第一篇：八、多普勒效應(yīng)·教案示例

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八、多普勒效應(yīng)·教案示例

教學(xué)目的

1．了解多普勒效應(yīng)這種現(xiàn)象．

2．能運用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象． 教具

計算機(jī)模擬． 教學(xué)過程 ●引入新課

我們在前面的討論中，波源和觀察者都是相對介質(zhì)靜止的，波源的頻率和觀察者感覺到的頻率是相同的，若波源或觀察者或它們兩者均相對介質(zhì)運動，則觀察者感覺到的頻率f和波源的真實頻率f一般并不相同，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)．火車入站，笛聲較高，火車出站，笛聲較低，就是這種現(xiàn)象．

●進(jìn)行新課

【板書】

第八節(jié)

多普勒效應(yīng)

一、多普勒效應(yīng)．

為了便于研究，我們可分三種情況來討論多普勒效應(yīng)．設(shè)波速為v，觀察者運動速度為v人，波源運動速度為v源，均以介質(zhì)為參照系．

【板書】

二、多普勒效應(yīng)成因． 【板書】

設(shè)波速 v＝100m/s，波源頻率f＝100 Hz，則周期T＝0.01s，λ＝vT＝1m．在波源，觀察者若相對介質(zhì)靜止時，則在t＝1s里有 100個波傳到觀察者 A位置(因為在一個周期內(nèi)波向前傳一個波長)，觀察者感覺到的頻率與波源頻率相同．

當(dāng)波源不動，觀察者以 v人＝10m/s的速度向波源運動，則在 t＝1s里，觀察者從 A到B位置．(課本圖10－36)感受到的波為：n＝(v＋v人)·t＝(100＋10)×1＝110個，這樣觀察者感受到的頻率(f＇＝110Hz)就比波源的頻率(f＝100Hz)要高．如果觀察者是遠(yuǎn)離波源運動，則在 t＝ 1s里，觀察者從 A到 C位置，感受到的波的個數(shù)為：h＝(v－v人)t＝(100－10)×1＝90個，這樣觀察者感受到的頻率(f＇＝90Hz)就比波源的頻率(f＝100Hz)要低．

同學(xué)們可以思考一下：如果觀察者遠(yuǎn)離波源的運動速度

v人＝100 m/s和v人＞100m/s，那么觀察者感受到的頻率如何？他感覺到波源的位置有無變化？

【板書】

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資料有大小學(xué)習(xí)網(wǎng)收集 004km.cn 設(shè)觀察者在 A位置不動，波源以 v源＝10m/s的速度向觀察者運動，此時相對觀察者來說波速為： v＋v源＝100＋10＝110m/s，因此觀察者在 t＝1s里感受到的波有110個，所以觀察者感受到的頻率(f＇＝110Hz)比波源的頻率(f＝100Hz)要高，課本圖 10－37所示．要注意的是，在波源運動過程中，波速實際上并沒有改變，但在相同的距離中卻多了10個完整的波，這是波在介質(zhì)中被均勻擠壓，使之波長變短了的緣故，如圖 10－26所示．同理，如果波源遠(yuǎn)離觀察者，則觀察者感受到的頻率就會比波源的頻率要低．

【板書】

3．波源、觀察者同時相對介質(zhì)運動．可思考討論一下．(多普勒效應(yīng)將更加明顯)●作業(yè)

復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容． 參考題

1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是：

[

] 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)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的 D．只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)

2．當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時，我們可聽到的聲調(diào)：

[

] A．越來越高 B．不高

C．越來越低沉

D．不知聲速和火車車速，不能判斷

*3．當(dāng)火車駛近時，觀察者覺得它的汽笛的基音比駛?cè)r高一個音(即頻率高到9/8倍)，設(shè)聲速為v＝340m/s，求火車速率．

說明

當(dāng)波源與觀察者有相對運動時，如果二者相互接近，觀察者感覺到的頻率將增大；如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者感覺到的頻率將減?。?/p>

天津市武清區(qū)楊村一中

郎榮福

王維群

*

七、駐

波·教案示例

教學(xué)目的

1．知道駐波現(xiàn)象及什么是波節(jié)、波腹，駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象．

2．理解駐波的形成過程，理解駐波與行波的區(qū)別，理解空氣柱共鳴的條件．

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資料有大小學(xué)習(xí)網(wǎng)收集 004km.cn 教具

駐波演示儀、投影儀、水槽、音叉、玻璃管． 教學(xué)過程 ●引入新課

一列波在向前傳播的途中遇到障礙物或者兩種介質(zhì)的分界面時，會發(fā)生反射，如果反射波和原來向前傳播的波相互疊加，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？

●進(jìn)行新課

【板書】

*第七節(jié)

