选修3-4第十二章第7节多普勒效应学案(2篇)

合集下载

《多普勒效应》教案设计

《多普勒效应》教案设计

《多普勒效应》教学设计一、教学设计说明1.课标分析《多普勒效应》是《普通高中物理课程标准》选修模块3-4中,二级主题“机械振动与机械波”下的内容。

《普通高中物理课程标准》对本节课的基本要求是:通过实验感受多普勒效应;解释多普勒效应产生的原因;列举多普勒效应的应用实例。

2.教材分析使用教材是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书2007年版《物理》选修3-4,内容选自第十二章第七节。

多普勒效应是波的一种重要现象,在生活中具有广泛的应用。

本节课通过对多普勒效应的形成过程进行分析,提高学生对机械波的认识水平,培养学生的分析能力与科学探究能力。

3. 学情分析教学主体——学生是普通高中二年级学生,此前已经学习了声音及机械波的相关知识,了解声音的特性及其影响因素。

学生具有一定的实验观察能力及科学探究的能力,学习欲望较强,乐于将所学知识运用于实际生活中。

多普勒效应的现象在生活中很常见,但学生不能应用物理知识进行分析。

通过本节课的学习,使学生感受并探究多普勒效应现象,理解其产生原因,并了解其在生活中的应用。

二、教案附:《多普勒效应》学案一、课前预习声音的特性包括:()()(),其中影响声音音调的因素是()。

二、课堂教学1.学习任务一:认识多普勒效应2.学习任务二:分析多普勒效应3.课后作业(1)多普勒效应:()由于观察者与波源之间的(),而产生()的现象。

(2)在铁路旁听到行驶中的火车的汽笛声,当火车迎面驶来时,音调变高,火车远离时,音调变低,是因为( )A.火车驶来时,声源频率变大B.火车远离时,声源的频率变小C.火车驶来及远离时,声源的频率都不变D.以上说法均不正确(3)关于多普勒效应,下列说法正确的是( )A.多普勒效应是由波的干涉引起的B.多普勒效应说明波源的频率发生改变C.只有声波才可以产生多普勒效应D.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的(4)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可能变低(5)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。

教科版高中物理选修3-4:《多普勒效应》教案-新版

教科版高中物理选修3-4:《多普勒效应》教案-新版

2.6《多普勒效应》教案一、教学目标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,知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.了解一些它的应用.二、教学重点:多普勒效应产生的原因三、教学方法:多媒体辅助教学四、教具:计算机、大屏幕、多媒体教学课件五、教学过程:(一)引入新课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。

(二)进行新课【板书】第6节多普勒效应一、多普勒效应为了便于研究,我们可分三种情况来讨论多普勒效应。

设波速为v,观察者运动速度为v人,波源运动速度为v源,均以介质为参考系。

【板书】二、多普勒效应成因【板书】1、波源与观测者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与波源的振动频率相同。

【板书】2、波源相对于介质静止不动,观测者相对于波源运动。

【板书】3、观测者相对于介质静止,波源相对于观测者运动。

可引导学生进行思考讨论,加深对多普勒效应的理解。

当波源与观察者相对运动时,如果二者相互靠近,观察者感觉到的频率将增大;如果二者相互远离,观察者感觉到的频率将减小。

(三)课件演示,课堂小结打开计算机,演示“多普勒效应”教学课件(通过课件演示,形象直观地再现生活中的“多普勒效应”现象,给学生再次留下清晰直观的印象,从而收到良好的教学效果。

)(四)课堂练习观察者站在铁道旁,一辆以某一速度运动的火车向观察者迎面驶来,同时发出汽笛声,下面判断正确的是:()A.观察者感受到汽笛生的的频率越来越大B.声波的速度越来越大C.传向观察者的声波的波长变短D.传向观察者的声波的波长变长答案:C(五)作业复习教材内容。

多普勒效应_2

多普勒效应_2

多普勒效应选修3-4第十二章第7节学案课前预习学案一、预习目标预习课本上的演示实验,从感性上认识一下。

二、预习内容)蜂鸣器静止,学生听声音有无变化;)两个学生分别站在教室前后,手中牵一根绳,让发生器在绳上快速运动,其他学生注意听声音有无变化)生活中有无类似的现象?学生举例:行驶中的汽车鸣笛;火车鸣笛进站;飞机起飞等)音调的高低由什么决定?答案:)静止时,听不到声音的变化;)发生器靠近时,声音变得尖锐;发生器远离时,声音变得低沉.)学生举例:行驶中的汽车鸣笛;火车鸣笛进站;飞机起飞等)音调的高低由声源频率的决定,频率越高,音调越高。

三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别..知道什么是,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

.了解的一些应用.二、学习过程探究成因分析【问题】是生活中常见的一种现象,在平时我们也观察到了这种现象,那么大家有无想过,为什么会产生,在产生多普勒现象时有无可以遵循的物理规律存在?【问题】在中,观察者感受到声音的频率发生了变化,那么,人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗?答案:声源的频率:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数;观察者的接受到的频率:单位时间接收到的完全波的个数的。

【问题】是由于波源和观察者之间有相对运动产生的,那么波源的频率和观察者的频率二者与运动有什么关系?答案:实际的比较复杂,我们只研究最简单的现象,即当波源和观察者在同一条直线上的相对运动时的情况。

【问题】那么在同一条直线上观察者和波源的运动情况可能有哪些?下面我们就通过研究这几种情况下的普勒效应来探究其成因。

学生分组讨论都有捏些情况:观察得出结论:.当波源S和观察者A都相对介质都静止,即二者没有相对运动时:从声波传到观察者计时,假设波源频率为20Hz,即波源每秒发出20个完全波,这20个完全波通过观察者的时间为1S,即观察者每秒接收20个完全波,结论:。

高中物理 12.7多普勒效应学案 新人教版选修3-4

高中物理 12.7多普勒效应学案 新人教版选修3-4

§12.7 多普勒效应【学习目标】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?3.能运用多普勒效应解释一些物理现象【自主学习】想一想:早晨跑操时绕操场跑一圈的过程中,你发现广播室放的音乐有什么变化吗?填一填:奥地利物理学家多普勒发现:波源和观察者互相靠近或互相远离时,接收到的波的频率都发生变化的现象叫做多普勒效应。

点一点:当波源与观察者相对静止时,接收的频率等于波源振动的频率;当波源与观察者互相靠近时,接收的频率大于波源振动的频率;当波源与观察者互相远离时,接收的频率小于波源振动的频率。

