2019-2020年物理粤教版选修3-4学案:课棠互动 第二章第五节多普勒效应 Word版含解析
高中物理沪科教版选修3-4第二单元第5课《多普勒效应》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
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高中物理沪科教版选修3-4第二单元第5课《多普勒效应》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
1.知识目标
(1).知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.
(2).知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
(3).了解多普勒效应的一些应用.
2.能力目标
通过对多普勒效应的学习,让学生体会到物理源于生活又服务于生活
3.情感目标
通过对多普勒效应的探究性学习,激发学生的合作意识和创新意识,树立正确的学习观.
2学情分析
3重点难点
重点:
1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.
2.多普勒效应的定义及产生条件;
难点:
1.波源的频率与观察者接收到的频率的区别.
2.对多普勒效应成因的探究论证。
4教学过程
4.1.1教学活动
活动1【导入】导入
让学生叙述火车向你驶来时,汽笛本身的音调如何变?人听到的汽笛音调如何变?
火车离你而去时,汽笛本身的音调如何变?人听到的汽笛音调如何变?同是汽笛发声为什么会产生两种不同的现象呢?
活动2【活动】知识回顾。
(完整)粤教版高中物理教材目录(详细版)
必修一*第一章运动的描述第一节认识运动参考系质点第二节时间位移时间与时刻路程与位移第三节记录物体的运动信息打点计时器数字计时器第四节物体运动的速度平均速度瞬时速度第五节速度变化的快慢加速度第六节用图象描述直线运动匀速直线运动的位移图像匀速直线运动的速度图像匀变速直线运动的速度图像本章复习与测试*第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动落体运动的思考记录自由落体运动轨迹第二节自由落体运动规律猜想与验证自由落体运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运匀变速直线运动规律两个有用的推论第四节匀变速直线运动与汽车行驶本章复习与测试*第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变弹性与弹性限度探究弹力力的图示第二节研究摩擦力滑动摩擦力研究静摩擦力第三节力的等效和替代共点力力的等效力的替代寻找等效力第四节力的合成与分解力的平行四边形定则合力的计算分力的计算第五节共点力的平衡条件第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系牛顿第三定律本章复习与测试*第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验牛顿第一定律第二节影响加速度的因素加速度与物体所受合力的关系加速度与物体质量的关系第三节探究物体运动与受力的关系加速度与力的定量关系加速度与质量的定量关系实验数据的图像表示第四节牛顿第二定律数字化实验的过程及结果分析牛顿第二定律及其数学表示第五节牛顿第二定律的应用第六节超重和失重超重和失重超重和失重的解释完全失重现象第七节力学单位单位制的意义国际单位制中的力学单位本章复习与测试必修二*第一章抛体运动第一节什么是抛体运动抛体运动的速度方向抛体做直线或曲线运动的条件第二节运动的合成与分解分运动与合运动运动的独立性运动的合成与分解第三节竖直方向的抛体运动竖直下抛运动竖直上抛运动第四节平抛物体的运动平抛运动的分解平抛运动的规律第五节斜抛物体的运动斜抛运动的分解斜抛运动的规律射程与射高弹道曲线本章复习与检测*第二章圆周运动第一节匀速圆周运动认识圆周运动如何描述匀速圆周运动的快慢第二节向心力感受向心力向心加速度生活中的向心力第三节离心现象及其应用离心现象离心现象的运用本章复习与检测*第三章万有引力定律及其应用第一节万有引力定律天体究竟做怎样的运动苹果落地的思考:万有引力定律的发现第二节万有引力定律的应用计算天体的质量理论的威力:预测未知天体理想与现实:人造卫星和宇宙速度第三节飞向太空飞向太空的桥梁——火箭梦想成真——遨游太空探索宇宙奥秘的先锋——空间探测器本章复习与检测*第四章机械能和能源第一节功怎样才算做了功如何计算功功有正、负之分吗?第二节动能势能动能重力势能弹性势能第三节探究外力做功与物体动能变第四节机械能守恒定律动能与势能之间的相互转化机械能守恒定律的理论推导第五节验证机械能守恒定律第六节能量能量转化与守恒定律各种各样的能量能量之间的转化能量守恒定律能量转化和转移的方向性第七节功率如何描述物体做工的快慢怎么计算功率功率与能量第八节能源的开发与利用能源及其分类能源危机与环境污染未来的能源本章复习与检测*第五章经典力学与物理学的革命第一节经典力学的成就与局限性经典力学的发展历程经典力学的伟大成就经典力学的极限性和适用范围第二节经典时空观与相对论时空观经典时空观相对论时空观第三节量子化现象黑体辐射:能量子假说的提出光子说:对光电效应的解释光的波粒二象性:光的本性揭示原子光谱:原子能量的不连续第四节物理学——人类文明进步的阶物理学与自然科学——人类文明进步的基石物理学与现代技术——人类文明进步的推动力本章复习与检测选修3-1*第一章电场第一节认识电场起点方式的实验探究电荷守恒定律第二节探究静电力点电荷库仑定律第三节电场强度电场电场的描述怎样“看见”电场第四节电势和电势差电势差电势等势面第五节电场强度与电势差的关系探究场强与电势差的关系电场线与等势面的关系第六节示波器的奥秘带电离子的加速带电离子的偏转示波器探秘第七节了解电容器识别电容器电容器的充放电电容器的电容决定电容的因素第八节静电与新技术锁住黑烟防止静电危害本章复习与测试*第二章电路第一节探究决定导线电阻的因素电阻定律的实验探究电阻率第二节对电阻的进一步研究导体的伏安特性电阻的串联电阻的并联第三节研究闭合电路电动势闭合电路的欧姆定律路端电压跟负载的关系测量电源的电动势和内阻第四节认识多用电表多用电表的原理学会使用多用电表第五节电功率电功和电功率焦耳定律和热功率闭合电路中的功率第六节走进门电路与门电路或门电路非门电路门电路的实验探究第七节了解集成电路集成电路概述集成电路的分类集成电路的前景本章复习与测试*第三章磁场第一节我们周围的磁象无处不在的磁场地磁场磁性材料第二节认识磁场磁场初探磁场有方向吗图示磁场安培分子电流假说第三节探究安培力安培力的方向安培力的大小磁通量第四节安培力的应用直流电动机磁电式电表第五节研究洛伦兹力洛伦兹力的方向洛伦兹力的大小第六节洛伦兹力与现代技术带电粒子在磁场中的运动质谱仪回旋加速器本章复习与测试本册复习与测试,选修3-2*第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件第三节探究感应电流的方向感应电流的方向楞次定律右手定则第四节法拉弟电磁感应定律影响感应电动势大小的因素法拉第电磁感应定律感应电动势的另一种表述第五节法拉弟电磁感应定律的应用(一)法拉第电机电磁感应中的电路第六节法拉弟电磁感应定律的应用(二)电磁流量计电磁感应中的能量第七节自感现象及其应用自感现象自感系数日光灯第八节涡流现象及其应用涡流现象电磁灶与涡流加热涡流制动与涡流探测本章复习与检测*第二章交变电流第一节认识变交电流观察交变电流的图象交变电流的产生第二节交变电流的描述用函数表达式描述交变电流用图象描述交变电流第三节表征交变电流的物理量交变电流的周期和频率交变电流的峰值和有效值第四节电感器对交变电流的作用认识电感器电感器对交变电流的阻碍作用低频扼流圈和高频扼流圈第五节电容器对交变电流的作用电容器仅让交变电流通过电容器对交变电流的阻碍作用隔直电容器和高频旁路电容器第六节变压器认识变压器探究变压器的电压与匝数的关系理想变压器原副线圈中的电流第七节远距离输电从发电站到用户的输电线路为什么要用高压输电直流输电本章复习与检测*第三章传感器第一节认识传感器什么是传感器传感器的分类第二节探究传感器的原理温度传感器的原理光电传感器原理第三节传感器的应用生活中的传感器农业生产中的传感器工业生场中的传感器飞向太空的传感器第四节用传感器制作自控装置第五节用传感器测磁感应强度本章复习与检测选修3-3*第一章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的分子的大小阿伏伽德罗常数第二节测量分子的大小实验原理实验器材实验与收集数据分析与论证第三节分子的热运动扩散现象布朗运动第四节分子间的相互作用力第五节物体的内能分子的动能温度分子势能物体的内能第六节气体分子运动的统计规律分子沿各个方向运动的机会相等分子速率按一定的规律分布本章复习与检测*第二章固体、液体和气体第一节晶体的宏观特征单晶体多晶体非晶体第二节晶体的微观结构第三节固体新材料新材料的基本特征新材料的未来第四节液体的性质液晶液体分子的排列液体分子的热运动液晶长丝状液晶螺旋状液晶第五节液体的表面张力液体的表面现象液体的表面张力及其微观解释第六节气体状态量体积温度压强第七节气体实验定律(Ⅰ)玻意耳定律第八节气体实验定律(Ⅱ)查理定律盖.