駐波

一、駐波

【演示】如課本圖10－31所示，把弦線的一端A固定在電磁打點計時器的振針上，另一端跨過定滑輪拴一個砝碼盤，盤上放砝碼，將弦線拉平．在靠近定滑輪的B處，用一個尖劈把弦線支起來．接通電磁打點計時器的電源，振針振動時，有一列波向定滑輪的一側(cè)傳播，并在B處發(fā)生反射．改變尖劈的位置，來調(diào)節(jié)AB的長度，當(dāng)尖劈調(diào)到某適當(dāng)位置時，可以看到，弦線會分段振動起來．

仔細(xì)觀察這時弦線振動情況(課本10－32)，可以看到：

【板書】

1．波節(jié)——弦線上有些點始終是靜止不動的，這些點叫做波節(jié)． 波腹——在波節(jié)和波節(jié)之間的那段弦線上，各質(zhì)點以相同的頻率、相同的步調(diào)振動，但振幅不同，振幅最大的那些點叫做波腹．

在相鄰的兩段弦線上，質(zhì)點的振動方向是相反的．相鄰的兩個波節(jié)(或波腹)之間的距離等于半個波長，即等于λ/2．

【板書】

2．駐波——波形雖然隨時間而改變，但是不向任何方向移動，這種現(xiàn)象叫做駐波．

行波——駐波跟前面講過的波形向前傳播的那種波顯然是不同的，相對于駐波來說波形向前傳播的那種波叫行波．

【板書】

3．兩列沿相反方向傳播的振幅相同、頻率相同的波疊加，形成駐波．

【板書】

4．振幅相同、頻率相同波的疊加．課本10－33中用虛線表示兩列沿相反方向傳播的振幅相同、頻率相同波的疊加，用實線表示這兩列波疊加后形成的合成波．圖中畫出了每隔T/8周期波形的變化情況．由圖可以看出，合成波在波節(jié)的位置(圖中的“·”表示)，位移始終為零．在兩波節(jié)之間，各質(zhì)點以相同的步調(diào)在振動，兩波節(jié)之間的中點振幅最大，就是波腹(圖中用“＋”表示)．

由此可知，駐波有如下特點：

【板書】

5．駐波——特殊的干涉現(xiàn)象

駐波也是一種波的干涉現(xiàn)象，但是一種特殊的干涉現(xiàn)象．其特殊性表現(xiàn)在兩個方面：

【板書】

6．波源特殊

駐波是由頻率相同，振幅相同，振動方向相同，而傳播方向相反的兩列波疊加而成的．

【板書】

7．波形特殊

波形雖然隨時間而改變，但是不向任何方向移動，相鄰兩波節(jié)間質(zhì)點運動方向一致，但振幅不同，波節(jié)兩側(cè)的質(zhì)點振動方向總是相反．

從上述弦線上駐波的形成來看，可以認(rèn)為駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象．從駐波的振動情況來看，可以認(rèn)為駐波是組成弦線的無數(shù)有相互聯(lián)系的質(zhì)點的一種振動模式．實際上，只要設(shè)法激起弦線的振動(彈、拉、打擊等)，就能在弦線上產(chǎn)生駐

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資料有大小學(xué)習(xí)網(wǎng)收集 004km.cn 波，并在周圍空氣中發(fā)出聲波，這就是弦樂器發(fā)聲的原理．管樂器是否是這樣呢？

【演示】在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管，管口上方放一個正在發(fā)聲的音叉，慢慢向上提起玻璃管，當(dāng)管內(nèi)空氣柱達(dá)到一定長度時，可以聽到空氣柱發(fā)出較強(qiáng)的聲音

這時，從音叉發(fā)出并進(jìn)入玻璃管的聲波和經(jīng)水面反射回來的反射波相互疊加，在空氣柱內(nèi)產(chǎn)生駐波，玻璃管開口處為波腹，水面處為波節(jié)，空氣柱的長度

l＝λ/

4、l＝3λ/

4、l＝5λ/4時．課本圖10－34(乙、丙、丁)，都會產(chǎn)生駐波．

【板書】

8．空氣柱產(chǎn)生駐波條件l＝(2n＋1)/4(n＝0，1，2，3??)空氣柱內(nèi)的駐波可看作空氣柱的一種振動模式，所以上述現(xiàn)象可看作音叉和空氣柱發(fā)生了共鳴．實際上，只要設(shè)法激起空氣柱的振動(如吹奏)，就能使空氣柱產(chǎn)生駐波，并在周圍空氣中發(fā)出聲波，這就是管樂器發(fā)聲的原理．

在上述實驗中，如果測出空氣柱的長度l，就可以測出聲波的波長λ．如果已知音叉的頻率f，還可測出聲波的速度 v＝λf．

【例】一玻璃管堅直插入一水槽中，在玻璃管上端有一發(fā)聲音叉，頻率為200Hz，上下移動玻璃管，測到相鄰兩次共鳴時管中空氣柱的長度差為34 cm，如課本圖 10－34所示，試求聲速．