填一填:交通警车通过分析行进中车辆反射波频率的变化确定车辆的速度;通过对比运动天体与地球某元素发射的光波的频率的不同来确定天体速度。

议一议:你能运用多普勒效应解释生活中的哪些现象呢?典题·热题知识点一多普勒效应例1以下关于多普勒效应的说法中正确的是( )A.有多普勒效应时,波源的振动频率发生变化B.有多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D.人与波源有相对运动时,观察到的频率一定发生变化解析:当观察者与声源有相对运动(接近或远离),观察者测得声波频率有变化,但波源的频率不变.当观察者尽管有相对运动,但距离不变时,此时不会出现多普勒效应,B选项正确. 答案:B方法归纳若观察者与声源在一直线上发生相对运动,则必发生多普勒效应.若观察者与声源的相对运动不共线(如圆周运动)则就不一定发生多普勒效应.例2下面哪些应用是利用了多普勒效应( )A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来时,根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车的速度,以便于交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去解析:凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度,A选项正确.被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,由多普勒效应可求出运动物体的速度,B选项正确.铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断,C选项错误.炮弹飞行,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关,D选项正确.答案:ABD误区警示铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况,这是根据火车与铁轨发生的机械振动的强弱而对列车的运动作出判断,因为这时观察者并不是根据声音的频率变化来判断的,所以不是利用多普勒效应.例3如图12-7-5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__________________.图12-7-5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,则汽车和乙的相对距离增大,乙听到的频率变低,即f2<f0.由于司机和汽车相对静止,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、f2方法归纳多普勒效应是指由于观察者和波源之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象.当二者相对距离减小时,观察者接收到的频率比波源频率高,当二者相对距离增大时,观察者接收到的频率比波源频率低.知识点二多普勒效应的应用例4公路巡警开车在高速公路上以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磁波,如果该电磁波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,说明那辆轿车的车速( )A.高于100 km/hB.低于100 km/hC.等于100 km/hD.无法确定解析:由多普勒效应知,巡警车接收到的频率低了,即观察者接收到的频率低了,说明轿车和巡警车在相互远离,而巡警车速度恒定,因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大,故A 选项正确.答案:A方法归纳当波源与观察者远离时,频率变低;当波源与观察者靠近时,频率变高.例5如图12-7-6所示,实线表示波峰,S为波源,设波源频率为20Hz,且不运动,而观察者在1 s内由B运动到A,观察者接收到多少个完全波?设波速为340 m/s,若要让观察者完全接收不到波,那么,他的运动速度应该是多少?图12-7-6解析:(1)观察者在单位时间内接收到的完全波的个数,即接收到的频率.如果观察者不运动,在1 s 内,观察者接收到的完全波的个数应当是20个,然而当观察者从B 运动到A 的过程中,所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个,即他只能接收到19个完全波.(2)要想让观察者完全接收不到波,他必须远离波并随同所在的波峰一起运动,即观察者的运动速度应该是340 m/s.答案:19 340 m/s巧妙变式 如果观察者在1 s 内由A 运动到B ,观察者接收到多少个完全波?答案:21知识点三 多普勒效应的定量研究例6一警车上的警报器发射频率f=1 000 Hz 的声波,警车远离静止的观察者向一悬崖行驶,车速v=10 m/s ,已知声音在空气中的传播速度为v 声=330 m/s ,试问:(1)观察者直接从警报器听到的声音频率是多大?(2)观察者听到从悬崖反射的声音频率是多大?解析:首先应分清楚三个速度,即波的传播速度、波源的速度、观察者的速度,当波源背离观察者运动时,相当于波长变长;观察者听到从悬崖反射回的声音,相当于有一声源以速度v 靠近观察者,此时波长变短.答案:(1)当警车远离观察者时,其波长增大vT ,则单位时间通过观察者的完全波的个数,即观察者听到的声音频率为 f′=v v v +声声f=10330330+×1 000 Hz=970.6 Hz. (2)观察者听到从悬崖反射的声音,等效于有一波源以速度v 靠近静止的观察者所发声音,此时波长减小vT ,所以观察者听到从悬崖反射的声音频率为 f″=v v v -声声f=10330330-×1 000 Hz=1 031 Hz. 1.关于多普勒效应,下列说法正确的是( )A .多普勒效应是由波的干涉引起的B .多普勒效应说明波源的频率发生改变C .多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的D .只有声波才可产生多普勒效应2.关于多普勒效应下列说法中正确的是( )A .只有声波才有多普勒效应B .光波也有多普勒效应C .只有机械波才有多普勒效应D .电磁波不能发生多普勒效应3.下列哪些现象是多普勒效应引起的( )A .远去的汽车声音越来越小B .炮弹迎面飞来,声音刺耳C .火车离你而去,音调变低D .大风中,远处人的说话声时强时弱4.地面上一观察者听到的飞机声音频率是飞机振动频率的2倍,若声速为340m /s ,则飞机( )A .靠近观察者飞行,速度为680m /sB .远离观察者飞行,速度为340m/sC .靠近观察者飞行,速度为170m /sD .远离观察者飞行,速度为680m /s5.下述说法中正确的是( )A .沿与两个完全相同的发声器平行的直线走,听到的声音忽大忽小,这是波的干涉现象B .在大树前说话,大树后面的人可以听到,这是波的衍射现象C .大街上警车尖叫着从行人旁急驰而过,行人听到警笛声音调由高变低这是声音的多普勒效应D .发声的电铃放在真空罩里,外面听不到声音,这是因为电铃在真空中不能振动6.如图1所示,一个波源O 做匀速直线运动时在均匀介质中产生的球面波的情况,该波源正在移向( )A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点7.某人乘火车由甲地去乙地,途中此人乘坐的列车超过一货运列车,超车时听到货运列车发出的笛声频率为f 1;此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车错车,听到客车驶近时的笛声频率为f 2,已知我们生产的机车发出的笛声相同,则f 1与f 2的大小关系是f 1 f 2.(此人乘坐的列车一直在向前行驶)8.火车以20m /s 的速度向一静止的观察者驶近,机车鸣汽笛2s 之久,声速为340m /s ,问:(1)观察者听到的汽笛声持续多久?(2)如果火车以同样的速度从观察者身边驶过,则观察者前后听到的声音的频率之比是多少?图1。