吕萨克定律对气体实验定律的微观解释第九节饱和蒸汽空气的湿度饱和蒸汽饱和气压空气的湿度本章复习与检测*第三章热力学基础第一节内能功热量改变物体内能的两种方式第二节热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律运用举例第三节能量守恒定律能量守恒定律第一类永动机是不可能造成的第四节热力学第二定律热传导的方向性机械能和内能转化过程的方向性热力学第二定律热力学第二定律的微观实质熵第五节能源与可持续发展能源与环境温室效应酸雨能量降退与节约能源第六节研究性学习能源的开发利用与环境保护本章复习与测试选修3-4*第一章机械振动第一节初识简谐运动弹簧振子描述简谐运动的物理量第二节简谐运动的力和能量特征简谐运动的力的特征简谐运动的能量的特征第三节简谐运动的公式描述第四节探究单摆的振动周期单摆振动周期的实验探究第五节用单摆测定重力加速度第六节受迫振动共振受迫振动共振共振的利用和防止本章复习与检测*第二章机械波第一节机械波的产生和传播认识机械波机械波的产生机械波的传播纵波与横波第二节机械波的图象描述波的图象描述波的特征的物理量第三节惠更斯原理及其应用惠更斯原理波的反射波的折射第四节波的干涉与衍射波的干涉波的衍射第五节多普勒效应认识多普勒效应多普勒效应的成因多普勒效应的运用本章复习与检测*第三章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡电磁振荡电路的演变与构成电磁振荡过程中电场能和磁场能的转化电磁振荡的周期和频率第二节电磁场与电磁波麦克斯韦电磁场理论的基础思想电磁波的产生及其特点电磁场的物质性麦克斯韦电磁场理论的意义第三节电磁波的发射、传播和接收模仿赫兹实验电磁波的发射电磁波的传播无线电波的接收第四节电磁波谱光是电磁波电磁波谱第五节电磁波的应用无线电广播与电视移动通信电磁波与科技、经济、社会发展的关系本章复习与检测*第四章光第一节光的折射定律光的折射规律的实验探究折射角与光速的关系折射率第二节测定介质的折射率测量折射率第三节认识光的全反射现象光的全反射光导纤维的结构与应用第四节光的干涉双缝干涉现象光产生干涉的条件第五节用双缝干涉实验测定光的波长第六节光的衍射和偏振光的衍射光的偏振第七节激光激光激光的特性激光的应用全息照相用激光观察全息照片本章复习与检测*第五章相对论第一节狭义相对论的基本原理狭义相对论的诞生狭义相对论的基本原理“同时”的相对性第二节时空相对性时间间隔的相对性空间距离的相对性相对论的时空观第三节质能方程与相对论速度合成相对论质量质能方程相对论的速度合成定理第四节广义相对论广义相对论基本原理广义相对论的主要结论第五节宇宙学简介人类对宇宙演化的认识宇宙学的新进展本章复习与检测选修3-5*第一章碰撞与动量守恒第一节物体的碰撞历史上对碰撞问题的研究生活中的各种碰撞现象弹性碰撞和非弹性碰撞第二节动量动量守恒定律动量及其改变一维碰撞中的动量守恒定律第三节动量守恒定律在碰撞中的应. 第四节反冲运动第五节自然界中的守恒定律守恒与不变守恒与对称本章复习与检测*第二章波粒二象性第一节光电效应光电效应与光电流光电流的变化极限频率遏止电压电磁理论解释的困难第二节光子能量量子假说光子假说光电效应方程对光电效应的解释第三节康普顿效应及其解释第四节光的波粒二象性光的波粒二象性的本质概率波第五节德布罗意波德布罗意波假说电子衍射电子云不确定关系本章复习与检测*第三章原子结构之谜第一节敲开原子的大门探索阴极射线电子的发现第二节原子的结构α粒子散射实验原子的核式结构的提出第三节氢原子光谱巴耳末系氢原子光谱的其他线系原子光谱第四节原子的能级结构能及结构猜想氢原子的能级本章复习与检测*第四章原子核第一节走进原子核放射性的发现原子核的组成第二节核衰变与核反应方程原子核的衰变核反应方程半衰期第三节放射性同位素同位素放射性同位素的应用放射性的危害及防护第四节核力与结合能核力及其性质重核与轻核结合能第五节裂变和聚变核裂变链式反应受控热核反应第六节核能利用反应堆核电站核能利用第七节小粒子与大宇宙从小粒子到大宇宙——空间跨度从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度本章复习与检测。
多普勒效应-粤教版选修3-4教案
多普勒效应-粤教版选修3-4教案教学目标1.了解多普勒效应的基本概念;2.掌握多普勒效应公式的使用方法;3.能够通过多普勒效应理解天文学、医学等领域的应用。
教学重点1.多普勒效应的原理和公式;2.多普勒效应在天文学、医学等领域中的应用。
教学难点1.理解多普勒效应;2.掌握多普勒效应公式的使用方法。
学习方法1.基本概念的学习:课前预习;2.公式应用的学习:课上交互教学、课后巩固。
教学过程1.导入(5分钟)通过提问和视频展示的方式,普及多普勒效应的基础知识。
•通过展示一张描绘出警车以不同速度逃离的图像,向学生解释现象;•提问:这种现象是常见于什么场合?回答:它常见于警车、火车、车辆高速运动等效应;•视频展示。
2.讲解(15分钟)讲解多普勒效应原理和公式。
•通过蓝调音乐的演示方式、投屏和讲解内容进行分享:音波传播的波长和频率受到发射源和接收源相对运动速度大小的影响,产生相应的多普勒效应;•讲解多普勒效应公式:当源接近接收器时,波长减小、频率增大,反之亦然。
公式:$\\Delta f=f_{0} \\frac{v}{v+v_{r}}$•针对不同领域内的示例反复进行解释和模拟演示,让学生更好的理解多普勒效应。
3.贴近生活实例(15分钟)通过一些真实的实例引导以及学生思考,帮助学生更好的理解多普勒效应在日常生活中的应用。
•引导学生从周围的场景出发,思考警车或救护车的声音有何特点;•引导学生思考医学方面的应用,并让学生解释为什么在临床医学中,采用多普勒效应测速血流;•提高学生自己通过多普勒效应公式解决实际问题的能力,例如计算运动物体速度等。
4.作业布置(5分钟)•引导学生查找不同领域中的多普勒效应应用案例,并制作PPT介绍;•提高学生对教材知识的玩味性,提供一些自主进行多普勒效应公式计算的题目。
总结本课程通过融合多种形式的教学方式和真实的例子引导学生培养对多普勒效应原理、公式和实际应用的理解和掌握。
通过深度思考和自主探究解决实际问题,激发学生的学习兴趣和动力。
2019-2020年新课标粤教版3-4选修三2.5《多普勒效应》WORD教案1
2019-2020年新课标粤教版3-4选修三2.5《多普勒效应》WORD教案1一、教学目标:1、知识目标(1)知道波源频率与观察者接收到的频率的区别。
(2)知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
(3)了解多普勒效应的一些应用。
2、能力目标:(1)通过视频播放、多媒体演示观察体会,提高生活物理观察能力和正确表述生活物理现象的能力。
(2)通过改变波源与观察者距离变化,培养学生利用变量控制法分析问题的能力。
(3)熟悉和适应课堂教学中运用现代信息技术的环境。
3、情感目标:(1)培养合作与分享的学习习惯。
(2)体验生活物理,激发学习科学知识的热情。
二、学情分析:本课是高中物理教材第十章第八节的内容,是机械波形成和传播、干涉、衍射的后续内容,学生已经具备了声调、波速、波长、频率、周期等基本概念的相关知识,懂得机械波在均匀介质中匀速传播。
建议在学习新课之前复习一下相关概念.三、教学方法:结合多媒体手段进行探究式教学。
四、教学重点、难点:重点:波源的频率和观察者接收到的频率的区别,多普勒效应概念的理解。
难点:波源的频率和观察者接收的频率不同的原因。