分析與解：由于玻璃管中的空氣要產(chǎn)生共鳴，空氣柱長L等于λ/4的奇數(shù)倍，因此相鄰兩次共鳴的空氣柱長度差：△L＝λ/2 根據(jù)： △L＝λ/2＝34cm 所以：λ＝68cm＝0.68m 又：v＝λ/T＝λf＝0.68×500＝340 m/s ●鞏固練習(xí)

(1)對著一只空罐子唱歌，當(dāng)唱到某一單調(diào)(即某一頻率)時，聲音會特別響亮，同時罐子會發(fā)生振動，這是什么緣故？

(2)課本圖 10－34甲所示的情景中，如果音叉的頻率是 400Hz，管在水面上的部分至少為多長時，管內(nèi)空氣柱會產(chǎn)生共鳴？(設(shè)這時空氣中的聲速為 340 m/s)●作業(yè)

1．復(fù)習(xí)本節(jié)課文．

2．課本練習(xí)五第(1)、(2)題． 參考題

(1)駐波的說法正確的是：

[

] A．兩列向相反方向傳播的波疊加就一定會產(chǎn)生駐波

B．在駐波中有些質(zhì)點始終靜止不動；相鄰的兩個這樣的質(zhì)點的距離相距半個波長

C．駐波各質(zhì)點都有相同的振幅 D．駐波中各質(zhì)點的振動頻率相同(2)說法正確的是：

[

] A．波節(jié)處質(zhì)點始終靜止 B．波腹處質(zhì)點的振幅最大

C．波腹處質(zhì)點的位移有時可能為零

D．相鄰的兩個波節(jié)之間的距離為一個波長

(3)如圖10－23所示，在弦上的A、B兩點間形成了如圖所示的駐波，且兩點間距離7.5m，則波長為：

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A．1m B．1.5m C．3m

D．4m(4)弦ab之間某時刻形成的駐波如圖10－24所示，那么經(jīng)過半個周期后波形應(yīng)是下圖中的哪一個？

[

]

[

]

(5)駐波與行波的區(qū)別是

[

] A．駐波中的質(zhì)點振動形式不向外傳播，而行波的波形則外傳播 B．行波在傳播過程中，質(zhì)點沿波前進(jìn)的方向移動，而駐波不同 C．行波向外傳播能量，而駐波不向外傳播能量

D．在形成駐波的區(qū)域內(nèi)，存在著所有質(zhì)點位移都為零的時刻，而行波在傳播過程中不存在這樣的時刻．

(6)如圖10－25所示，在玻璃管的上端有振動頻率未知的音叉，現(xiàn)使音叉發(fā)聲，并將玻璃管上提，當(dāng)玻璃管口離水面距離為17cm，則剛好能聽到空氣柱共鳴(已知聲音在空氣中傳播速度 v＝340 m/s)，則音叉的頻率為：

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A．200 Hz B．1000 Hz C．500 Hz

D．100 Hz 說明

駐波與行波的區(qū)別

1．物理意義不同：駐波是兩列波的特殊干涉現(xiàn)象，行波是一列波在介質(zhì)中的傳播．

2．質(zhì)點振動不同：相鄰波節(jié)間質(zhì)點運動方向一致．波節(jié)兩側(cè)質(zhì)點振動方向總相反．

3．波形不同：波形向前傳播的是行波，波形不向任何方向傳播的是駐波．

天津市武清區(qū)楊村一中

郎榮福

[

]

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第二篇：“多普勒效應(yīng)”探究性教學(xué)設(shè)計

安徽省阜陽市第三中學(xué) 谷春生

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。筆者在教學(xué)實踐過程中不斷學(xué)習(xí)，努力拓寬自己的知識面，挖掘出教材中所蘊(yùn)含的探究性因素，精心設(shè)計相應(yīng)的探究性課題，把學(xué)生置于開放、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中，確立學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，增強(qiáng)學(xué)生的獨立思考能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。下面筆者以“多普勒效應(yīng)”一節(jié)為例，談?wù)勛约涸谶@方面的做法。

一、探究性學(xué)習(xí)的前期準(zhǔn)備

先簡單介紹多普勒效應(yīng)源于1842年奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時，聽到火車汽笛聲音調(diào)變化的偶然發(fā)現(xiàn)，啟迪學(xué)生應(yīng)留意生活中的物理知識，或許偉大的發(fā)現(xiàn)就在自己身邊，從而激發(fā)學(xué)生探索的興趣。然后讓學(xué)生預(yù)習(xí)并自學(xué)本節(jié)的知識，使學(xué)生對該節(jié)物理知識具有一定的認(rèn)識，同時介紹一課外小制作，完成探究性活動的準(zhǔn)備工作。

[小制作]：叫蟬──民間玩具。

叫蟬是一種用竹木制作的民間玩具，由鳴蟬（發(fā)音體）、細(xì)線和甩棒構(gòu)成（如圖1所示）。轉(zhuǎn)動甩棒，使細(xì)線帶動鳴蟬做圓周運動，此時將會聽到音調(diào)起伏變化的鳴叫聲（類似蟬鳴）。而且叫蟬分別沿順時針、逆時針或低速和高速旋轉(zhuǎn)時均能發(fā)出不同的蟬鳴聲。