人教版高二物理选修3-4 多普勒效应 教学案

人教版高二物理选修3-4 多普勒效应 教学案

人教版高二物理选修3-4多普勒效应教学案教学目的1.了解多普勒效应这种现象.2.能运用多普勒效应解释一些物理现象.教具计算机模拟.教学过程●引入新课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f和波源的真实频率f一般并不相同,这种现象称为多普勒效应.火车入站,笛声较高,火车出站,笛声较低,就是这种现象.●进行新课【板书】第八节多普勒效应一、多普勒效应.为了便于研究,我们可分三种情况来讨论多普勒效应.设波速为v,观察者运动速度为v人,波源运动速度为v源,均以介质为参照系.【板书】二、多普勒效应成因.【板书】设波速v=100m/s,波源频率f=100 Hz,则周期T=0.01s,λ=vT=1m.在波源,观察者若相对介质静止时,则在t=1s里有100个波传到观察者A位置(因为在一个周期内波向前传一个波长),观察者感觉到的频率与波源频率相同.当波源不动,观察者以v人=10m/s的速度向波源运动,则在t=1s里,观察者从A到B位置.(课本图10-36)感受到的波为:n=(v+v人)·t=(100+10)×1=110个,这样观察者感受到的频率(f'=110Hz)就比波源的频率(f=100Hz)要高.如果观察者是远离波源运动,则在t=1s里,观察者从A到C位置,感受到的波的个数为:h=(v-v人)t=(100-10)×1=90个,这样观察者感受到的频率(f'=90Hz)就比波源的频率(f=100Hz)要低.同学们可以思考一下:如果观察者远离波源的运动速度v人=100 m/s和v人>100m/s,那么观察者感受到的频率如何?他感觉到波源的位置有无变化?【板书】设观察者在A位置不动,波源以v源=10m/s的速度向观察者运动,此时相对观察者来说波速为:v+v源=100+10=110m/s,因此观察者在t=1s里感受到的波有110个,所以观察者感受到的频率(f'=110Hz)比波源的频率(f=100Hz)要高,课本图10-37所示.要注意的是,在波源运动过程中,波速实际上并没有改变,但在相同的距离中却多了10个完整的波,这是波在介质中被均匀挤压,使之波长变短了的缘故,如图10-26所示.同理,如果波源远离观察者,则观察者感受到的频率就会比波源的频率要低.【板书】3.波源、观察者同时相对介质运动.可思考讨论一下.(多普勒效应将更加明显)●作业复习本节内容.参考题1.关于多普勒效应,下列说法正确的是:[ ] A.多普勒效应是由于波的干涉引起的B.多普勒效应说明波源的频率发生改变C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D.只有声波才可以产生多普勒效应2.当火车进站鸣笛时,我们可听到的声调:[ ] A.越来越高B.不高C.越来越低沉D.不知声速和火车车速,不能判断*3.当火车驶近时,观察者觉得它的汽笛的基音比驶去时高一个音(即频率高到9/8倍),设声速为v=340m/s,求火车速率.说明当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者感觉到的频率将增大;如果二者相互远离,观察者感觉到的频率将减小.*七、驻波·教案示例教学目的1.知道驻波现象及什么是波节、波腹,驻波是一种特殊的干涉现象.2.理解驻波的形成过程,理解驻波与行波的区别,理解空气柱共鸣的条件.教具驻波演示仪、投影仪、水槽、音叉、玻璃管.教学过程●引入新课一列波在向前传播的途中遇到障碍物或者两种介质的分界面时,会发生反射,如果反射波和原来向前传播的波相互叠加,会发生什么现象呢?●进行新课【板书】*第七节驻波一、驻波【演示】如课本图10-31所示,把弦线的一端A固定在电磁打点计时器的振针上,另一端跨过定滑轮拴一个砝码盘,盘上放砝码,将弦线拉平.在靠近定滑轮的B 处,用一个尖劈把弦线支起来.接通电磁打点计时器的电源,振针振动时,有一列波向定滑轮的一侧传播,并在B处发生反射.改变尖劈的位置,来调节AB的长度,当尖劈调到某适当位置时,可以看到,弦线会分段振动起来.仔细观察这时弦线振动情况(课本10-32),可以看到:【板书】1.波节——弦线上有些点始终是静止不动的,这些点叫做波节.波腹——在波节和波节之间的那段弦线上,各质点以相同的频率、相同的步调振动,但振幅不同,振幅最大的那些点叫做波腹.在相邻的两段弦线上,质点的振动方向是相反的.相邻的两个波节(或波腹)之间的距离等于半个波长,即等于λ/2.【板书】2.驻波——波形虽然随时间而改变,但是不向任何方向移动,这种现象叫做驻波.行波——驻波跟前面讲过的波形向前传播的那种波显然是不同的,相对于驻波来说波形向前传播的那种波叫行波.【板书】3.两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加,形成驻波.【板书】4.振幅相同、频率相同波的叠加.课本10-33中用虚线表示两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同波的叠加,用实线表示这两列波叠加后形成的合成波.图中画出了每隔T/8周期波形的变化情况.由图可以看出,合成波在波节的位置(图中的“·”表示),位移始终为零.在两波节之间,各质点以相同的步调在振动,两波节之间的中点振幅最大,就是波腹(图中用“+”表示).由此可知,驻波有如下特点:【板书】5.驻波——特殊的干涉现象驻波也是一种波的干涉现象,但是一种特殊的干涉现象.其特殊性表现在两个方面:【板书】6.波源特殊驻波是由频率相同,振幅相同,振动方向相同,而传播方向相反的两列波叠加而成的.【板书】7.波形特殊波形虽然随时间而改变,但是不向任何方向移动,相邻两波节间质点运动方向一致,但振幅不同,波节两侧的质点振动方向总是相反.从上述弦线上驻波的形成来看,可以认为驻波是一种特殊的干涉现象.从驻波的振动情况来看,可以认为驻波是组成弦线的无数有相互联系的质点的一种振动模式.实际上,只要设法激起弦线的振动(弹、拉、打击等),就能在弦线上产生驻波,并在周围空气中发出声波,这就是弦乐器发声的原理.管乐器是否是这样呢?【演示】在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管,管口上方放一个正在发声的音叉,慢慢向上提起玻璃管,当管内空气柱达到一定长度时,可以听到空气柱发出较强的声音这时,从音叉发出并进入玻璃管的声波和经水面反射回来的反射波相互叠加,在空气柱内产生驻波,玻璃管开口处为波腹,水面处为波节,空气柱的长度l=λ/4、l=3λ/4、l=5λ/4时.课本图10-34(乙、丙、丁),都会产生驻波.【板书】8.空气柱产生驻波条件l=(2n+1)/4(n=0,1,2,3……)空气柱内的驻波可看作空气柱的一种振动模式,所以上述现象可看作音叉和空气柱发生了共鸣.实际上,只要设法激起空气柱的振动(如吹奏),就能使空气柱产生驻波,并在周围空气中发出声波,这就是管乐器发声的原理.在上述实验中,如果测出空气柱的长度l,就可以测出声波的波长λ.如果已知音叉的频率f,还可测出声波的速度v=λf.【例】一玻璃管坚直插入一水槽中,在玻璃管上端有一发声音叉,频率为200Hz,上下移动玻璃管,测到相邻两次共鸣时管中空气柱的长度差为34 cm,如课本图10-34所示,试求声速.分析与解:由于玻璃管中的空气要产生共鸣,空气柱长L等于λ/4的奇数倍,因此相邻两次共鸣的空气柱长度差:△L=λ/2 根据:△L=λ/2=34cm 所以:λ=68cm=0.68m 又:v=λ/T=λf=0.68×500=340 m/s●巩固练习(1)对着一只空罐子唱歌,当唱到某一单调(即某一频率)时,声音会特别响亮,同时罐子会发生振动,这是什么缘故?(2)课本图10-34甲所示的情景中,如果音叉的频率是400Hz,管在水面上的部分至少为多长时,管内空气柱会产生共鸣?(设这时空气中的声速为340 m/s)●作业1.复习本节课文.2.课本练习五第(1)、(2)题.参考题(1)驻波的说法正确的是:[ ] A.两列向相反方向传播的波叠加就一定会产生驻波B.在驻波中有些质点始终静止不动;相邻的两个这样的质点的距离相距半个波长C.驻波各质点都有相同的振幅D.驻波中各质点的振动频率相同(2)说法正确的是:[ ] A.波节处质点始终静止B.波腹处质点的振幅最大C.波腹处质点的位移有时可能为零D.相邻的两个波节之间的距离为一个波长(3)如图10-23所示,在弦上的A、B两点间形成了如图所示的驻波,且两点间距离7.5m,则波长为:[ ] A.1m B.1.5mC.3m D.4m(4)弦ab之间某时刻形成的驻波如图10-24所示,那么经过半个周期后波形应是下图中的哪一个?[ ](5)驻波与行波的区别是[ ] A.驻波中的质点振动形式不向外传播,而行波的波形则外传播B.行波在传播过程中,质点沿波前进的方向移动,而驻波不同C.行波向外传播能量,而驻波不向外传播能量D.在形成驻波的区域内,存在着所有质点位移都为零的时刻,而行波在传播过程中不存在这样的时刻.(6)如图10-25所示,在玻璃管的上端有振动频率未知的音叉,现使音叉发声,并将玻璃管上提,当玻璃管口离水面距离为17cm,则刚好能听到空气柱共鸣(已知声音在空气中传播速度v=340 m/s),则音叉的频率为:[ ] A.200 Hz B.1000 HzC.500 Hz D.100 Hz说明驻波与行波的区别1.物理意义不同:驻波是两列波的特殊干涉现象,行波是一列波在介质中的传播.2.质点振动不同:相邻波节间质点运动方向一致.波节两侧质点振动方向总相反.3.波形不同:波形向前传播的是行波,波形不向任何方向传播的是驻波.。