五、教学仪器计算机一台、投影仪、自制《多普勒效应》课件六、教学设计思想:《多普勒效应》是继波的干涉、衍射现象后的又一波动过程共有现象,是高中物理教材中新增内容,体现了生活物理的重要性。
本节课力图贯彻“以学生发展为本”的教学理念,在课堂教学模式上有所突破,同时根据学生认识过程而致力于教学环节的设计,使学生掌握基础知识,提高基本能力。
首先注意创设学习情景,安排了火车、飞机运动的生活物理实例,让学生再次感受生活经验,激发学生的学习兴趣,形成良好的学习动机。
在教学手段方面充分运用现代信息技术的平台,在实验图片的基础上,以多媒体动画课件交互地展示波源和观察者各种情况下运动而引起观察者接收频率不同的过程,提高观察和思维训练的效果,培养学生学会利用变量控制法研究问题。
高中物理第二章机械波第五节多普勒效应课棠互动学案粤教版选修
第五节多普勒效应讲堂互动三点分析1. 多普勒效应的理解(1) 波源的频次等于单位时间内波源发出的完整波的个数. 察看者接收到的频次等于察看者在单位时间内接收到的完整波的个数. 波源和察看者相对介质都不动时,察看者接收到的频率等于波源的频次.(2)声波与察看者有相对运动时,若波源的频次没有发生变化,察看者接收到的频次却发生了变化 .①波源相对介质不动,而察看者向着波源运动:在单位时间内察看者向着波源挪动一段距离,与察看者不动的状况比较,察看者单位时间内接收到的完整波的个数增加,即接收到的频次增大;同理,假如察看者远离波源,察看者单位时间内接收到的完整波的个数减少,即接收到的频次减小 .②察看者相对介质不动,而波源运动:波源凑近察看者时,察看者接收到的频次增大;波源远离察看者时,接收到的频次减小.2.多普勒效应的定量分析波源相对介质不动,而察看者向波源运动:则波对察看者的速度为(V+v),波长仍为λ= V, 故 f ′=V v(1v) f ,即接收到的频次增添为波源频次的(1+v) 倍 . 同理可知,f V V察看者远离波源运动,察看者接收到的频次为(1- v )f. V察看者相对介质不动,波源以速度 u 向察看者运动:波速 V 与波源的运动没关,但波长被压缩为λ ′=λ -uT, 故察看者接收到的频次 f ′=V V Vf,即接收uT VT uT V u到的频次增大 . 反之,即波源远离察看者时,波长变长,接收到的频次减小为V f .V u各个击破【例 1】以下对于多普勒效应的说法,正确的选项是()A.只有声波才能发生多普勒效应B.当察看者凑近声源时,听到声音的音调高升,说明声源的频次高升了C.当声源和察看者同时以同样的速度向同一方向运动时,不会发生多普勒效应D.火车离站时,站台上的游客听到火车的汽笛声音调降低分析:多普勒效应是颠簸过程共有的特点,不单是机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应,选项 A 错 . 发生多普勒效应时,声源的频次并无发生变化,而是察看者接收到的频次发生了变化,选项 B 错 . 当波源和察看者以同样的速度运动时,二者之间无相对运动,不会发生多普勒效应,选项 C正确 . 火车离站时与站台上的游客相对远离,游客听到的音调降低,选项 D 正确 . 正确选项是C、 D.答案: CD【例 2】以速度 u=20 m/s 奔驰的火车,鸣笛声频次为 275 Hz,已知常温下空气中的声速 v=340 m/s.(1)当火车驶来时,站在铁道旁的察看者听到的笛声频次是多少?(2)当火车驶去时,站在铁道旁的察看者听到的笛声频次是多少?分析: (1) 察看者相对介质静止,波源以速度 u 向察看者运动,以介质为参照系,波长将缩短为 λ ′=vT-uT=(v-u)T, 则察看者察看到的频次为f ′=vv f340 ×275' v u340 20Hz=292 Hz.(2) 同上述分析,察看者察看到的频次为f ′=vvf340 ×275 Hz=260 Hz.' vu340 20答案: (1)292 Hz (2)260 Hz方法点拨: 多普勒现象的实质在于, 因为波源和察看者间的相对运动, 使察看者接收到的频率不一样于波源与察看者相对静止时接收到的频次. 由该例可知,当二者互相凑近时,察看者接收到的频次增大,当二者互相远离时,察看者接收到的频次减小.。
2019-2020年高中物理 1.5《用单摆测定重力加速度》教案 粤教版选修3-4
2019-2020年高中物理 1.5《用单摆测定重力加速度》教案粤教版选修3-4单摆是一个物理模型,理想的单摆摆线的伸缩和质量均忽略不计,摆球较重,且球的直径比摆线长度小得多。
因摆球受到的回复力是F=mgsinθ,只有当θ<50时,sinθ≌θ(θ用弧度制表示),单摆的振动才可以作为简谐运动。
【重要知识提示】1.实验目的(1)学会用单摆测定当地的重力加速度。
(2)能正确使用秒表。
(3)巩固和加深对单摆周期公式的理解。
(4)学习用累积法减小相对误差的方法。
2.实验原理物理学中的单摆是指在细线的一端系一小球,另一端固定于悬点。
若线的伸缩和质量可忽略,小球的直径远小于线长,这样的装置称为单摆。
单摆发生机械振动时,若摆角小于50,这时的振动可以看成是简谐运动。
由简谐运动知识可以导出单摆的振动周期:式中L是摆长,g是当地的重力加速度。
将上式变形为可以看出,只要能测定出单摆的摆长和对应的振动周期,就很容易计算出重力加速度g 的数值了。
由于一般单摆的周期都不长,例如摆长1m左右的单摆其周期约为2s。
所以依靠人为的秒表计时产生的相对误差会很大。
针对这一问题本实验采用累积法计时。
即不是测定一个周期,而是测定几十个周期,例如30或50个周期。
这样一来,人用秒表计时过程中产生的误差与几十个周期的总时间相比就微乎其微了。
这种用累积法减小相对误差的方法在物理实验中经常会遇到,希望读者要认真领会其精神实质,为以后的应用打下基础。
3.实验器材长约lm的细丝线一根,球心开有小孔的金属小球一个,带有铁夹的铁架台一个,毫米刻度尺一根,秒表一块,游标卡尺一把。
4.实验步骤及安装调试(1)安装①让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆。
②把线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记,如图3-12所示。
实验时p上汶个位詈为基础。
(2)实验步骤①用米尺测出悬线长度L(准确到毫米),用游标卡尺测出摆球的直径d。
3.4+多普勒效应+教学设计-2024-2025学年高二上学期物理粤教版(2019)选择性必修第一册
教学设计课程基本信息学科物理年级高二学期春季课题多普勒效应教科书书名:粤教版教材出版社:广东教育出版社教学目标1.物理观念:以运动声源为例,通过观察者听到的声调变化来认识多普勒效应;能在具体的例子中区分波源频率和观测频率;了解多普勒效应的产生原因,知道观察者与波源相对靠近(或远离)的时候,观测频率会髙于(或低于)波源频率;知道观测频率与观察者和波源相对介质的运动速度有关;知道所有的波都有多普勒效应,认识多普勒效应在生活中的普遍性。
2.科学思维:能运用类比法分析当波源或观察者运动时,观测频率与波源频率之间的定性关系。
3.科学探究:能在观察中总结发现“当观察者与波源在相互靠近(或远离)的时候,观测频率会高于(或低于)波源频率”这一规律。
4.科学态度与责任:通过大量的事例,了解多普勒效应在生活与生产中的普遍性,体会“科学、技术、社会与环境”的关系;能通过具体实例,从波的传播与接收角度来认识多普勒效应的本质。
教学内容教学重点:1.理解多普勒效应现象的产生原因。
2.多普勒效应的应用。
教学难点:1.波源与观察者发生相对运动时,观察者接收到的频率变化的分析。
教学过程学生活动教师活动设计意图课堂教学一、创设情境提出问题观看教师演示蜂鸣器运动实验,感受听到的声音变化。
提出问题:我们听到的蜂鸣器声音变化特点是什么从具体直观的实验现象入手,使学生获得足够的感性认识二、学习任务1:认识多普勒效应1.观看音调与音量变化的实验视频2.了解生活中常见的多普勒现象1.播放事先提前录制好的实验视频2.引入多普勒效应的概念3.提出问题:如何验证波源和观察者之间有相对运动,观察者接收频率发生变化1.通过演示实验,使学生感受音调音量的区别,为正确理解多普勒效应做好铺垫。
2.引出多普勒效应的概念,使学生了解生活中常见的多普勒效应3.启发学生通过实验获得数据支撑,验证多普勒效应,培养学生实事求是的学习态度。
三、学习任务2:分析多普勒效应1.思考:多普勒效应产生的原因2.观看智能手机演示声波多普勒效应,并判断多普勒效应的产生条件1.介绍phyphox软件的利用里面音频发生器和音频自相关两个功能。