[制作方法]：取一小竹筒，用燒紅的細(xì)鐵釘在竹筒的底部戳穿一小孔，讓一細(xì)線穿孔系牢。再取一根筷子，在其粗端用刀刻一凹槽，在槽中熔入少許松香，細(xì)線的另一端套在凹槽中可以自由轉(zhuǎn)動。用萬能膠粘一對透明薄絹作為翅膀，稍加修飾，便制成一叫蟬。轉(zhuǎn)動筷子，使叫蟬繞筷子旋轉(zhuǎn)，此時叫蟬就能發(fā)出音調(diào)起伏的鳴叫聲。

[原因解釋]：聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的。叫蟬是由蟬體（空腔）、空腔底膜和細(xì)線組成。甩棒使叫蟬做圓周運動時，細(xì)線被拉緊，細(xì)線的一端在棒上的凹槽中轉(zhuǎn)動，由于有松香細(xì)末的參與，加大了細(xì)線與棒的摩擦，從而通過細(xì)線使得竹筒底膜發(fā)生振動，膜的振動又推動竹制空腔的空氣產(chǎn)生共鳴，便聽到了聲音。

布置學(xué)生課外自己制作“叫蟬”，啟迪學(xué)生能不能通過設(shè)計方案來探究多普勒效應(yīng)呢？

二、探究性學(xué)習(xí)實施過程

學(xué)生制作完成后，教師帶著學(xué)生列隊到學(xué)校操場完成探究性學(xué)習(xí)。讓學(xué)生先旋轉(zhuǎn)自己制作的叫蟬，使其發(fā)出“知知??”的聲音。對于不發(fā)聲的叫蟬，教師指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)，并讓學(xué)生匯報自己的探索設(shè)計方案。然后，確定探究方案（學(xué)生興奮不已）。

將學(xué)生分成10組，選出叫聲較響的10個叫蟬做實驗。指導(dǎo)學(xué)生完成以下問題探究，研究在哪些條件下會發(fā)生多普勒效應(yīng)？（或者讓學(xué)生做實驗并設(shè)計方案自主探索研究。）第一種情況：一人在水平面內(nèi)勻速率快速旋轉(zhuǎn)細(xì)線（如圖1所示），使叫蟬發(fā)聲，該組的其他同學(xué)站在原地仔細(xì)聽，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。

第二種情況：一人在水平面內(nèi)勻速快速旋轉(zhuǎn)細(xì)線（如圖1所示），使叫蟬發(fā)聲，該組的其他同學(xué)靠近或遠(yuǎn)離叫蟬，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。效果比第一種情況更明顯。

第三種情況：一人在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)細(xì)線，使聲源（叫蟬）繞著人做勻速圓周運動，此人在轉(zhuǎn)動軸心處傾聽，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。

第四種情況：學(xué)生甲在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)較長的細(xì)線，使叫蟬做勻速率圓周運動，另一學(xué)生乙隨著叫蟬一起運動，學(xué)生乙、叫蟬和圓心始終三點共線（如圖2所示），判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。

第五種情況：讓每組學(xué)生拿出事先帶來的小錄音機(jī)，并用粉筆在操場上畫出標(biāo)準(zhǔn)圓圈，錄音機(jī)的喇叭口放在圓心處，使其口朝上放出某一音調(diào)的音，每個學(xué)生沿著圓圈做圓周運動，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：無。

每組學(xué)生都積極主動地進(jìn)行實驗，仔細(xì)感知、分析，沉浸在探究的愉悅之中，在身心愉快中進(jìn)行學(xué)習(xí)。等幾組實驗都完成后，分別讓他們匯報探究結(jié)果，從而可以培養(yǎng)學(xué)生的信息收集處理能力、語言交流表達(dá)能力、團(tuán)隊協(xié)調(diào)合作能力，等等。最后，下課鈴響以后，學(xué)生們依依不舍地離開了操場。

為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？讓我們一起來仔細(xì)探討其中的原因：

設(shè)觀察者相對于均勻介質(zhì)不動，而波源相對于均勻介質(zhì)運動（就像我們站在鐵道旁聽駛來和駛?cè)サ幕疖嚨钠崖暎?，這時波源發(fā)出的波的波面如圖3所示。當(dāng)波源向右運動時，觀察者不動，波源由位置S1運動到位置S2，波源右方的波面變得密集，波長變短，左方的波面變得稀疏，波長變長，但波在介質(zhì)中的傳播速度并沒有改變。觀察者在波源右側(cè)時，在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，觀測頻率增大，音調(diào)變高；同理，觀察者在波源左側(cè)時，其觀測頻率減小，音調(diào)變低。