鲁科版高中物理选修3-4:《多普勒效应及其应用》教案-新版

鲁科版高中物理选修3-4:《多普勒效应及其应用》教案-新版

多普勒效应教案一、教学目标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,知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.了解一些它的应用.二、教学重点:多普勒效应产生的原因三、教学方法:多媒体辅助教学四、教具:计算机、大屏幕、多媒体教学课件五、教学过程:(一)引入新课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。

(二)进行新课【板书】多普勒效应一、多普勒效应为了便于研究,我们可分三种情况来讨论多普勒效应。

设波速为v,观察者运动速度为v人,波源运动速度为v源,均以介质为参考系。

【板书】二、多普勒效应成因【板书】1、波源相对介质静止,即v源=0,观察者以速度v人相对介质运动。

设速度v=100m/s,波源频率f=100Hz,则周期T=0.01s,λ=Vt=1m。

在波源、观察者相对介质静止时,则在t=1s里有100个波传到观察者A位置(因为在一个周期内波向前传播一个波长),观察者感觉到的频率与波源频率相同。

当波源不动,观察者以v人=10m/s的速度向波源运动,则在t=1s里,观察者从A到B位置(课本图10-36),感受到的波的个数为:n=(v+v人)t=(100+10)×1=110个,这样观察者感受到的频率(f’=110Hz)就比波源的频率(f=100Hz)要高。

如果观察者远离波源运动,则在t=1s里,观察者从A到C位置,感受到的波的个数为:n=(v-v人)t=(100-10)×1=90个,这样观察者感受到的频率(f’=90Hz)就比波源的频率(f=100Hz)要低。

同学们可以思考一下,如果观察者远离波源的运动速度v人=100m/s或v人>100m/s,那么观察者感受到的频率如何?他感觉到波源的位置有无变化?【板书】2、观察者相对于介质静止,波源以速度v源相对介质运动。

人教版选修3-4 12.5 多普勒效应 教案 word版含答案

人教版选修3-4 12.5 多普勒效应 教案 word版含答案

课时12.5多普勒效应1.通过实验感受多普勒效应。

2.初步定性解释多普勒效应产生的原因。

3.了解生活中常见的多普勒效应现象及其应用。

重点难点:多普勒效应概念及对多普勒效应的理解。

教学建议:本节主要以声波为例介绍多普勒效应,声波的多普勒效应比较常见,易于被学生接受。

教材只对多普勒效应作定性的分析说明,使学生对多普勒效应有初步了解,教学中不宜作过多的理论引申。

多普勒效应在生活中普遍存在,随着科学技术的发展,它的应用日益广泛,如交通管理、医疗检查等。

给学生作些介绍,可以开阔他们的眼界。

导入新课:在日常生活中,我们都会有这样的经历,当一列鸣着汽笛的火车驶来时,会发现火车汽笛的音调变高;而当火车逐渐远离时,会发现火车汽笛的音调变低。

为什么会发生这种现象呢?1.多普勒效应奥地利物理学家多普勒发现,波源和观察者互相①靠近或互相②远离时,接收到的波的频率都发生变化。

这种现象叫作多普勒效应。

2.产生原因当波源与观察者相对静止时,接收的频率③等于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相靠近时,接收的频率④大于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相远离时,接收的频率⑤小于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率。

3.应用交通警车通过分析行进中车辆的反射波频率的⑥变化来确定车辆的速度;通过运动天体与地球某元素发射的光波的⑦频率对照可以确定天体的速度;医生向人体发射频率已知的超声波,通过测定血流反射波的⑧频率变化,就能知道血流速度,检查病变。

1.教材中用蜂鸣器做演示实验时,几米之外的人听到的声音有什么特征?解答:蜂鸣器音调忽高忽低。

2.波源与观察者距离变化时接收到的波的频率发生变化的现象,是谁发现的?解答:奥地利物理学家、数学家和天文学家多普勒。

3.发生多普勒现象时,波源的频率是否变化?解答:波源的频率是不变的。

主题1:多普勒效应问题:(1)我们在剧场听演唱会时,听到的声音频率与声源的频率是不是一致的?(2)我们乘坐火车出行,当我们乘坐的火车鸣笛时,火车静止不动和快速行驶两种状态下,我们听到的笛声频率是不是一样的?当与另一列高速行驶且正鸣笛的火车擦肩而过时,我们听到的笛声频率又是如何的?(3)当波源不动,观察者运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?(4)当观察者不动,波源运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?解答:(1)听到的声音频率与声源的频率是一致的。

高中物理选修3-4教学设计2:12.5 多普勒效应教案

高中物理选修3-4教学设计2:12.5 多普勒效应教案

5 多普勒效应1.1立足教纲教参,确定教学方针《教师用书》明确说明如下1、只对多普勒效应做定性分析,使学生对多普勒效应有初步了解,注意不宜引申。

2、要理解多普勒效应,学生必须先知道波源的频率与观察者接受到频率的区别,这是学习本节的关键。

3、理解多普勒效应产生的原因并能简单的解释一些现象。

因此关于多普勒效应的教学,应该重在了解和应用,所以我认为一定不要讲的太难,只需让学生理解当波源接近和远离接收器时,接收到的频率会不一样,接近时频率高,远离时频率低即可;同时应该适当的多介绍一些多普勒效应的物理学史内容及实际应用,在讲解的同时应充分利用多媒体手段,使教学过程生动形象,易于理解,以获得最好的教学效果。