2019-2020学年度人教版选修3-4 12.5多普勒效应 教案(2)
《多普勒效应》教学设计【教材分析】本节课选自上海科教出版社《物理选修3-4》,第二章第5节“多普勒效应”。
本节是机械振动和机械波在实际生活应用的一个侧面,也是新课标高考考试说明2009年新增的重要考点之一,是本章教学的一个难点。
教材通过实际生活现象引入了“多普勒效应”的概念,通过实验探究,让学生感受多普勒效应。
又从理论上分析论证了该现象,使抽象的问题的形象化。
因此上好本节课能够很好地帮助学生理解生活中的很多“多普勒效应”现象及其应用。
【教学目标】1.知识与技能目标①知道什么是多普勒效应②知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别③能分析论证多普勒效应④能运用多普勒效应解释一些生活中物理现象2.过程与方法目标①通过了解物理学史:多普勒发现汽笛音调的变化,培养学生对物理现象的感性认识。
②通过实验探索:帮助新物理概念在学生思维中的建立。
3.情感态度与价值目标:通过本节的学习,学生可以获得丰富的科学世界观和方法论的启示和教益,学习多普勒对生活现象的细心观察的优良习惯,运用物理学史和学生亲身感受的实验探究,教育学生乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛和喜悦,培养学生实事求是的科学态度和科学精神。
【教学重点、难点】1.教学重点:①知道波源频率与观察者频率的区别。
②知道“多普勒效应”是在波源与观察者之间有相对运动时产生的。
2.教学难点:波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
【教学思路】①学生主动、合作、探究、交流,教师主导学生是学习的主体,要促使学生充分发挥主观能动性,积极参与到学习中来,主动生疑、主动质疑、主动思疑、主动解疑。
在教学过程中,学生与老师相互合作,学生与学生之间相互合作,在合作中获得共同进步。
②形象化教学本节内容比较抽象,概念的建立和理解不像前面学习“干涉、衍射”形象易懂,因此要通过一些具体的生活实例,以及自拍的视频资源、网络信息向学生展示“多普勒效应”存在的客观性。
尽力为学生提供形象化的支持,便于概念的建立,理论的上升。
2019-2020年高中物理 12.7《多普勒效应》学案 新人教版选修3-4
2019-2020年高中物理 12.7《多普勒效应》学案新人教版选修3-4【知识目标】1、知识与技能:①知道什么是多普勒效应。
②了解多普勒效应的产生原因。
③了解多普勒效应的实际应用。
2、过程与方法:小组合作探究,大胆拓展质疑3、情感态度与价值观:以积极的热情投入学习,体验成功的快乐。
【基础知识】一、多普勒效应1、音调:音调由决定,高则音调高,低则音调低。
2、多普勒效应:波源与观察者相互靠近或者远离时,接收到的都会发生变化的现象。
二、多普勒效应产生的原因1、波源与观察者相对静止时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是的,观察者观测到的频率波源振动的频率。
2、当观察者和波源相互靠近时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目,观察者观测到的频率;反之,当观察者和波源相互远离时,观察者观测到的频率。
三、多普勒效应的应用1、测车辆速度2、测星球速度3、测血流速度四、超声波及其应用1、超声波(1)定义:频率高于 Hz的声波。
(2)特点:与可闻声波相比,超声波有两个特点:可以较容易地产生的超声波;它几乎沿传播。
2、应用超声波加湿器、击碎结石、超声波、B超等。
【基础训练】1、下列哪些现象是多普勒效应:A、远去的汽车声音越来越小B、炮弹迎面飞来,声音刺耳C、火车向你驶来时,音调变高,远离你时,音调变低D、大风中,远处人的说话声时强时弱2、关于多普勒效应的叙述,下列说法中正确的是:A、多普勒效应说明波源的频率发生了变化B、多普勒效应是由于波的干涉引起的C、多普勒效应是波共有的特征D、科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱,与地球上同种原子的光谱比较,波长均变长,说明该星系正在远离地球而去3、下列关于多普勒效应的说法中正确的是:A、只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应B、当声源静止、观察者运动时,也可以观察到多普勒效应C、只要声源在运动,观察者总是感到声音的频率变高D、当声源相对于观察者的距离变化时,观察者听到的声音的音调可能变高,也可能变低4、有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断炮弹的飞行方向,他所利用的是:A、声波的干涉现象B、声波的衍射现象C、声波的多普勒效应D、声波的反射现象5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动,以u表示声源的速度,以v表示声波的速度(u<v),表示接收器接收到的频率。
2020版物理粤教版3-4课件:第2章 第5节 多普勒效应
所以若接收到的频率低于波源的频率,可以推断观察者与波源相互
远离;观察者与波源相互靠近,接收到的频率高于波源的频率,所以
若接收到的频率高于波源的频率,可以推断观察者与波源相互靠近。
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
解析:(1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,此现象为多普 勒效应,选项C正确。
2.根据多普勒效应可算出其他星球靠近或远离地球运动的速率。 3.在医学方面,多普勒超声诊断仪可以测出血液的流动速度,从而 诊断出病情。
自主预习 合作探究
一二
知识精要 上以100 km/h的恒定速度巡
查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
1.声音的音调由什么来决定? 答案:由频率决定,频率大则音调高,频率小则音调低。 2.多普勒效应中声源的频率发生变化了吗? 答案:多普勒效应是在波源与观察者有相对运动时,观察者接收 到的频率发生变化的现象。其实波源的频率并没有发生变化,只是 观察者感受到的频率发生了变化。
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
一、多普勒效应 1.波源与观察者相对静止时,单位时间内通过观察者的波峰(或密 部)的数目是一定的,观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。 2.波源与观察者相互靠近时,单位时间内通过观察者的波峰(或密 部)的数目增加,观察者感觉到的频率大于波源的频率,即感觉到的 频率增加。 3.波源与观察者相互远离时,观察者感觉到的频率变小。
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
新人教版高中物理选修3-4第十二章机械波第5节多普勒效应学案
——教学信息分享网 第5节 多普勒效应1.了解多普勒效应,初步理解多普勒效应的产生原因。
2.能运用多普勒效应解释一些物理现象,了解多普勒效应的应用。
一、多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的□01波的频率都会发生变化的现象。
二、多普勒效应产生的原因1.当波源与观察者相对静止时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是□01一定的,观察者观测到的频率□02等于波源振动的频率。
2.当波源与观察者相互靠近时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目□03增加,观测到的频率□04增加;反之,当波源与观察者互相远离时,观测到的频率□05变小。
三、多普勒效应的应用1.测车辆速度:交通警察向行进中的车辆发射□01频率已知的超声波,同时测量□02反射波的频率,根据反射波频率□03变化的多少就能知道车辆的速度。
2.测星球速度:测量星球上某些元素发出的光波的□04频率,然后与地球上这些元素□05静止时发光的频率对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
