2019-2020年高二物理《多普勒效應》教案.doc

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2019-2020年高二物理《多普勒效應》教案 w一：教材分析 是本教材新增加的．目的是希望學生對波源與觀察者相對運動有更全面、更深人和更接近實際的認識，知道影響因素不只一個，分析問題應綜合考慮，抓住主要方面．但真正的實際問題比較復雜，教學中并不要求深人討論這些實際問題，也不要求對影響進行深入分析．教學中要注意掌握好分寸． 二：學情分析 1、培養(yǎng)學生的閱讀和自學能力． 　　2、通過例題板演使學生學會規(guī)范解題及解題后的思考． 　　3、通過原理分析，具體計算及實驗驗證的過程，使學生學會分析解決實際問題的兩種基本方法：理論分析、計算和實驗 三：教學目標： 1、知道波源的頻率于觀察者接受到的頻率的區(qū)別。 2、知道什么是多普勒效應，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、了解多普勒效應的一些應用。 四：教學重點：多普勒效應及產(chǎn)生的原因 五：教學難點：對多普勒效應的解釋 六：教學過程： （一）、多普勒效應 1、現(xiàn)象：奧地利物理學家多普勒發(fā)現(xiàn)：當波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者會感到頻率發(fā)生變化．演示課件： 聽行駛中火車的汽笛聲．當火車向你駛來時，感覺音調(diào)變高；當火車離你遠去時，感覺音調(diào)變低（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）。 2、多普勒效應：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應。 3、多普勒效應的成因：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)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。 解釋： （1）音調(diào)是由頻率決定的． 我們在初中學過聲音是由振動產(chǎn)生的，振動的頻率決定聲波的音調(diào)． 演示課件：聲波的波面圖． 說明：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)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的． 如圖10－18所示，當波源S和觀察者A都不動，若波源頻率為20Hz，則波源每秒發(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，因此觀察者接收到的波的頻率沒有改變，聽到的是“原聲原調(diào)”． 圖10－18 （2）當波源和觀察者有相對運動時，觀察者接收到的頻率會改變． 演示課件：波源相對介質(zhì)不動，觀察者朝著波源運動的情況． 可以看到，在單位時間內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大． 舉例：如圖10－19所示，波源不動，觀察者向波源由A點經(jīng)1秒鐘運動到B點，雖然波源每秒仍發(fā)出20個完全波，但觀察者每秒接收到21個完全波，即接收到的頻率增大．圖10－19 同樣的道理，當觀察者遠離波源，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，即接收到的頻率減小． 演示課件：觀察者相對介質(zhì)不動，波源向著觀察者運動的情況． 可以看到，波源向右運動時，波源右方的波面變得密集，左方的波面變得稀疏，也就是說，波源右方的波長變短，左方的波長變長，如圖10－20所示，因此，當觀察者在波源右方時，單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收的頻率增大．同理，當觀察者在波源左方時，接收到的頻率減小．圖10－20 小結(jié)：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小． 討論：想像你以聲波的速度隨同某一個波峰一起遠離波源，會是什么情景？（在運動過程中，你接收不到任何一個完全波，接收的頻率變?yōu)榱?，即聽不到波源的聲響．? 4、多普勒效應是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應。 （二）、多普勒效應的應用 1、 聲波的多普勒效應不只是用來“欣賞”火車笛聲的變化，它也有許多重要應用。當一束超聲波射到人體內(nèi)兩種組織的界面時將發(fā)生反射，當界面處于運動狀態(tài)時(如心臟的跳動)，反射回來的超聲波頻率將因多普勒效應而發(fā)生變化，由此可以探測人體內(nèi)臟器官因病變而引起的運動異常狀況?，F(xiàn)代醫(yī)學上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。 2、 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。 3、紅移現(xiàn)象：在20世紀初，科學家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅衣現(xiàn)象”，所謂“紅衣現(xiàn)象”，就是整個光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移，這種現(xiàn)象可以用多普勒效應加以解釋：由于星系遠離我們運動，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變?。床ㄩL變大）的紅端移動?？茖W家從紅移的大小還可以算出這種遠離運動的速度。這種現(xiàn)象，是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù)。 小結(jié)：多普勒效應是指由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，他是奧地利物理學家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。 七：板書設(shè)計 1：波源與觀察者相互靠近——頻率變大 2：波源與觀察者相互遠離——頻率變小 八：課后練習 1．下面哪些因素影響交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值 【 】 　　　A．磁感強度 B．線圈匝數(shù) 　　　C．線圈面積 D．線圈轉(zhuǎn)速 　　　E．線圈初始位置 　　2．甲、乙兩電路中電流與時間關(guān)系如圖1，屬于交變電流的是 【 】 　　　A．甲乙都是 　B．甲是乙不是 　　　C．乙是甲不是 D．甲乙都不是 　　3．矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e-t圖像如圖2，則在時刻 【 】 　　　A．t1，t3線圈通過中性面 　　　B．t2，t4線圈中磁通量最大 　　　C．t1，t3線圈中磁通量變化率最大 　　　D．t2，t4線圈平面與中性面垂直