1.2 教学过程的具体流程【引入】提出问题:生活中存在这么一种现象,一辆汽车从身边疾驶而过,车上喇叭的音调有一个从高到低的突然变化;站在铁路旁边听列车的汽笛声也能够发现,列车迅速迎面而来时音调较高,而列车迅速离去时则音调较低。

为什么会发生这种情况?(图1)什么是多普勒效应:1842年,奥地利科学家多普勒(J.C.Doppler)带着女儿在铁道旁散步时也注意到了类似的现象,他经过认真的研究,发现波源和观察者互相靠近或者互相远离时,都会使观察者感到频率发生了变化,并且做出了相应的解释,因此人们把这种现象叫做多普勒效应。

【多普勒效应的定性分析】为了更好的了解多普勒效应,可以做这样一个模拟实验。

让一队人沿街行走,观察者站在街旁不动,每秒有9个人从他身边通过.这种情况下的“过人频率”是9人/秒(图2);如果观察者逆着队伍行走,每秒和观察者相遇的人数增加,也就是频率增加(图3);反之,如果观察者顺着队伍行走,频率降低(图4).·通过上面的演示,可以得到怎样的结论?为了更科学的说明问题,用水波代替声波(都是机械波),做如下演示实验。

在盛有清水的大水槽中,以一端粘有直径约为8mm的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子,使单振子与水面接触,如图5所示。

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

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。

物理选修3-4人教新课标12.7多普勒效应2教案

物理选修3-4人教新课标12.7多普勒效应2教案

12.7多普勒效应教学目标: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?3.能运用多普勒效应解释一些物理现象教学重点:1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别2.知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的. 教学难点:波源的频率与观察者接收到的频率的区别教学方法:读、讲、练与分析相结合课时安排:1课时教学过程: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?[板书]:多普勒效应一、波源的频率与观察者接收到的频率知识回顾:1.什么叫频率?2.声音的音调由什么因素决定?1.波源的频率------单位时间内波源发出的完全波的个数2.观察者接收到的频率------单位时间内观察者接收到的完全波的个数如果波源和观察者相对于介质静止,则观察者接收到的频率与波源的频率相等,如果波源或观察者相对于介质运动时,则观察者接收到的频率与波源的频率不相等,这一现象就叫多普勒效应二、多普勒效应的成因例:波速为V=100m/s.波源的频率f=100Hz.可算得:波的周期T=0.01s,波长λ=1m.1.波源相对于介质静止,观察者相对于介质静止在时间t=1s里有100个波传到观察者所在的A处,观察者接收到的频率与波源的频率相等,音调不变.2.观察者相对于介质静止,波源以速度V源=10m/s相对于介质运动(1).波源向观察者运动则对观察者来说感觉到的波速为110m,他在1秒钟内接收到的完全波数为110个,所以观察者感受到的频率f'=110Hz比波源的频率f=100Hz要高,因而音调变高注意:波速实际并没有改变,但在相同的距离中却多了10个完整波,是由于波在介质中被均匀挤压,使之波长变短的缘故(2).波源远离观察者由同学自行分析3.波源相对于介质静止,观察者以速度V人=10m/s相对于介质运动(1).观察者向波源运动 (2).观察者远离波源由同学自行分析4.波源与观察者同时相对于介质运动又如何呢?多普勒效应更加明显三、多普勒效应的应用学生阅读课文的最后一段,并加以总结四、本课小结五、巩固练习1.关于多普勒效应,下列说法中正确的是A.多普勒效应是由波的干涉引起的B.多普勒效应说明波源的频率发生了改变C.多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的D.只有声波才能产生多普勒效应2.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A.越来越高B.越来越低C.先变高后变低D.先变低后变高E.因不知炮弹的速度为多少,所以无法判断六、作业复习本节课的内容。

人教课标版高中物理选修3-4:《多普勒效应》教案-新版

人教课标版高中物理选修3-4:《多普勒效应》教案-新版

《多普勒效应》教学设计方案核心素养通过《多普勒效应》的学习过程,培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力。

强化学生交流合作的能力;将MH370的寻找等时事热点中多普勒效应物理学知识的应用提高学生科学学习的热情;通过物理学年标志的设计内涵,让学生感受科学与艺术的完美结合。

教学目标(1)理解什么是波源发波频率与接收频率;(2)了解什么是多普勒效应;(3)了解多普勒效应的应用。

(4)通过动画演示,让学生更加形象理解多普勒效应的形成。

重点、难点分析1、明确波源发射频率与观察者接收频率的区别;2、明确观察者与波源发生相对运动时,接收频率如何发生变化。

教学过程波源向观察者靠近【作业】观察日常生活中的多普勒效应,并设计相关的小实验进行展示。

教学反思通过课堂教学,本人觉得这一节课的教学效果有几点比较成功:一、整个教学流程比较流畅,学生在教师的引导下能比较轻松的接受这一教学思路。

二、师生有比较充分的互动,学生在课堂上有积极思考问题,能提出自己的看法,能对其他同学的看法提出自己的意见。

三、在教学中使用了较为丰富的图片,Flash动画、视频等多媒体资料,使抽象的概念更加容易被学生接受和理解,并能加深学生对知识的理解和认识。

四、在教学中有较为丰富的多普勒效应在生活中的应用,特别是热点事件“寻找MH370”,使学生对课堂知识在生活中的应用有了更加具体的认识,对提高学生科学学习的热情有较大的帮助。

同时,回看整个教学过程也发现课堂中存在着一些问题:一、由于课堂教学时间的限制,有些学生小组学习进行的不够深入,导致重难点知识还有一部分学生理解和认识的不够到位,导致这部分学生在后半程的学习中出现学习乏力的现象。

