人教版選修34 多普勒效應(yīng) 第1課時 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 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動時產(chǎn)生的三、教學(xué)難點 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，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，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？ 因為多普勒效應(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-單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)2.觀察者接收到的頻率-單位時間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個數(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)運動時,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)靜止在時間t1s里有100個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)運動 (1)、波源向觀察者運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,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:波速實際并沒有改變,但在相同的距離中卻多了10個完整波,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)運動(1)、觀察者向波源運動 (2)、觀察者遠(yuǎn)離波源由同學(xué)自行分析4、波源與觀察者同時相對于介質(zhì)運動又如何呢?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)出一個頻率已知的電磁波,如果該電磁波被那輛轎車反射回來時,巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低,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選項正確?！敬鸢浮縜【點撥】當(dāng)波源與觀察者遠(yuǎn)離時,觀察者接收到的頻率變低;當(dāng)波源與觀察者靠近時,觀察者接收到的頻率變高。例2.圖示為由波源s發(fā)出的波某一時刻在介質(zhì)平面中的情形,實線為波峰,虛線為波谷,設(shè)波源頻率為20 hz,且不運動,而觀察者在1 s內(nèi)從a運動到b,觀察者接收到多少個完全波?設(shè)波速為340 m/s,而要讓觀察者完全接收不到波,他每秒要運動多少米?【分析】觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù),就等于觀察者接收到的頻率?！窘馕觥? s內(nèi),觀察者從a運動到b的過程中,所能接收到的完全波的個數(shù)正好比不運動時少1個,即他只接收到19個完全波,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340 m【點撥】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動導(dǎo)致觀察者單位時間內(nèi)接收到的波個數(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,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動速度b.交通警察向進(jìn)行中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波,波被運動的汽車反射回來,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動情況d.有經(jīng)驗的戰(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,波源的振動頻率發(fā)生變化b.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時,波源的振動頻率并沒有發(fā)生變化c.多普勒效應(yīng)實際上是指波速相對介質(zhì)發(fā)生變化d.人與波源有相對運動時,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動(接近或遠(yuǎn)離)時,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動,但只要兩者距離不變,此時就不會出現(xiàn)多普勒效應(yīng),b選項正確?！敬鸢浮縝【點評】若觀察者與波源在一直線上發(fā)生相對運動,則必發(fā)生多普勒效應(yīng);若觀察者與波源的相對運動不共線(如圓周運動),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。波源運動時,在波源的正前方介質(zhì)振動的頻率高于波源振動的頻率。【答案】d4.圖示為產(chǎn)生機械波的波源o做勻速運動的情況,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 b.b點 c.c點 d.d點(3)觀察到波的頻率最低的點是。a.a點 b.b點 c.