3.测血流速度:医生向人体内发射□06频率已知的超声波,超声波被血管中的血流□07反射后又被仪器接收,测出反射波的□08频率变化,就能知道血流的速度。
判一判(1)发生多普勒效应时,波源的频率没有发生变化。
( )(2)当波源和观察者向同一个方向运动时,一定发生多普勒效应。
( )(3)只有横波才能发生多普勒效应。
( )(4)只有声波才能发生多普勒效应。
( )(5)当发生多普勒效应时,观察者接收到的波的频率可能增大,也可能减小。
( ) 提示:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中,我们所听到的音调会发生怎样的变化?为什么?提示:波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化,声波频率的变化会引起音调的变化,由于炮弹离我们先变近后变远,所以音调先变高后变低。
课堂任务 多普勒效应的理解及应用。
高中物理 第二章 机械波 第五节 多普勒效应课棠互动学案 粤教版选修34
第五节 多普勒效应课堂互动三点剖析1.多普勒效应的理解(1)波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数.观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.波源和观察者相对介质都不动时,观察者接收到的频率等于波源的频率.(2)声波与观察者有相对运动时,若波源的频率没有发生变化,观察者接收到的频率却发生了变化.①波源相对介质不动,而观察者向着波源运动:在单位时间内观察者向着波源移动一段距离,与观察者不动的情况比较,观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大;同理,如果观察者远离波源,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.②观察者相对介质不动,而波源运动:波源接近观察者时,观察者接收到的频率增大;波源远离观察者时,接收到的频率减小.2.多普勒效应的定量分析波源相对介质不动,而观察者向波源运动:则波对观察者的速度为(V+v),波长仍为λ=f V ,故f′=f V v v V )1(+=+λ,即接收到的频率增加为波源频率的(1+Vv )倍.同理可知,观察者远离波源运动,观察者接收到的频率为(1-Vv )f. 观察者相对介质不动,波源以速度u 向观察者运动:波速V 与波源的运动无关,但波长被压缩为λ′=λ-uT,故观察者接收到的频率f′=f uV V uT VT V uT V -=-=-λ,即接收到的频率增大.反之,即波源远离观察者时,波长变长,接收到的频率减小为f u V V +. 各个击破【例1】下列关于多普勒效应的说法,正确的是( )A.只有声波才能发生多普勒效应B.当观察者靠近声源时,听到声音的音调升高,说明声源的频率升高了C.当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时,不会发生多普勒效应D.火车离站时,站台上的旅客听到火车的汽笛声音调降低解析:多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅是机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应,选项A 错.发生多普勒效应时,声源的频率并没有发生变化,而是观察者接收到的频率发生了变化,选项B 错.当波源和观察者以相同的速度运动时,两者之间无相对运动,不会发生多普勒效应,选项C 正确.火车离站时与站台上的旅客相对远离,旅客听到的音调降低,选项D 正确.正确选项是C 、D.答案:CD【例2】以速度u=20 m/s 奔驰的火车,鸣笛声频率为275 Hz ,已知常温下空气中的声速v=340 m/s.(1)当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?(2)当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?解析:(1)观察者相对介质静止,波源以速度u 向观察者运动,以介质为参考系,波长将缩短为λ′=vT -uT=(v-u)T,则观察者观察到的频率为f′=20340340'-=•-=f u v v v λ×275 Hz=292 Hz.(2)同上述分析,观察者观察到的频率为f′=20340340'+=•+=f u v v vλ×275 Hz=260 Hz. 答案:(1)292 Hz (2)260 Hz方法点拨:多普勒现象的本质在于,由于波源和观察者间的相对运动,使观察者接收到的频率不同于波源与观察者相对静止时接收到的频率.由该例可知,当二者相互接近时,观察者接收到的频率增大,当二者相互远离时,观察者接收到的频率减小.。
高中物理选修3-4教学设计6:12.5 多普勒效应教案
5 多普勒效应教学目标:(一)知识与技能1、知道波源频率与观察者接收到的频率的区别。
2、知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
3、了解多普勒效应的一些应用。
(二)过程与方法1、通过音频播放、多媒体演示观察体会,提高学生观察能力和正确表述物理现象的能力。
2、通过改变波源与观察者距离,培养学生利用控制变量法分析问题的能力。
3、熟悉和适应课堂教学中运用现代信息技术的环境。
(三)情感、态度与价值观1、体验生活物理,激发学习科学知识的热情。
2、学会“数字化”学习。
教学重点:多普勒效应产生的原因。
教学难点:对多普勒效应产生原因的理解。
教学方法:多媒体辅助教学教学用具:计算机、大屏幕、多媒体教学课件教学过程:(一)引入新课教师:我们在前面的讨论中,波源和观察者都是相对介质静止的,波源的频率和观察者感觉到的频率是相同的,若波源或观察者或它们两者均相对介质运动,则观察者感觉到的频率和波源的真实频率一般并不相同,这种现象称为多普勒效应。
火车进站,笛声较高,火车出站,笛声较低,就是这种现象。
[课件演示:生活中的实例](二)新课教学1、多普勒效应教师:为了便于研究,我们可分以下几种情况来讨论多普勒效应。
(1)波源与观察者都静止[课件演示:波源与观察者都静止]结论:观察者接收到的频率等于波源频率。
(2)观察者靠近波源运动[课件演示:观察者靠近波源运动]结论:观察者接收到的频率大于波源频率。
(3)观察者远离波源运动[课件演示:观察者远离波源运动]结论:观察者接收到的频率小于波源频率。
(4)波源靠近观察者运动[课件演示:波源观靠近察者运动]结论:观察者接收到的频率大于波源频率。
(5)波源远离观察者运动[课件演示:波源远离观察者运动]结论:观察者接收到的频率小于波源频率。
师生总结规律,得出多普勒效应的概念。
[课件演示:多普勒效应]2、多普勒效应的应用(1)教师讲:不仅是机械波,以后要学到的电磁波和光波,也会发生多普勒效应。
2019-2020年教科版物理选修3-4讲义:第2章+5.波的干涉、衍射+6.多普勒效应及答案
5.波的干涉、衍射6.多普勒效应[先填空]1.波的叠加原理(1)波的独立传播两列波相遇后彼此穿过,仍然保持各自的运动状态继续传播.(2)波的叠加在几列波重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.2.波的干涉现象(1)定义频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱的现象.(2)干涉图样波的干涉中形成的稳定图样.(3)干涉条件频率和振动方向相同的波.(4)干涉是波特有的现象.[再判断]1.两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样.(×)2.在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同,是声波的干涉现象.(×) 3.两个人一起说话,不会发生干涉现象.(√)[后思考]1.敲击音叉使其发声,然后转动音叉,为什么听到声音忽强忽弱?【提示】这是声波的干涉现象.音叉的两股振动频率相同,这样,两列频率相同的声波在空气中传播,有的区域振动加强,有的区域振动减弱,于是听到声音忽强忽弱.2.有人说在波的干涉图样中,加强点就是位移始终最大的点,减弱点就是位移始终为零的点,这种说法对吗?【提示】这种说法不正确.在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和为振幅做振动的点,某一瞬时振动位移可能是零.