二、课程采用了大量的多媒体素材辅助教学,但是演示实验方面缺失,在针对本节课的教学实验的开发和利用上还有很大的空间。

高中物理选修3-4精品学案:12.5-12.6多普勒效应惠更斯原理

高中物理选修3-4精品学案:12.5-12.6多普勒效应惠更斯原理

[目标定位] 1.了解多普勒效应,能运用多普勒效应解释一些物理现象.2.知道什么是波面和波线.3.了解惠更斯原理,会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象.一、多普勒效应1.定义波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化,这种现象叫做多普勒效应.2.成因(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)的数目是一定的,观察到的频率等于波源振动的频率.(2)当波源与观察者相向运动时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,观察到的频率增加;反之,当波源与观察者互相远离时,观察到的频率变小.3.理解(1)多普勒效应是波共有的特征,不仅机械波,光波和电磁波也都会发生多普勒效应.(2)发生多普勒效应时,波源发出的频率不变,变化的是观察者接收到的频率.(3)当波源与观察者相互接近时,f观察者变大,音调变高.如图1甲中波源S不动,观察者由A向B运动和图乙中观察者A不动,波源由S1向S2运动.当波源与观察者相互远离时,f变小,音调变低,如图1甲中波源S不动,观观察者察者由A向C运动.(均选填“大”或“小”)图14.应用(1)测车辆速度;(2)测量星球速度;(3)测血液速度.【深度思考】当火车鸣笛从远方呼啸而来,又奔驰而去时,观察者听到汽笛的声音先变大后变小,音调由高变低,这都是多普勒效应引起的吗?[答案]多普勒效应指的是接收到的频率的变化情况,即音调的变化情况;而声音大小指的是响度,所以声音变小不是多普勒效应,音调由高到低变化是多普勒效应.【例1】(多选)下面说法中正确的是()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,观察者接收到的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与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[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,故选项C正确;发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化,而波源的频率并没有改变,故选项A错误,B正确;此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的,故选项D 正确.[答案]BCD判断观察者接收的频率是怎么样变化的,就是看波源与观察者间的相对运动情况.【例2】(多选)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比()A.波速变大B.波速不变C.频率变高D.频率不变[解析]在同种介质中,超声波的传播速度保持不变,根据多普勒效应可知,频率变高,所以B、C正确.[答案]BC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频率变大,但波源的频率不变.二、惠更斯原理1.波面和波线(1)波面:在波的传播过程中,任何振动状态相同的质点所组成的面.波面为球面的波叫球面波(如图2甲所示),波面为平面的波叫平面波(如图乙所示).图2(2)波线:与波面垂直的那些线代表了波的传播方向,叫做波线.2.惠更斯原理(1)内容:介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面.(2)应用:如果知道某时刻一列波的某个波面的位置,还知道波速,利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置,从而确定波的传播方向.3.利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播、波的衍射、干涉和折射现象,但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系.【深度思考】在波的传播过程中,只有介质中某些特殊的质点可以看做是新的波源吗?子波是真实存在的波吗?[答案]在波的传播过程中,介质中所有参与振动的质点都可以看做是新的波源,子波是为了解释波动现象而假想出来的波.【例3】(多选)关于对惠更斯原理的理解,下列说法正确的是()A.同一波面上的各质点振动情况完全相同B.同一波面上的各质点振动情况可能不相同C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D.无论怎样的波,波线始终和波面垂直[解析]按照惠更斯原理:波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面,故A正确,B错;由波面和波线的概念,不难判定C、D正确.[答案]ACD三、对波的反射与折射的理解1.波的反射:反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同.(填“相同”或“不同”)2.波的折射:在波的折射中,波的频率不变,波速和波长发生改变.(填“不变”或“发生改变”)3.波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同的介质中的传播速度不同.【深度思考】波不仅有反射现象,也有折射现象,请用惠更斯原理解释波的反射和折射现象.甲[答案](1)波的反射的解释:如图甲所示,a、c、b三条波线并不同时到达界面,它们到达界面时产生子波的时间也就有先有后,子波传播的距离也就有远有近,A′B′是新的波面,与反射波方向垂直.但由于反射波与入射波相比,波长、波速和频率都不变.所以在图中直角三角形A′AB′≌直角三角形BB′A.也就可以进一步证明入射角i=反射角i′.(2)乙波的折射的解释如图乙所示,当一束平面波中的波线a首先于时刻t由介质1到达界面,之后又经过时间Δt,波线b也到达界面;这时A、C′两点发出的子波在介质2中的包络面为图中的A′B′,这是波进入介质2之后的新的波面.由于是两种不同的介质,其中波的传播速度v1、v2不一定相同,在Δt这段时间内,两条波线传播的距离AA′和BB′也不一定相同,因此波进入第二种介质中传播方向常常发生偏折.【例4】(多选)下列说法正确的是()A.波发生反射时,波的频率不变,波速变小,波长变短B.波发生反射时,波的频率、波长、波速均不变C.波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化D.波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化[解析]波发生反射时,波在同一种介质中传播,频率、波长和波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,是从一种介质传播到另一种介质,波速发生变化,波的频率由波源决定,所以波的频率不变,由公式v=λf可知,波长发生变化,选项C正确,D错误.[答案]BC波的反射、折射现象中各物理量的变化波向前传播时在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象,一些物理量相应发生了变化,比较如下:波现象比较项目波的反射波的折射传播方向改变,θ反=θ入改变,θ折≠θ入频率f 不变不变波速v不变改变波长λ不变改变1.(对多普勒效应的理解)(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应() A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去[答案]ABD[解析]凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度,故A选项正确;被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度,故B选项正确;铁路工人是根据振动的强弱而对火车的运动情况做出判断的,故C选项错误;炮弹飞行,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关,故D选项正确.2.(多普勒效应的应用)(多选)如图3所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况,则()图3A.该波源正在移向a点B.该波源正在移向b点C.在a处观察,波的频率变低D.在b处观察,波的频率变低[答案]AD[解析]波源到a方向的波峰(或密部)的数目增加,说明波源在向a点移动.靠近a处,远离b处,所以在a处观察频率变高,在b处观察频率变低.3.(对惠更斯原理的理解)(多选)下列关于惠更斯原理的说法正确的是() A.惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象B.惠更斯原理能够解释波的衍射现象C.介质中任何一个波面的各点,都可以看成发射子波的波源D.惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系[答案]ABC[解析]惠更斯原理解释了波的传播相关的问题,所以能够解释波的反射现象和折射现象,故A正确;同样对波的衍射现象,惠更斯原理也可以解释,但不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系,故B正确,D错误;由惠更斯原理可知,C正确.4.(波的反射与折射)如图4所示,1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则()图4A.2与1的波长、频率相等,波速不等B.2与1的波速、频率相等,波长不等C.3与1的波速、频率、波长相等D.3与1的频率相等,波速、波长均不等[答案] D[解析]反射波的波长、频率、波速与入射波都应相等,故A、B错;折射波的波长、波速与入射波都不等,但频率相等,故C错,D正确.。