對于上述學(xué)生分組實驗的幾種情況，我們也可以形象地畫出其波面來進(jìn)行分析：

第一種情況：當(dāng)觀測者站著不動時，叫蟬轉(zhuǎn)過去，屬于遠(yuǎn)離觀測者，形成的波面如圖4所示的波面A，觀察者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，觀測頻率小于波源頻率，故音調(diào)變低；叫蟬轉(zhuǎn)過來屬于靠近觀測者，所形成的波面如圖4所示的波面Ｂ，觀察者所感知的觀測頻率大于波源頻率，故音調(diào)變高。

第二種情況也是如此，只不過觀測者還在做靠近或遠(yuǎn)離波源運動，觀測者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)更多或更少，效果更為明顯。

第三種情況：當(dāng)波源（叫蟬）繞著圓心O（或人）做勻速率圓周運動時，沿圓周的法向波面發(fā)生了變化（如圖5所示），使人耳單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生了變化，故音調(diào)發(fā)生了變化。在這種情況下，波源與觀察者之間既沒有靠近、也沒有遠(yuǎn)離，卻發(fā)生了多普勒效應(yīng)。

第四種情況：人隨著叫蟬沿圓周的切向一起前進(jìn)，勻速率旋轉(zhuǎn)的叫蟬所形成的波面如圖6所示。在圓的法線方向，人始終與波源S的間距不變（人、叫蟬和圓心始終三點共線），沿圓的法線方向波面發(fā)生了變化，故人單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生了變化，即發(fā)生了多普勒效應(yīng)。這又是一種人與波源既沒有靠近，也沒有遠(yuǎn)離，但能發(fā)生多普勒效應(yīng)的實例。

第五種情況：如圖7所示，以波源為圓心，波在均勻介質(zhì)中向四面八方均勻傳播，人在其中的一個波面上繞著波源做圓周運動，人耳單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)并沒有改變，故不會發(fā)生多普勒效應(yīng)。雖然人與波源之間發(fā)生了相對運動，但觀測頻率沒有變化，所以不會發(fā)生多普勒效應(yīng)。

三、探究性學(xué)習(xí)成果是對課本知識的創(chuàng)新

拓展該探究性實驗拓寬了學(xué)生的思路，啟迪了學(xué)生的創(chuàng)新思維。教材中只描述波源與觀察者相對運動中的相互靠近或遠(yuǎn)離會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。通過探究性學(xué)習(xí)，同學(xué)們提出了一些新的觀點：波源和觀察者即使有靠近或遠(yuǎn)離，也會有多普勒效應(yīng)發(fā)生，如第三、四種情況；即使沒有相對運動，也不一定有多普勒效應(yīng)發(fā)生，如第五種情況。所以教科書最好略作修改，適當(dāng)?shù)卦黾右恍┒ㄐ蕴接懙钠渌麑嵗载S富學(xué)生對多普勒效應(yīng)的認(rèn)識深度。

四、探究性學(xué)習(xí)能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，使他們提出一些新的問題

學(xué)生通過實驗探究，興趣大增，思維的閘門打開，提出一系列新的問題：

例1 小時候捕捉到的真蟬，握在手中，旋轉(zhuǎn)手臂，聽到音調(diào)發(fā)生變化的蟬鳴，是否屬于多普勒效應(yīng)？

分析 蟬靠腹部的振動片振動發(fā)聲，一般振動頻率是一定的，即叫聲頻率不變。當(dāng)用手在水平面內(nèi)搖動它時，觀測頻率發(fā)生了變化，屬于多普勒效應(yīng)。

例2 人耳聽到警車發(fā)出的警笛聲是否屬于多普勒效應(yīng)？分析 老式警車的報警系統(tǒng)是一個可以繞軸旋轉(zhuǎn)的喇叭，置于汽車頂蓋上，喇叭口朝前。當(dāng)報警時，該喇叭口沿水平面繞自身的軸旋轉(zhuǎn)（如圖8所示）。隨著警車的開動，使人們感知的觀測頻率發(fā)生改變，音調(diào)發(fā)生變化，故屬于多普勒效應(yīng)。

新式警車是什么樣的呢？讓學(xué)生開展社會實踐活動，走訪公安部門，寫一篇探究性社會實踐報告。如果是，分析原因；如果不是，也要分析原因。

沒有探究就沒有科學(xué)。如果學(xué)生初次接觸探究性課題，探究性學(xué)習(xí)可以在教師指導(dǎo)下進(jìn)行；如果學(xué)生多次開展過探究性活動，探究性學(xué)習(xí)可由學(xué)生自己設(shè)計完成，以便更好地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維?？傊處熢诮虒W(xué)過程中要盡最大可能給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機(jī)會，讓學(xué)生通過社會調(diào)查、查閱文獻(xiàn)進(jìn)行自主思維、動手實驗等，體驗探究過程的曲折和樂趣，發(fā)展自身的科學(xué)探究的能力。

蓮山課件

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第三篇：“多普勒效應(yīng)”探究性教學(xué)設(shè)計

