波,他每秒要運(yùn)動多少米?【分析】觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù),就等于觀察者接收到的頻率?！窘馕觥? s內(nèi),觀察者從a運(yùn)動到b的過程中,所能接收到的完全波的個(gè)數(shù)正好比不運(yùn)動時(shí)少1個(gè),即他只接收到19個(gè)完全波,要想讓觀察者完全接收不到波,他必須隨同所在的波峰一起運(yùn)動并遠(yuǎn)離波源。由s=vt得s=3401 m=340 m,即觀察者每秒要遠(yuǎn)離波源340 m?！敬鸢浮?9個(gè)340 m【點(diǎn)撥】多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)就是由于觀察者和波源的相對運(yùn)動導(dǎo)致觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的波個(gè)數(shù)與波源發(fā)出的波數(shù)不同。觀察者遠(yuǎn)離聲波波源的速度等于聲速時(shí),將接收不到聲波。四、鞏固練習(xí)1.(考查對多普勒效應(yīng)的判斷)下列應(yīng)用中沒有應(yīng)用多普勒效應(yīng)的是()。a.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度b.交通警察向進(jìn)行中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波,波被運(yùn)動的汽車反射回來,根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,就知道汽車的速度,以便于進(jìn)行交通管理c.鐵路工人將耳朵貼在鐵軌上可判斷火車運(yùn)動情況d.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去【解析】鐵路工人將耳朵貼在鐵軌上來判斷火車的運(yùn)動情況,是利用聲音在鐵軌中傳播速度大于在空氣中的傳播速度這一規(guī)律,故c沒有應(yīng)用?！敬鸢浮縞【點(diǎn)評】應(yīng)用多普勒效應(yīng)是指利用接收到的波的頻率相對波源的實(shí)際頻率的變化來分析問題。2.(考查多普勒效應(yīng)的概念)以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中正確的是()。a.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時(shí),波源的振動頻率發(fā)生變化b.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時(shí),波源的振動頻率并沒有發(fā)生變化c.多普勒效應(yīng)實(shí)際上是指波速相對介質(zhì)發(fā)生變化d.人與波源有相對運(yùn)動時(shí),接收到的頻率一定發(fā)生變化【解析】當(dāng)觀察者與波源有相對運(yùn)動(接近或遠(yuǎn)離)時(shí),觀察者測得的頻率有變化,但波源的頻率不變。盡管觀察者與波源有相對運(yùn)動,但只要兩者距離不變,此時(shí)就不會出現(xiàn)多普勒效應(yīng),b選項(xiàng)正確?！敬鸢浮縝【點(diǎn)評】若觀察者與波源在一直線上發(fā)生相對運(yùn)動,則必發(fā)生多普勒效應(yīng);若觀察者與波源的相對運(yùn)動不共線(如圓周運(yùn)動),則就不一定發(fā)生多普勒效應(yīng)。3.(考查聲波的多普勒效應(yīng))頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動,以u表示聲源的速度,v表示聲波的速度,且uf0c.f1=f2f0d.f2f0f1【解析】 f0由波源每秒鐘所振動的次數(shù)決定,介質(zhì)振動的頻率由波源頻率及波源相對介質(zhì)是否移動來決定。波源運(yùn)動時(shí),在波源的正前方介質(zhì)振動的頻率高于波源振動的頻率?！敬鸢浮縟4.圖示為產(chǎn)生機(jī)械波的波源o做勻速運(yùn)動的情況,圖中的圓表示波峰。(1)該圖表示的是。a.干涉現(xiàn)象b.衍射現(xiàn)象c.反射現(xiàn)象d.多普勒效應(yīng)(2)波源正在移向。a.a點(diǎn) b.b點(diǎn) c.c點(diǎn) d.d點(diǎn)(3)觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是。a.a點(diǎn) b.b點(diǎn) c.