高中物理第十二章机械波5多普勒效应互动课堂学案选修3_4

高中物理第十二章机械波5多普勒效应互动课堂学案选修3_4

5 多普勒效应互动课堂疏导引导1.多普勒效应及其成因(1)多普勒效应由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象.实质:波源的频率没有变化,而观察者接收到的频率发生了变化.(2)相对运动与接收频率的关系①波源与观察者相对静止:观察者接收到的频率等于波源的频率.②波源与观察者相互接近:观察者接收到的频率增大.③波源与观察者相互远离:观察者接收到的频率减小.(3)多普勒效应的成因①如图12-7-1A 所示,波源和观察者都不动,设波源频率为20 Hz ,则波源每秒发出20个完全波,所以每秒经过观察者20个完全波,这时观察者接收到的频率等于波源的频率.②如图12-7-1B 所示,波源不动,观察者向波源运动,人耳在1 s 内由位置A 移到位置B ,虽然波源每秒仍发出20个完全波,但观察者每秒却接收到21个完全波,即二者相互接近时,观察者接收到的频率大于波源的频率,反之,观察者远离波源运动,观察者接收到的频率小于波源的频率.图12-7-1③如图12-7-1C 所示,波源向右运动,观察者不动,波源由S 1运动到S 2,波源右方的波面变得密集,因波速不变,波长变短,右方观察者接收到的频率大于波源的频率;左方的波面变得稀疏,波长变长,左方观察者接收到的频率小于波源的频率.2.如何计算波源频率和观察者接收到的频率v 1表示波源对介质的速度,v 表示波的传播速度,f 与f′分别表示波源频率和观察者接收到的频率.(1)若观察者R 静止,波源S 以速度v 1向观察者靠近,波速v 与波源的运动无关,而波源S 每发出一个完全波就向R 移近了v 1T,故对R 来说,波长缩短了v 1T ,即λ′=λ-v 1T===fv f v 1 fv v 1-,观察者接收(感觉)到的频率为f v v v v f 1-='='λ;当波源S 以速度v 1远离观察者时,f v v v f 1+='. (2)若波源S 不动,观察者R 以速度v 2向S 运动,经时间t 向S 运动了v 2t 的距离,同时波背离波源S 传播了vt ,观察者R 感觉到的频率(即通过它的波的个数)为=+='tt v vt f λ2f v v fv v v )1(22+=+;观察者以速度v 2远离波源S 时,.)1(2f vv f -=' 注意:有关多普勒问题的计算较难,学习中应侧重于现象分析.活学巧用1.如图12-7-2表示产生机械波的波源O 做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.图12-7-2(1)该图表示的是( )A.干涉现象B.衍射现象C.反射现象D.多普勒效应(2)波源正在移向( )A.A 点B.B 点C.C 点D.D 点(3)观察到波的频率是低的点是( )A.A 点B.B 点C.C 点D.D 点思路解析:(1)图示波源左方的波面密集,右方的波面稀疏,可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况.选项D 正确.(2)由于波源左方的波长被压缩,右方的波长被拉长,可知波源正在移向A 点,选项A 正确.(3)由于波源远离B 点,所以在B 点观察到波的频率最低,选项B 正确.答案:(1)D (2)A (3)B2.警车上的警笛,每隔0.5 s 响一次,一个人坐在以60 km/h 的速度向警车行驶的汽车上,求此人在5 min 内听到声音的次数是多少?(声音在空气中的传播速度为320 m/s )思路解析:响声在空气中的间隔类似于一个波长为λ=320×0.5 m=160 m 的波,人与声音的相对速度v=320 m/s+s m s m /31010/350=,由Hz Hz v f 480101016031010=⨯==λ,所以n=f·t=4803030003004801010=⨯=631次.答案:631次3.一个观察者在铁路旁,当火车迎面驶来时,他听到的汽笛声频率为f 1=440 Hz ;当火车驶过他身旁后,他听到的汽笛声的频率f 2=392 Hz.若大气中声速约为330 m/s ,求火车的速度和火车汽笛发声的频率f 0. 思路解析:设火车的速度为V ,声速为v.当火车靠近时,声波的波长被压缩为λ′=vT -VT=0f V v -,观察者听到的频率 V v vf v f -='=01λ即Vf -=3303304400 ① 同理,当火车远离时,有V f +=3303303920 ② 联立①②解得:V=19.0 m/s,f 0=415 Hz.答案:V=19.0 m/s f 0=415 Hz2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.在冰球游戏中,冰球以速度v0在水平冰面上向左运动,某同学在水平面上沿图示方向快速打击冰球,不计一切摩擦和阻力。

12.7《多普勒效应》教案(新人教选修3-4)

12.7《多普勒效应》教案(新人教选修3-4)

第七节:多普勒效应教学目标(一)知识目标1、使学生知到什么是多普勒效应2、使学生能用所学知识解释多普勒效应教学重点:声波的概念和形成声波的条件教学难点:解释生活中的现象教学方法:自学教学用具:音叉、录音机教学步骤一、阅读课文请学生阅读课本的第21页-—24页的内容.二、应用问题1:什么是多普勒效应?(由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应.)问题2:能现场做实验吗?请学生讨论发表观点.演示实验1、用音叉在学生耳朵边运动.2、用录音机在教室边放音乐,边运动.问题3:人的耳朵能听到任何频率的声音吗?(不能)问题4:怎样划分呢?(频率低于20Hz的属于次声波,频率高于20000Hz的属于超声波,人耳大约能听到20Hz-—20000Hz的声波.)问题5:次声波有什么用途呢?(次声波的衍射能力强,可以探知几千米以外的核试验.)问题6:超声波有什么用途呢?(声纳、B超等)多普勒效应:⒈多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应,是由多普勒首先发现的。

⒉产生原因:①波源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,而频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数②波源和观察者相对于介质都不动:③波源相对于介质不动,观察者朝向波源运动:观察者在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波源相对于介质不动,观察者背向波源运动:观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减小,即接收到的频率减小④观察者相对于介质不动,波源运动:⒊规律:①波源与观察者相互接近,观察者接收到的频率增大②波源与观察者相互远离,观察者接收到的频率减小⒋实质:波源的频率并没有变化,是观察者接收到的频率发生变化⒌多普勒效应是波动过程共有的特征应用举例:⒈根据声调的变化判断物体的运动方向和快慢:如铁路工人判断火车的运行方向和快慢、战士判断炮弹的飞行⒉测定物体的运动速度:如交警测汽车速度、用光的多普勒效应测天体的速度。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

选修3-4第十二章第7节多普勒效应学案课前预习学案一、预习目标预习课本上的演示实验,从感性上认识一下多普勒效应。

二、预习内容1)蜂鸣器静止,学生听声音有无变化;2)两个学生分别站在教室前后,手中牵一根绳,让发生器在绳上快速运动,其他学生注意听声音有无变化.3)生活中有无类似的现象?学生举例:行驶中的汽车鸣笛;火车鸣笛进站;飞机起飞等4)音调的高低由什么决定?答案:1)静止时,听不到声音的变化;2)发生器靠近时,声音变得尖锐(音调变高);发生器远离时,声音变得低沉(音调变低).3)学生举例:行驶中的汽车鸣笛;火车鸣笛进站;飞机起飞等4)音调的高低由声源频率的决定,频率越高,音调越高。

三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标(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.二、学习过程探究(一)多普勒效应成因分析【问题】(一)多普勒效应是生活中常见的一种现象,在平时我们也观察到了这种现象,那么大家有无想过,为什么会产生多普勒效应,在产生多普勒现象时有无可以遵循的物理规律存在?【问题】(二)在多普勒效应中,观察者感受到声音的频率发生了变化,那么,人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗?答案:声源的频率:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数;观察者的接受到的频率:单位时间接收到的完全波的个数的。

【问题】(三)多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动产生的,那么波源的频率和观察者的频率二者与运动有什么关系?答案:实际的多普勒效应比较复杂,我们只研究最简单的现象,即当波源和观察者在同一条直线上的相对运动时的情况。

【问题】(四)那么在同一条直线上观察者和波源的运动情况可能有哪些?下面我们就通过研究这几种情况下的普勒效应来探究其成因。

学生分组讨论都有捏些情况:观察课件得出结论:1.当波源S和观察者A都相对介质都静止,即二者没有相对运动时:从声波传到观察者计时,假设波源频率为20Hz,即波源每秒发出20个完全波,这20个完全波通过观察者的时间为1S,即观察者每秒接收20个完全波,结论:。