同理,减弱点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点,它的位移不一定始终为零.1.波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加.2.稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列同类的波,并且波的频率相同、振动方向相同、相差恒定.如果两列波的频率不相等,在同一种介质中传播时其波长就不相等,这样不能形成稳定的振动加强区和减弱区.因此我们就看不到稳定的干涉图样,只能是一般的振动叠加现象.3.明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的,明显的干涉图样除了满足相干条件外,还必须满足两列波振幅差别不大.振幅越是接近,干涉图样越明显.4.振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可能为0),但其位移随时间发生变化.5.干涉图样及其特征(1)干涉图样:如图所示.(2)特征①加强区和减弱区的位置固定不变.②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).③加强区与减弱区互相间隔.6.振动“加强点”与“减弱点”的判断(1)理论判断法①设波源S1、S2振动情况完全相同,它们产生的两列波在同一介质中传播.对介质中的任一点P,如图离两波源距离分别是S1P、S2P,P点到波源的距离差Δx =S1P-S2P.a.当Δx=nλ(n=0,1,2, …)即距离差为波长的整数倍时,P点为振动加强点;b.当Δx=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…)即距离差为半个波长的奇数倍时,P点为振动减弱点;②若两列波波源振动步调相反,则上述结论反之即可.(2)现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,该点为振动加强点;若总是波峰与波谷相遇,则该点为振动减弱点.1.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇.下列说法正确的是()A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅E.两列波的频率相同,能产生稳定的干涉图样【解析】波峰与波峰相遇处的质点振动加强,振幅为A1+A2,而质点的位移大小在0~A1+A2之间变化;波峰和波谷相遇处的质点,振动减弱,振幅为|A1-A2|,其位移大小在0~|A1-A2|之间变化,故B、C错,A、D对.由于两列波是相干波,故频率相同,能产生稳定的干涉图样,E正确.【答案】ADE2.如图所示,两列简谐横波均沿x轴传播,传播速度的大小相等.其中一列沿x轴正方向传播(图中实线),另一列沿x轴负方向传播(图中虚线).这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴方向.则图中x=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x=________处的点,振幅最小的是x=________处的点.【解析】由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和.对x=4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0,这两点加强,对x=2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π,故这两点减弱.【答案】4,82,6确定振动加强点和减弱点的技巧1.波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点,波峰与波谷相遇的点为振动减弱点.2.在波的传播方向上,加强点的连线为加强区,减弱点的连线为减弱区.3.不管波如何叠加,介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动.知识点二| 波的衍射现象[先填空]1.定义波绕过障碍物继续向前传播的现象.2.发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多,或者比波长更小.[再判断]1.孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象.(×)2.孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象.(√)3.超声波比普通声波的波长小.(√)[后思考]1.只有当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时,才能发生波的衍射现象吗?【提示】障碍物或狭缝的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是发生明显衍射的条件.衍射是波特有的现象,一切波都会发生衍射现象.2.是否孔的尺寸越小,衍射现象越容易观察?【提示】不是.当孔的尺寸非常小时,衍射波的能量很弱,实际上很难观察到波的衍射.1.波的衍射是波在传播过程中所独具的特征之一,衍射是否明显,通常的衡量标准就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值dλ,比值越小,衍射现象相对越明显.2.孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条件,波的衍射没有条件.3.明显衍射发生时,并不一定能清楚地感受到,如当孔远远小于水波波长时,衍射应当非常明显,但因孔很小,单位时间内通过孔的能量很小,又分布到很大的区域上,水波将非常弱,则看不清楚.3.图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B、C图)或障碍物(D,E图),其中能发生明显衍射现象的有()【解析】图B、C中小孔与波长相差不多,能发生明显衍射,图E中障碍物与波长相差不多,能发生明显衍射.【答案】BCE4.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动频率是5 Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为多少?【解析】在水槽中激发的水波波长为λ=vf=0.055m=0.01 m=1 cm.要求在小孔后产生显著的衍射现象,应取小孔的尺寸小于波长.【答案】小于1 cm衍射现象的两点提醒1.障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件,而是发生明显衍射的条件,波长越大越易发生明显衍射现象.2.当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出,但衍射波的能量很弱,也很难观察到波的衍射.知识点三| 多普勒效应[先填空]1.概念当观测者和波源之间有相对运动时,观测者测得的频率与波源频率不同.后来这一现象就被命名为多普勒效应.2.多普勒效应的成因(1)波源S与观测者A相对于介质都静止时,观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同,所以,观测者接收到的频率和波源的振动频率相同.(2)波源相对于介质静止不动,观测者相对波源运动.当观测者朝着波源运动时,它在单位时间内接收到的完整波数目增多,表明测得的频率大于波源振动的频率;当观测者远离波源运动时,它在单位时间内接收到的完整波数目减少,表明测得的频率小于波源振动的频率.(3)观测者相对介质静止,波源相对观测者运动.当观测者与波源两者相互接近时,接收到的频率将大于波源的频率;当二者远离时,接收到的频率将小于波源的频率.3.多普勒效应的应用(1)机械波、电磁波都会产生多普勒效应.根据频率的变化,我们可以测出波源相对于介质的速度.(2)医疗上,利用超声波的多普勒效应,可以测量心脏血流速度,为诊断提供重要依据.(3)多普勒效应在测定人造卫星位置的变化,测定流体的流速,检查车速等方面都有广泛的应用.