2019-2020年高中物理 第二章2.5 《多普勒效應(yīng)》教案 粵教版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第二章2.5 《多普勒效應(yīng)》教案 粵教版選修3-4 一、 教學(xué)目標(biāo): 1、知識(shí)目標(biāo) (1)知道波源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),知道它是波源與觀察者之間有相對(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。 2、能力目標(biāo): (1)通過(guò)視頻播放、多媒體演示觀察體會(huì),提高生活物理觀察能力和正確表述生活物理現(xiàn)象的能力。 (2)通過(guò)改變波源與觀察者距離變化,培養(yǎng)學(xué)生利用變量控制法分析問(wèn)題的能力。 (3)熟悉和適應(yīng)課堂教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)的環(huán)境。 3、情感目標(biāo): (1)培養(yǎng)合作與分享的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 (2)體驗(yàn)生活物理,激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的熱情。 二、 學(xué)情分析: 本課是高中物理教材第十章第八節(jié)的內(nèi)容,是機(jī)械波形成和傳播、干涉、衍射的后續(xù)內(nèi)容,學(xué)生已經(jīng)具備了聲調(diào)、波速、波長(zhǎng)、頻率、周期等基本概念的相關(guān)知識(shí),懂得機(jī)械波在均勻介質(zhì)中勻速傳播。建議在學(xué)習(xí)新課之前復(fù)習(xí)一下相關(guān)概念. 三、 教學(xué)方法: 結(jié)合多媒體手段進(jìn)行探究式教學(xué)。 四、 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn): 重點(diǎn):波源的頻率和觀察者接收到的頻率的區(qū)別,多普勒效應(yīng)概念的理解。 難點(diǎn):波源的頻率和觀察者接收的頻率不同的原因。 五、 教學(xué)儀器 計(jì)算機(jī)一臺(tái)、投影儀、自制《多普勒效應(yīng)》課件 六、 教學(xué)設(shè)計(jì)思想: 《多普勒效應(yīng)》是繼波的干涉、衍射現(xiàn)象后的又一波動(dòng)過(guò)程共有現(xiàn)象,是高中物理教材中新增內(nèi)容,體現(xiàn)了生活物理的重要性。本節(jié)課力圖貫徹“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念,在課堂教學(xué)模式上有所突破,同時(shí)根據(jù)學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程而致力于教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí),提高基本能力。 首先注意創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,安排了火車、飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的生活物理實(shí)例,讓學(xué)生再次感受生活經(jīng)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,形成良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。 在教學(xué)手段方面充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)的平臺(tái),在實(shí)驗(yàn)圖片的基礎(chǔ)上,以多媒體動(dòng)畫(huà)課件交互地展示波源和觀察者各種情況下運(yùn)動(dòng)而引起觀察者接收頻率不同的過(guò)程,提高觀察和思維訓(xùn)練的效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)利用變量控制法研究問(wèn)題。同時(shí)設(shè)計(jì)一定量的學(xué)生活動(dòng)與合作學(xué)習(xí),使學(xué)生在體驗(yàn)和探究的基礎(chǔ)上得出結(jié)論。 七、 教學(xué)過(guò)程 (一) 引入新課 〔教師〕生活中有物理,物理來(lái)源于生活。 [創(chuàng)設(shè)生活物理情景]播放火車靜止、運(yùn)動(dòng)鳴笛的情境,引導(dǎo)學(xué)生注意聽(tīng)鳴笛聲調(diào)的變化。 [教師]我們站在鐵路旁,火車前方停止不動(dòng),司機(jī)鳴笛,我們聽(tīng)到汽笛聲調(diào)不變;當(dāng)高速行駛的火車?guó)Q笛而來(lái),會(huì)聽(tīng)到汽笛聲調(diào)變得高昂些,當(dāng)火車嗚笛而去時(shí),會(huì)聽(tīng)到汽笛聲調(diào)變得低沉些,請(qǐng)同學(xué)們想一想用機(jī)械波的什么物理量來(lái)描述聲調(diào)變高變低呢? [教師]播放飛機(jī)飛行圖片,引導(dǎo)學(xué)生注意聽(tīng)飛機(jī)飛行聲音的聲調(diào)變化,提出探究問(wèn)題 (1)根據(jù)你聽(tīng)到飛機(jī)1的聲音頻率變化說(shuō)出飛機(jī)與我們距離的變化? (2)比較聽(tīng)到飛機(jī)2、3聲音的頻率變化快慢,請(qǐng)你說(shuō)出哪架飛機(jī)飛得快? [學(xué)生]學(xué)生分組討論,回答問(wèn)題,教師給予肯定評(píng)判。 (1)所聽(tīng)聲音的頻率變大-飛近,頻率變小-飛遠(yuǎn)。 (2)飛機(jī)3比飛機(jī)1飛得快。 (二)新課教學(xué) [教師]生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們聲源(火車、飛機(jī))和觀察者距離變化會(huì)引起觀察者接收頻率變化。 〔板書(shū)〕聲源、觀察者距離變化會(huì)引起觀察者接收頻率變化,為什么? 為了探究這個(gè)問(wèn)題,我們先弄清楚什么是波源頻率和觀察者接收頻率這兩個(gè)概念。 [板書(shū)]一、波源頻率、觀察者接收頻率的區(qū)別 介紹動(dòng)畫(huà)演示界面:波源速度V1、觀察者速度V2,波源發(fā)出完全波個(gè)數(shù)n1,接收完全波個(gè)數(shù)n2,接收靈敏度w,波面距離λ 。 波源頻率f1:波源完成一次全振動(dòng),向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波,頻率表示單位時(shí)間內(nèi)波源完成的全振動(dòng)的次數(shù),即波源頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù); 觀察者接收頻率f2:觀察者接收的頻率等于觀察者在單位時(shí)間的接收完全波的個(gè)數(shù)。 動(dòng)畫(huà)演示1:波源、觀察者相對(duì)介質(zhì)靜止(V1=0、V2=0), 讓學(xué)生1說(shuō)出觀察的數(shù)據(jù)。 ① 波源發(fā)出完全波的個(gè)數(shù)n1, ② 觀察者接收完全波的個(gè)數(shù)n2, ③ 當(dāng)觀察者速度等于波速時(shí),n2=0,接收頻率為零。 [板書(shū)]二、波源、觀察者相對(duì)介質(zhì)不運(yùn)動(dòng) 指導(dǎo)學(xué)生觀察動(dòng)畫(huà)在相等時(shí)間里,波源發(fā)出的完全波個(gè)數(shù)n1和觀察者接收的完全波個(gè)數(shù)n2,按要求填入表格。由演示1可知: 觀察者接收頻率f2=波源頻率f1(原聲原調(diào)) 當(dāng)觀察者在單位時(shí)間里接收的完全波個(gè)數(shù)大于或者小于波源發(fā)出的完全波個(gè)數(shù)時(shí),其接收頻率就會(huì)發(fā)生變化。 拖動(dòng)觀察者靠近或遠(yuǎn)離波源,說(shuō)明觀察者接收完全波個(gè)數(shù)的變化。 [板書(shū)]三、波源相對(duì)介質(zhì)靜止,觀察者運(yùn)動(dòng) a. 觀察者靠近波源: b. 觀察者遠(yuǎn)離波源: 動(dòng)畫(huà)演示2:教師邊演示邊指導(dǎo)學(xué)生邊觀察邊猜測(cè)數(shù)據(jù)的變化,數(shù)據(jù)填入表格,讓學(xué)生2說(shuō)出觀察數(shù)據(jù);提出探究問(wèn)題 (3)觀察者以速度V2靠近波源,比其靜止時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)接收完全波個(gè)數(shù)多還是少?接收頻率變大還是變???觀察者以V2遠(yuǎn)離 波源會(huì)怎樣呢? (4)觀察者以更大的速度V2′靠近波源,在單位時(shí)間內(nèi)接收完全波個(gè)數(shù)更多還是更少?接收到的頻率f2′變得更大還是更??? (5)要使觀察者接收頻率f2不同于波源頻率f1 ,還有其它辦法嗎? [學(xué)生]學(xué)生分組討論,回答問(wèn)題,教師給予肯定評(píng)判。 (3)觀察者靠近波源,在單位時(shí)間里多接收V2/λ完全波數(shù),接收頻率變大;觀察者遠(yuǎn)離波源,在單位時(shí)間里少接收V2/λ完全波數(shù),接收頻率變小。 (4) 更多;更大。 (5)讓觀察者不動(dòng),波源靠近或遠(yuǎn)離;還可以讓觀察者和波源同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)。 [教師]通過(guò)前面學(xué)習(xí)可知波源不動(dòng),當(dāng)觀察者靠近波源時(shí),觀察者接收頻率變大;當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源時(shí),觀察者接收頻率變小。如果讓觀察者不動(dòng),波源靠近觀察者或者遠(yuǎn)離觀察者,是不是也可得到相同的結(jié)論呢? [板書(shū)]四、波源運(yùn)動(dòng),觀察者相對(duì)介質(zhì)靜止 a.波源靠近觀察者 b.波源遠(yuǎn)離觀察者 波源運(yùn)動(dòng)會(huì)引起哪些變化呢?請(qǐng)看一組實(shí)驗(yàn)對(duì)比照片,說(shuō)明波源不動(dòng)時(shí),波面間距不變;波源運(yùn)動(dòng)時(shí),波源前方波面變密,后方變疏,現(xiàn)在用動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)模擬。 動(dòng)畫(huà)演示3:波一經(jīng)從波源發(fā)出,在均勻介質(zhì)中就以球面波的形式傳播,球面波的球心就是發(fā)出該波時(shí)波源所在的位置,波源運(yùn)動(dòng)時(shí),波面的球心運(yùn)動(dòng),所以前方的波面變密,后面的波面變疏。