2.当波源S相对介质不动,观察者A相对介质运动时:①波源相对介质不动,观察者靠近波源运动时;情景同前,假设观察者在1s内由A运动到B点,则波源在1s内发出完全波的个数仍为20个不变,但观察者在1s内接收到的完全波的个数增多1个,为21个。

结论:。

②波源相对介质不动,观察者远离波源运动时;如1s观察者从A点运动到C点,波源频率不变,观察者接受到19个完全波,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少。

结论:。

3.观察者A相对介质不动,波源S相对介质运动。

(即实验演示的情景)请学生分析原因。

【课件展示】【实验验证】水波的多普勒效应。

【结论】:。

答案:当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小.【注意】在多普勒效应中,波源的频率是不改变的,只是由于波源和观察者之间有相对运动,观察者感到频率发生了变化.探究(二)多普勒效应的应用【问题】请举出你所知道的生活中有关多普勒效应的应用有哪些?(学生自我解决)1.(定量)根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等.2.测速:例如,交警用的雷达测速仪、用光的多普勒效应测天体的速度、多普勒水流测速仪。

3.彩超:医生向人体内发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化,就能知道血流的速度.这种方法俗称“彩超”,可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变.4.光波的多普勒效应:【视频展示】光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移。

“红移现象”是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。

探究(三)学生思考总结(四)当堂检测1.关于多普勒效应,下列说法正确的是()A.多普勒效应是由于波的干涉引起的B.多普勒效应说明波源的频率发生改变C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D.只有声波可以产生多普勒效应2.当火车进站鸣笛时,我们在车站听到的声调()A.变低B.不变C.变高D.不知声速和火车车速,不能判断3.由于波源和观察者之间有,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应.4.当波源与观察者有相对运动时,如果两者相互接近,观察者接收到的频率将_______波源频率;如果两者远离,观察者接收到的频率将_____被源频率(填“大于”“等于”或“小于”)参考答案1.C 2.C 3.相对运动4大于小于课后练习与提高课时12.5多普勒效应1.通过实验感受多普勒效应。

2.初步定性解释多普勒效应产生的原因。

3.了解生活中常见的多普勒效应现象及其应用。

重点难点:多普勒效应概念及对多普勒效应的理解。

教学建议:本节主要以声波为例介绍多普勒效应,声波的多普勒效应比较常见,易于被学生接受。

教材只对多普勒效应作定性的分析说明,使学生对多普勒效应有初步了解,教学中不宜作过多的理论引申。

多普勒效应在生活中普遍存在,随着科学技术的发展,它的应用日益广泛,如交通管理、医疗检查等。

给学生作些介绍,可以开阔他们的眼界。

导入新课:在日常生活中,我们都会有这样的经历,当一列鸣着汽笛的火车驶来时,会发现火车汽笛的音调变高;而当火车逐渐远离时,会发现火车汽笛的音调变低。

为什么会发生这种现象呢?1.多普勒效应奥地利物理学家多普勒发现,波源和观察者互相①靠近或互相②远离时,接收到的波的频率都发生变化。

这种现象叫作多普勒效应。

2.产生原因当波源与观察者相对静止时,接收的频率③等于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相靠近时,接收的频率④大于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相远离时,接收的频率⑤小于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率。

3.应用交通警车通过分析行进中车辆的反射波频率的⑥变化来确定车辆的速度;通过运动天体与地球某元素发射的光波的⑦频率对照可以确定天体的速度;医生向人体发射频率已知的超声波,通过测定血流反射波的⑧频率变化,就能知道血流速度,检查病变。

1.教材中用蜂鸣器做演示实验时,几米之外的人听到的声音有什么特征?解答:蜂鸣器音调忽高忽低。

2.波源与观察者距离变化时接收到的波的频率发生变化的现象,是谁发现的?解答:奥地利物理学家、数学家和天文学家多普勒。

3.发生多普勒现象时,波源的频率是否变化?解答:波源的频率是不变的。

主题1:多普勒效应问题:(1)我们在剧场听演唱会时,听到的声音频率与声源的频率是不是一致的?(2)我们乘坐火车出行,当我们乘坐的火车鸣笛时,火车静止不动和快速行驶两种状态下,我们听到的笛声频率是不是一样的?当与另一列高速行驶且正鸣笛的火车擦肩而过时,我们听到的笛声频率又是如何的?(3)当波源不动,观察者运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?(4)当观察者不动,波源运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?解答:(1)听到的声音频率与声源的频率是一致的。

(2)听到自己所乘火车笛声的频率始终不变;听到擦肩而过的火车笛声频率是先变高后变低的。

(3)波源不动,观察者靠近波源时,接收到的频率增大;同理,观察者远离波源时,接收到的频率减小。

(4)观察者不动,波源靠近观察者时,接收到的频率增大;同理,波源远离观察者时,接收到的频率减小。

知识链接:多普勒效应发生时,波源的频率没有变化,只是观察者接收到的频率与原先相对静止时不同。

主题2:多普勒效应的应用问题:(1)课本“多普勒效应的模拟实验”示意图中,如果观察者(高个子的人)与队伍同向运动,且他的速度与队伍的速度相同,那么这种情况下他的“过人频率”是多少?这种情况引申到多普勒效应中是怎样一种现象?(2)认真阅读课本,总结一下多普勒效应在实际生活、科技中的应用。

解答:(1)观察者的速度与队伍的速度相同,那么这种情况下不过人,“过人频率”就是零。

把这种情况引申到多普勒效应中其实就是观察者以声音的传播速度沿着声音的传播方向运动,他恰好听不到声音的现象。

(2)多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。

具体应用有以下几个方面。

①车辆测速:交警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波(通常是红外线),同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。

②光谱线的“红移现象”:恒星光谱朝波长较长的红光方向偏移,波长变长,意味着恒星正在离我们远去,红移越大,表明恒星远离地球的速度越快,恒星光谱的红移现象为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。

③医用“彩超”:医生向人体内发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,并测出反射波的频率变化,根据反射波频率变化就能知道血流的速度,这可以用来检查心脏、大脑、眼底血管是否病变。

④铁路工人利用听见的火车笛声判断火车运动情况。

⑤战士根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的运行情况等。

知识链接:波源频率大于观察者接收到的频率时,两者距离在增大;波源频率小于观察者接收到的频率时,两者距离在减小。

1.(考查对多普勒效应的判断)下列应用中没有..应用多普勒效应的是()。

A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向进行中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去【解析】铁路工人将耳朵贴在铁轨上来判断火车的运动情况,是利用声音在铁轨中传播速度大于在空气中的传播速度这一规律,故C没有应用。

【答案】C【点评】应用多普勒效应是指利用接收到的波的频率相对波源的实际频率的变化来分析问题。

2.(考查多普勒效应的概念)以下关于多普勒效应的说法中正确的是()。

A.产生多普勒效应时,波源的振动频率发生变化B.产生多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D.人与波源有相对运动时,接收到的频率一定发生变化【解析】当观察者与波源有相对运动(接近或远离)时,观察者测得的频率有变化,但波源的频率不变。

尽管观察者与波源有相对运动,但只要两者距离不变,此时就不会出现多普勒效应,B选项正确。

相关文档
最新文档