“多普勒效應(yīng)”探究性教學(xué)設(shè)計

“多普勒效應(yīng)”探究性--安徽省阜陽市第三中學(xué) 谷春生新程標(biāo)準(zhǔn)指出，高中物理程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。筆者在教學(xué)實踐過程中不斷學(xué)習(xí)，努力拓寬自己的知識面，挖掘出教材中所蘊(yùn)含的探究性因素，精心設(shè)計相應(yīng)的探究性題，把學(xué)生置于開放、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中，確立學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，增強(qiáng)學(xué)生的獨立思考能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。下面筆者以“多普勒效應(yīng)”一節(jié)為例，談?wù)勛约涸谶@方面的做法。

一、探究性學(xué)習(xí)的前期準(zhǔn)備

先簡單介紹多普勒效應(yīng)源于1842年奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時，聽到火車汽笛聲音調(diào)變化的偶然發(fā)現(xiàn)，啟迪學(xué)生應(yīng)留意生活中的物理知識，或許偉大的發(fā)現(xiàn)就在自己身邊，從而激發(fā)學(xué)生探索的興趣。然后讓學(xué)生預(yù)習(xí)并自學(xué)本節(jié)的知識，使學(xué)生對該節(jié)物理知識具有一定的認(rèn)識，同時介紹一外小制作，完成探究性活動的準(zhǔn)備工作。[小制作]：叫蟬──民間玩具。

叫蟬是一種用竹木制作的民間玩具，由鳴蟬（發(fā)音體）、細(xì)線和甩棒構(gòu)成（如圖1所示）。轉(zhuǎn)動甩棒，使細(xì)線帶動鳴蟬做圓周運動，此時將會聽到音調(diào)起伏變化的鳴叫聲（類似蟬鳴）。而且叫蟬分別沿順時針、逆時針或低速和高速旋轉(zhuǎn)時均能發(fā)出不同的蟬鳴聲。

[制作方法]：取一小竹筒，用燒紅的細(xì)鐵釘在竹筒的底部戳穿一小孔，讓一細(xì)線穿孔系牢。再取一根筷子，在其粗端用刀刻一凹槽，在槽中熔入少許松香，細(xì)線的另一端套在凹槽中可以自由轉(zhuǎn)動。用萬能膠粘一對透明薄絹作為翅膀，稍加修飾，便制成一叫蟬。轉(zhuǎn)動筷子，使叫蟬繞筷子旋轉(zhuǎn)，此時叫蟬就能發(fā)出音調(diào)起伏的鳴叫聲。

[原因解釋]：聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的。叫蟬是由蟬體（空腔）、空腔底膜和細(xì)線組成。甩棒使叫蟬做圓周運動時，細(xì)線被拉緊，細(xì)線的一端在棒上的凹槽中轉(zhuǎn)動，由于有松香細(xì)末的參與，加大了細(xì)線與棒的摩擦，從而通過細(xì)線使得竹筒底膜發(fā)生振動，膜的振動又推動竹制空腔的空氣產(chǎn)生共鳴，便聽到了聲音。

布置學(xué)生外自己制作“叫蟬”，啟迪學(xué)生能不能通過設(shè)計方案來探究多普勒效應(yīng)呢？

二、探究性學(xué)習(xí)實施過程

學(xué)生制作完成后，教師帶著學(xué)生列隊到學(xué)校操場完成探究性學(xué)習(xí)。讓學(xué)生先旋轉(zhuǎn)自己制作的叫蟬，使其發(fā)出“知知??”的聲音。對于不發(fā)聲的叫蟬，教師指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)，并讓學(xué)生匯報自己的探索設(shè)計方案。然后，確定探究方案（學(xué)生興奮不已）。

將學(xué)生分成10組，選出叫聲較響的10個叫蟬做實驗。指導(dǎo)學(xué)生完成以下問題探究，研究在哪些條下會發(fā)生多普勒效應(yīng)？（或者讓學(xué)生做實驗并設(shè)計方案自主探索研究。）第一種情況：一人在水平面內(nèi)勻速率快速旋轉(zhuǎn)細(xì)線（如圖1所示），使叫蟬發(fā)聲，該組的其他同學(xué)站在原地仔細(xì)聽，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。

第二種情況：一人在水平面內(nèi)勻速快速旋轉(zhuǎn)細(xì)線（如圖1所示），使叫蟬發(fā)聲，該組的其他同學(xué)靠近或遠(yuǎn)離叫蟬，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。效果比第一種情況更明顯。

第三種情況：一人在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)細(xì)線，使聲源（叫蟬）繞著人做勻速圓周運動，此人在轉(zhuǎn)動軸心處傾聽，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。

