2012高中物理 12.5 多普勒效應(yīng)學(xué)案 新人教版選修3-4

1、12.5多普勒效應(yīng) 學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)預(yù)習(xí)課本上的演示實(shí)驗(yàn)，從感性上認(rèn)識(shí)一下多普勒效應(yīng)。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1)蜂鳴器靜止,學(xué)生聽(tīng)聲音有無(wú)變化;2)兩個(gè)學(xué)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(yùn)動(dòng),其他學(xué)生注意聽(tīng)聲音有無(wú)變化.3）生活中有無(wú)類(lèi)似的現(xiàn)象？學(xué)生舉例：行駛中的汽車(chē)?guó)Q笛；火車(chē)?guó)Q笛進(jìn)站；飛機(jī)起飛等4）音調(diào)的高低由什么決定?答案：1）靜止時(shí)，聽(tīng)不到聲音的變化；2）發(fā)生器靠近時(shí)，聲音變得尖銳(音調(diào)變高)；發(fā)生器遠(yuǎn)離時(shí)，聲音變得低沉(音調(diào)變低).3）學(xué)生舉例：行駛中的汽車(chē)?guó)Q笛；火車(chē)?guó)Q笛進(jìn)站；飛機(jī)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(xué)們，通過(guò)你

2、的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）知道波源的頻率與觀(guān)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(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。（3）了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用二、學(xué)習(xí)過(guò)程探究（一）多普勒效應(yīng)成因分析【問(wèn)題】（一）多普勒效應(yīng)是生活中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，在平時(shí)我們也觀(guān)察到了這種現(xiàn)象，那么大家有無(wú)想過(guò)，為什么會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，在產(chǎn)生多普勒現(xiàn)象時(shí)有無(wú)可以遵循的物理規(guī)律存在？【問(wèn)題】（二）在多普勒效應(yīng)中，觀(guān)察者感受到聲音的頻率發(fā)生了變化，那么，人耳聽(tīng)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(dòng)，向外

3、發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)； 觀(guān)察者的接受到的頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)的?！締?wèn)題】（三）多普勒效應(yīng)是由于波源和觀(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，那么波源的頻率和觀(guān)察者的頻率二者與運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系？ 答案： 實(shí)際的多普勒效應(yīng)比較復(fù)雜，我們只研究最簡(jiǎn)單的現(xiàn)象，即當(dāng)波源和觀(guān)察者在同一條直線(xiàn)上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。【問(wèn)題】（四）那么在同一條直線(xiàn)上觀(guān)察者和波源的運(yùn)動(dòng)情況可能有哪些？下面我們就通過(guò)研究這幾種情況下的普勒效應(yīng)來(lái)探究其成因。學(xué)生分組討論都有捏些情況：觀(guān)察課件得出結(jié)論： 1當(dāng)波源S和觀(guān)察者A都相對(duì)介質(zhì)都靜止，即二者沒(méi)有

4、相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)：從聲波傳到觀(guān)察者計(jì)時(shí)，假設(shè)波源頻率為20Hz，即波源每秒發(fā)出20個(gè)完全波，這20個(gè)完全波通過(guò)觀(guān)察者的時(shí)間為1S，即觀(guān)察者每秒接收20個(gè)完全波， 結(jié)論： 。2當(dāng)波源S相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者A相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)：波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者靠近波源運(yùn)動(dòng)時(shí)；情景同前，假設(shè)觀(guān)察者在1s內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則波源在1s內(nèi)發(fā)出完全波的個(gè)數(shù)仍為20個(gè)不變，但觀(guān)察者在1s內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多1個(gè)，為21個(gè)。結(jié)論： 。波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀(guān)察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)；如1s觀(guān)察者從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，波源頻率不變，觀(guān)察者接受到19個(gè)完全波，觀(guān)察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少。結(jié)論： 。3觀(guān)察者A相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，波源

5、S相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)。（即實(shí)驗(yàn)演示的情景）請(qǐng)學(xué)生分析原因?！菊n件展示】【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】水波的多普勒效應(yīng)。CSAB【結(jié)論】： 。答案：當(dāng)波源與觀(guān)察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀(guān)察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀(guān)察者接收到的頻率減小 【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(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀(guān)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(wèn)題】請(qǐng)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(xué)生自我解決） 1（定量）根據(jù)汽笛聲判斷火車(chē)的運(yùn)動(dòng)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(cè)速：例如，交警用的雷達(dá)測(cè)速儀、用光的多普勒效應(yīng)測(cè)天體的速度、多普勒水流測(cè)速

6、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(cè)出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度這種方法俗稱(chēng)“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(jué)到是顏色的變化. 如果恒星遠(yuǎn)離我們而去,則光的譜線(xiàn)就向紅光方向移動(dòng)，稱(chēng)為紅移；如果恒星朝向我們運(yùn)動(dòng)，光的譜線(xiàn)就向紫光方向移動(dòng)，稱(chēng)為藍(lán)移?！凹t移現(xiàn)象”是宇宙大爆炸理論的一個(gè)有力證據(jù)。探究（三）學(xué)生思考總結(jié)(四)當(dāng)堂檢測(cè)1關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)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(shuō)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(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2當(dāng)火車(chē)進(jìn)站鳴笛時(shí)，我們?cè)谲?chē)站聽(tīng)到的聲調(diào)（ ） A變低 B不變 C變高 D不知聲速和火車(chē)車(chē)速，不能判斷 3由于波源和觀(guān)察者之間有，使觀(guān)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(dāng)波源與觀(guān)察者有相對(duì)