教師邊演示邊指導(dǎo)學(xué)生觀察猜測(cè)數(shù)據(jù)的變化,數(shù)據(jù)填入表格,讓學(xué)生3說(shuō)出觀察數(shù)據(jù);提出探究問(wèn)題 (6)波源靠近觀察者,觀察者在波源的前方,波面變(密/疏),波長(zhǎng)變(小/大),接收的完全波個(gè)數(shù)(增多/減少),接收頻率f2變(大/小)?波源遠(yuǎn)離觀察者情況如何? [學(xué)生]學(xué)生分組討論,回答問(wèn)題,教師給予肯定評(píng)判。 (6)波源靠近觀察者時(shí),經(jīng)過(guò)觀察者的波面變密,波長(zhǎng)變小,接收的完全波個(gè)數(shù)增多,接收頻率f2變大;波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí),經(jīng)過(guò)觀察者的波面變疏,波長(zhǎng)變大,接收的完全波個(gè)數(shù)減少,接收頻率f2變??; (三)學(xué)生歸納與設(shè)計(jì) (1)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)歸納小結(jié) 觀察者接收頻率f2與波源頻率f1關(guān)系 座號(hào) 姓名 相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況 波長(zhǎng)λ (不變、變大、變小) 相等時(shí)間內(nèi) 完全波的波數(shù) 接收頻率f2與波源頻率f1關(guān)系 結(jié)論 (不變、變大、變?。? 接收者n2 波源n1 二者不動(dòng) 二者靠近 波源不動(dòng),觀察者靠近 觀察者不動(dòng),波源靠近 二者遠(yuǎn)離 波源不動(dòng),觀察者遠(yuǎn)離 觀察者不動(dòng),波源遠(yuǎn)離 [教師]投影播放學(xué)生小結(jié),點(diǎn)醒課題。 [板書(shū)]波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng) (2)學(xué)生設(shè)計(jì) 自行設(shè)定波源、觀察者運(yùn)動(dòng)速度,每組按上表中的選定一種情況,通過(guò)課件動(dòng)畫(huà)證明結(jié)論的正確性 (四)多普勒的應(yīng)用 多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征,不僅機(jī)械波,電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。 應(yīng)用1:車輛測(cè)速,交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的電磁波(通常是紅外線),同時(shí)測(cè)量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。 應(yīng)用2:光譜線的“紅移現(xiàn)象”,恒星光譜朝波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光方向偏移,波長(zhǎng)變長(zhǎng),意味著恒星正在離我們遠(yuǎn)去,紅移越大,表明距離越遠(yuǎn)的恒星離開(kāi)地球的越快,恒星光譜的紅移現(xiàn)象為宇宙大爆炸理論提供了有力的證據(jù)。 應(yīng)用3:醫(yī)用“彩超”,醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射已知頻率的超聲波,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,這可以檢查心臟、大腦、眼底血管的病變。 八、 板書(shū)設(shè)計(jì): 多普勒效應(yīng) 聲源、觀察者距離變化會(huì)引起觀察者接收頻率變化,為什么? 一、波源頻率、觀察者接收頻率的區(qū)別 波源頻率f1: 觀察者接收頻率f2: 二、波源、觀察者相對(duì)介質(zhì)不運(yùn)動(dòng) 三、波源相對(duì)介質(zhì)靜止,觀察者運(yùn)動(dòng) a.觀察者靠近波源: b.觀察者遠(yuǎn)離波源: 四、波源運(yùn)動(dòng),觀察者相對(duì)介質(zhì)靜止 a.波源靠近觀察者 b.波源遠(yuǎn)離觀察者 波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng) 五、應(yīng)用: 請(qǐng)同學(xué)們?cè)谏险n過(guò)程中,邊觀察邊填好數(shù)據(jù),寫(xiě)出相關(guān)結(jié)論,課堂結(jié)束時(shí)要投影播放。 觀察者接收頻率f2與波源頻率f1關(guān)系 座號(hào) 姓名 相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況 波長(zhǎng)λ (不變、變大、變小) 相等時(shí)間內(nèi) 完全波的波數(shù) 接收頻率f2與波源頻率f1關(guān)系 結(jié)論 (不變、變大、變?。? 接收者n2 波源n1 二者不動(dòng) 二者靠近 波源不動(dòng),觀察者靠近 觀察者不動(dòng),波源靠近 二者遠(yuǎn)離 波源不動(dòng),觀察者遠(yuǎn)離 觀察者不動(dòng),波源遠(yuǎn)離- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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