第四種情況：學(xué)生甲在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)較長的細(xì)線，使叫蟬做勻速率圓周運動，另一學(xué)生乙隨著叫蟬一起運動，學(xué)生乙、叫蟬和圓心始終三點共線（如圖2所示），判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：有。第五種情況：讓每組學(xué)生拿出事先帶來的小錄音機(jī)，并用粉筆在操場上畫出標(biāo)準(zhǔn)圓圈，錄音機(jī)的喇叭口放在圓心處，使其口朝上放出某一音調(diào)的音，每個學(xué)生沿著圓圈做圓周運動，判斷音調(diào)是否變化，是否有多普勒效應(yīng)發(fā)生？探究后，學(xué)生回答：無。

每組學(xué)生都積極主動地進(jìn)行實驗，仔細(xì)感知、分析，沉浸在探究的愉悅之中，在身心愉快中進(jìn)行學(xué)習(xí)。等幾組實驗都完成后，分別讓他們匯報探究結(jié)果，從而可以培養(yǎng)學(xué)生的信息收集處理能力、語言交流表達(dá)能力、團(tuán)隊協(xié)調(diào)合作能力，等等。最后，下鈴響以后，學(xué)生們依依不舍地離開了操場。為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？讓我們一起來仔細(xì)探討其中的原因：

設(shè)觀察者相對于均勻介質(zhì)不動，而波源相對于均勻介質(zhì)運動（就像我們站在鐵道旁聽駛來和駛?cè)サ幕疖嚨钠崖暎@時波源發(fā)出的波的波面如圖3所示。當(dāng)波源向右運動時，觀察者不動，波源由位置S1運動到位置S2，波源右方的波面變得密集，波長變短，左方的波面變得稀疏，波長變長，但波在介質(zhì)中的傳播速度并沒有改變。觀察者在波源右側(cè)時，在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，觀測頻率增大，音調(diào)變高；同理，觀察者在波源左側(cè)時，其觀測頻率減小，音調(diào)變低。

對于上述學(xué)生分組實驗的幾種情況，我們也可以形象地畫出其波面來進(jìn)行分析：

第一種情況：當(dāng)觀測者站著不動時，叫蟬轉(zhuǎn)過去，屬于遠(yuǎn)離觀測者，形成的波面如圖4所示的波面A，觀察者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，觀測頻率小于波源頻率，故音調(diào)變低；叫蟬轉(zhuǎn)過來屬于靠近觀測者，所形成的波面如圖4所示的波面Ｂ，觀察者所感知的觀測頻率大于波源頻率，故音調(diào)變高。

第二種情況也是如此，只不過觀測者還在做靠近或遠(yuǎn)離波源運動，觀測者單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)更多或更少，效果更為明顯。

第三種情況：當(dāng)波源（叫蟬）繞著圓心（或人）做勻速率圓周運動時，沿圓周的法向波面發(fā)生了變化（如圖所示），使人耳單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生了變化，故音調(diào)發(fā)生了變化。在這種情況下，波源與觀察者之間既沒有靠近、也沒有遠(yuǎn)離，卻發(fā)生了多普勒效應(yīng)。

第四種情況：人隨著叫蟬沿圓周的切向一起前進(jìn)，勻速率旋轉(zhuǎn)的叫蟬所形成的波面如圖6所示。在圓的法線方向，人始終與波源S的間距不變（人、叫蟬和圓心始終三點共線），沿圓的法線方向波面發(fā)生了變化，故人單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生了變化，即發(fā)生了多普勒效應(yīng)。這又是一種人與波源既沒有靠近，也沒有遠(yuǎn)離，但能發(fā)生多普勒效應(yīng)的實例。

第五種情況：如圖7所示，以波源為圓心，波在均勻介質(zhì)中向四面八方均勻傳播，人在其中的一個波面上繞著波源做圓周運動，人耳單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)并沒有改變，故不會發(fā)生多普勒效應(yīng)。雖然人與波源之間發(fā)生了相對運動，但觀測頻率沒有變化，所以不會發(fā)生多普勒效應(yīng)。

三、探究性學(xué)習(xí)成果是對本知識的創(chuàng)新

拓展該探究性實驗拓寬了學(xué)生的思路，啟迪了學(xué)生的創(chuàng)新思維。教材中只描述波源與觀察者相對運動中的相互靠近或遠(yuǎn)離會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。通過探究性學(xué)習(xí)，同學(xué)們提出了一些新的觀點：波源和觀察者即使有靠近或遠(yuǎn)離，也會有多普勒效應(yīng)發(fā)生，如第三、四種情況；即使沒有相對運動，也不一定有多普勒效應(yīng)發(fā)生，如第五種情況。所以教科書最好略作修改，適當(dāng)?shù)卦黾右恍┒ㄐ蕴接懙钠渌麑嵗?，以豐富學(xué)生對多普勒效應(yīng)的認(rèn)識深度。

四、探究性學(xué)習(xí)能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，使他們提出一些新的問題

學(xué)生通過實驗探究，興趣大增，思維的閘門打開，提出一系列新的問題： 例1 小時候捕捉到的真蟬，握在手中，旋轉(zhuǎn)手臂，聽到音調(diào)發(fā)生變化的蟬鳴，是否屬于多普勒效應(yīng)？