(4)在天文学上,由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度.[再判断]1.声源与观察者相互靠近时,声源的频率增大.(×)2.当波源和观察者向同一个方向运动时,一定会发生多普勒效应.(×)3.火车的音调越来越高,说明火车正从远处靠近观察者.(√)[后思考]1.多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗?是不是距离越近,越容易发生多普勒效应?【提示】能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化,与距离的大小没有关系.2.火车进站和出站时,坐在火车上的乘客,能感受到汽笛的音调发生变化吗?【提示】不能.坐在火车上的乘客感到汽笛声未变,是因为声源相对听者是静止的,路旁的人感到汽笛音调发生变化,是因为声源相对听者是运动的.1.当波源与观察者相互接近,观察者接收到的频率f观察者变大,反之观察者变小.接收到的频率f观察者2.发生多普勒效应时,不论观察者接收到的频率发生了怎样的变化,波源的真实频率并不会发生任何变化.3.多普勒效应的应用测量车辆速度;测量天体运动情况;检查病变,跟踪目的物(如导弹、云层)等等.5.下列说法中正确的是()A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的E.当观察者向波源靠近时,观察到波的频率变小【解析】当波源与观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应,选项C 正确.发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化,而波源的频率没有变化.故A错,B对,而D也是正确的.当观察者向波源靠近时,会观察到波的频率变大,E错.【答案】BCD6.如图所示,在公路的十字路口东侧路边,甲以速度v1向东行走,在路口北侧,乙站在路边,一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛,已知汽车笛声的频率为f0,车速v2>v1.甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2,司机自己听到的笛声的频率为f3,则此三人听到笛声的频率由高至低依次为________.【解析】由于v2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小,甲听到的频率变大,即f1>f0.由于乙静止不动,汽车和乙的相对距离增大,乙听到的频率变小,即f2<f0.由于司机和声源相对静止,所以司机听到的频率不变,即f3=f0,综上所述,三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2.【答案】f1、f3、f27.公路巡警开车在高速公路上巡查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低.(1)此现象属于()A.波的衍射B.波的干涉C.多普勒效应D.波的反射(2)若该路段限速为100 km/h,则该轿车是否超速?(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,反射回的频率应怎样变化?【解析】(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,选项C正确.(2)因巡警车接收到的频率低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车车速比巡警车车速大,故该轿车超速.(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应偏高.【答案】(1)C(2)见解析(3)见解析多普勒效应的判断方法1.确定研究对象.(波源与观察者)2.确定波源与观察者是否有相对运动.若有相对运动,能发生多普勒效应,否则不发生.3.判断:当两者远离时,观察者接收到的波的频率变小,靠近时观察者接收到的波的频率变大,但波源的频率不变.。
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2019-2020年物理粤教版选修3-4学案:课棠互动第二章第五节多普勒效应 Word 版含解析三点剖析1.多普勒效应的理解(1)波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数.观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.波源和观察者相对介质都不动时,观察者接收到的频率等于波源的频率.(2)声波与观察者有相对运动时,若波源的频率没有发生变化,观察者接收到的频率却发生了变化.①波源相对介质不动,而观察者向着波源运动:在单位时间内观察者向着波源移动一段距离,与观察者不动的情况比较,观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大;同理,如果观察者远离波源,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.②观察者相对介质不动,而波源运动:波源接近观察者时,观察者接收到的频率增大;波源远离观察者时,接收到的频率减小.2.多普勒效应的定量分析波源相对介质不动,而观察者向波源运动:则波对观察者的速度为(V+v),波长仍为λ=fV ,故f′=f V v v V )1(+=+λ,即接收到的频率增加为波源频率的(1+Vv )倍.同理可知,观察者远离波源运动,观察者接收到的频率为(1-V v )f. 观察者相对介质不动,波源以速度u 向观察者运动:波速V 与波源的运动无关,但波长被压缩为λ′=λ-uT,故观察者接收到的频率f′=f uV V uT VT V uT V -=-=-λ,即接收到的频率增大.反之,即波源远离观察者时,波长变长,接收到的频率减小为f u V V +. 各个击破【例1】下列关于多普勒效应的说法,正确的是( )A.只有声波才能发生多普勒效应B.当观察者靠近声源时,听到声音的音调升高,说明声源的频率升高了C.当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时,不会发生多普勒效应D.火车离站时,站台上的旅客听到火车的汽笛声音调降低解析:多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅是机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应,选项A 错.发生多普勒效应时,声源的频率并没有发生变化,而是观察者接收到的频率发生了变化,选项B 错.当波源和观察者以相同的速度运动时,两者之间无相对运动,不会发生多普勒效应,选项C 正确.火车离站时与站台上的旅客相对远离,旅客听到的音调降低,选项D 正确.正确选项是C 、D.答案:CD【例2】以速度u=20 m/s 奔驰的火车,鸣笛声频率为275 Hz ,已知常温下空气中的声速v=340 m/s.(1)当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?(2)当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?解析:(1)观察者相对介质静止,波源以速度u 向观察者运动,以介质为参考系,波长将缩短为λ′=vT -uT=(v-u)T,则观察者观察到的频率为f′=20340340'-=•-=f u v v v λ×275 Hz=292 Hz.(2)同上述分析,观察者观察到的频率为f′=20340340'+=•+=f u v v vλ×275 Hz=260 Hz. 答案:(1)292 Hz (2)260 Hz方法点拨:多普勒现象的本质在于,由于波源和观察者间的相对运动,使观察者接收到的频率不同于波源与观察者相对静止时接收到的频率.由该例可知,当二者相互接近时,观察者接收到的频率增大,当二者相互远离时,观察者接收到的频率减小.附送:2019-2020年物理粤教版选修3-4学案:课棠互动第二章第四节波的干涉与衍射 Word 版含解析三点剖析1.叠加原理及干涉条件和明显衍射的条件波的叠加原理有两层含义:一是说两列波形互不影响,是独立传播的;二是说在叠加区域里的质点的运动是由两列波分别引起的运动的矢量和,不但每个质点的实际位移等于两列波分别引起的位移的矢量和.而且每个质点的速度也等于两列波分别引起的速度的矢量和.两列波要产生干涉,频率相同是首要条件.假设频率不同,在同一种介质中传播的波其波长就不相等,这样以来,在某时刻的某点(设P 点)为两列波的波峰相遇,振动加强,但此后两列波并不总使P 点的振动加强,还可以是波谷与波峰相遇而使振动削弱,这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点.因此我们就看不到稳定的干涉图样,只能是一般的振动叠加现象.波发生明显衍射现象的条件是缝、孔或障碍物的尺寸比波长小,或者与波长相差不多. 一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.反过来,凡能发生衍射现象的就是波.2.干涉、衍射现象的分析稳定的干涉图样中振动加强点和振动减弱点相互间隔,振动加强点和减弱点是固定的,不随时间的推移而变化,即加强点始终加强,减弱点始终减弱.加强和减弱指的是质点振动程度的差异,或者说是振幅大小的区别,它们的位移都是随时间变化的,某一时刻振动加强点的位移完全可以小于振动减弱点的位移,当然也可以为零.两同相波源的连线上,中点是振动加强点,中垂线是加强线,相邻两加强点之间的距离等于λ/2,相邻两减弱点之间的距离也等于λ/2,相邻加强点与减弱点之间的距离等于λ/4,两反相波源的连线上,中点是振动减弱点,中垂线是减弱线,相邻两加强点之间的距离等于λ/2,相邻两减弱点之间的距离也等于λ/2,相邻加强点与减弱点之间的距离等于λ/4.波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫波的衍射.衍射现象的本质是波在遇到小孔或障碍物时,偏离了直线传播,使波所波及的范围扩大.任何波都能发生衍射,衍射总是存在的,只是有的衍射明显,有的衍射不明显,实验证明只有当小孔(缝)或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象.3.干涉现象的成因某质点振动是加强还是减弱,取决于两列波在该点分别引起的振动的步调是否一致,若同相,则此质点的振动加强;若反相,则此质点振动减弱.如前面所述判断振动加强点和减弱点的成因判断法,在频率相同发生干涉的前提下,峰与峰或谷与谷相遇,即两分振动的振动步调相同,振动加强;峰和谷相遇,即两分振动步调相反,振动减弱.规则法就是为确定分振动同相或反相的位置而总结概括出来的.同相时,两列波在该处各自引起的振动位移方向总相同,矢量和大小是两者大小相加,总位移随分位移的周期性变化而相应变化,振动频率同分振动频率相同,此时质点以较大的振幅在振动.反相时,则两波引起的分振动的位移方向总相反,合位移等于两个分位移的大小之差.结果该处质点就以较小的振幅振动.各个击破【例1】关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是( )A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C.两列频率相同的波相遇时,介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零D.两频率相同的波相遇发生干涉,振动加强处和振动减弱处每过半个周期就相互转化解析:根据波的叠加和干涉的概念可知,只要两列波相遇就会叠加,但如果两列波的频率不同,在叠加区域就没有稳定的干涉图样,所以选项A错误.发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点(应该说,凡两波引起的分振动步调相同的点振动都加强,不管当时是波峰与波峰相遇,波谷与波谷相遇还是位移为零的状态与位移为零状态相遇……),所以选项B错.因为某质点振动加强是振幅加大,但它也是在平衡位置附近振动,只要仍在振动就一定有位移为零的时刻,所以选项C正确.在干涉图样里,振动加强区的振动总是加强,振动减弱区的振动总是减弱,并不是每经过半个周期振动加强的点变为减弱点,振动减弱的点变为加强点,故选项D错误.答案:C类题演练1关于波的衍射现象下列说法正确的是( )A.当孔的尺寸比波长大时,一定不会发生衍射现象B.只有孔的尺寸与波长相差不多时,或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.以上说法均不正确解析:当孔的尺寸比波长大时,会发生衍射现象,只不过不明显.只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才会发生明显衍射现象,切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象.答案:BC【例2】图2-4-1表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的是( )图2-4-1A.a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱B.e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C.经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换D.经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰解析:波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况,形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着.但要注意,对稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的.a 点是波谷和波谷相遇的点,c 是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b 、d 两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,A 正确.e 位于加强点的连线上,仍为加强点,f 位于减弱点的连线上,仍为减弱点,B 错误. 相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,C 错误.因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,D 正确. 答案:AD类题演练2如图2-4-2所示是观察水面波衍射的实验装置,AC 和BD 是两块挡板,AB 是一个孔,O 是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是( )图2-4-2A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB 扩大,有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显观察到衍射现象解析:从图中可以看出,孔的大小与波长相差不多,故能够发生明显的衍射现象,A 正确;由于在同一均匀介质中,波的传播速度没有变化,波的频率是一定的,又根据λ=fv 可得波长λ没有变化,B 正确;当孔扩大后,明显衍射的条件将被破坏,C 正确;如果孔的大小不变,使波源频率增大,则波长减小,孔的尺寸将比波长大,失去明显的衍射现象的条件,D 错.答案:ABC【例3】如图2-4-3所示,两列简谐波均沿x 轴传播,传播速度大小相等,其中一列沿x 轴正方向传播(如图中实线所示),一列沿x 轴负方向传播(如图中虚线所示),这两列波的频率相同,振动方向沿y 轴,则图中x=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x=____________的点,振幅最小的是x=____________的点.图2-4-3解析:在图示时刻,两列波引起各质点振动的位移之和都为零,但其中一些点是振动过程中恰好经过平衡位置,而另外一些点是振动减弱且振幅为零,对x=4处的质点,实虚两列波均使质点从平衡位置向下运动,是同向叠加的,即振幅可以达到两列波分别引起的振幅之和,同理x=8处的质点也是同向叠加,是加强点;而x=2和x=6处质点则为反向叠加,即为振幅最小点.答案:4和8 2和6。