分析 蟬靠腹部的振動片振動發(fā)聲，一般振動頻率是一定的，即叫聲頻率不變。當(dāng)用手在水平面內(nèi)搖動它時，觀測頻率發(fā)生了變化，屬于多普勒效應(yīng)。

例2 人耳聽到警車發(fā)出的警笛聲是否屬于多普勒效應(yīng)？分析 老式警車的報警系統(tǒng)是一個可以繞軸旋轉(zhuǎn)的喇叭，置于汽車頂蓋上，喇叭口朝前。當(dāng)報警時，該喇叭口沿水平面繞自身的軸旋轉(zhuǎn)（如圖8所示）。隨著警車的開動，使人們感知的觀測頻率發(fā)生改變，音調(diào)發(fā)生變化，故屬于多普勒效應(yīng)。新式警車是什么樣的呢？讓學(xué)生開展社會實踐活動，走訪公安部門，寫一篇探究性社會實踐報告。如果是，分析原因；如果不是，也要分析原因。

沒有探究就沒有科學(xué)。如果學(xué)生初次接觸探究性題，探究性學(xué)習(xí)可以在教師指導(dǎo)下進(jìn)行；如果學(xué)生多次開展過探究性活動，探究性學(xué)習(xí)可由學(xué)生自己設(shè)計完成，以便更好地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維?？傊?，教師在教學(xué)過程中要盡最大可能給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機(jī)會，讓學(xué)生通過社會調(diào)查、查閱文獻(xiàn)進(jìn)行自主思維、動手實驗等，體驗探究過程的曲折和樂趣，發(fā)展自身的科學(xué)探究的能力。

第四篇：高一物理多普勒效應(yīng)說課稿

高一物理多普勒效應(yīng)說課稿

一、教材分析：

1、教材的地位

《多普勒效應(yīng)》是在學(xué)習(xí)了波的有關(guān)知識后編排的，這種效應(yīng)是一種常見的現(xiàn)象。通過對多普勒效應(yīng)的初步研究，既是對波動知識的鞏固、深化和提高，使學(xué)生對波動的認(rèn)識更豐滿更深入些;同時也初步培養(yǎng)了學(xué)生探索科學(xué)能力，并了解多普勒效應(yīng)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，開拓學(xué)生眼界，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

《多普勒效應(yīng)》一節(jié)是基礎(chǔ)教育課程改革在機(jī)械波部分的擴(kuò)展內(nèi)容。體現(xiàn)課程改革精神，加強(qiáng)了與近代物理的銜接;體現(xiàn)了物理學(xué)與技術(shù)和社會的聯(lián)系。

2、教材的編排

①編者從人們熟悉的火車運動時，汽笛聲會發(fā)生變化而引出課題，提出探究問題。

②以聲波為例結(jié)合示意圖，重點說明波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別，提供探究的依據(jù)。

③定性分析波源與觀察者有相對運動時，觀察者所接收到的頻率變化原因，給出探究過程，突出重點內(nèi)容。

④說明除聲波外的其它機(jī)械波、電磁波、光波均會發(fā)生多普勒效應(yīng)，使學(xué)生完整理解多普勒效應(yīng)。

⑤介紹多普勒效應(yīng)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，加強(qiáng)對多普勒效應(yīng)的理解。

教材這一結(jié)構(gòu)(提出問題→探究問題→總結(jié)結(jié)論)體現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)的一般方法，符合課程改革的要求。

3、教學(xué)目標(biāo)：

(1)知識目標(biāo)：

a、知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別；

b、知道什么是多普勒效應(yīng)，知道它是在波源和觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象。

c、了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。

(2)能力目標(biāo)：通過區(qū)別波源的頻率與觀察者接收到的頻率，培養(yǎng)學(xué)生利用物理模型分析和解決問題的能力。

(3)德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生形成尊重事實、探索真理的科學(xué)態(tài)度。

(4)情感目標(biāo)：讓學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，培養(yǎng)學(xué)生終身的探索興趣。

4、教學(xué)重點：多普勒效應(yīng)的理解。

5、教學(xué)難點：波源與觀察者發(fā)生相對運動時，觀察者接收到的頻率變化的分析

6、教學(xué)關(guān)鍵：通過輔助教學(xué)手段幫助學(xué)生理解波源頻率與觀察者接收到頻率的不同。

二、教法與學(xué)法

1、學(xué)法指導(dǎo)

高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣已發(fā)生轉(zhuǎn)化，他們的思維已從形象思維向抽象思維過渡，具備一定的探索能力，不再滿足于對物理現(xiàn)象的感知，對現(xiàn)象產(chǎn)生原因有較強(qiáng)的求知欲。因此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)法如下：

(1)學(xué)前將學(xué)生分組，分別到汽車站、火車站、馬路邊，觀察體驗所聽到喇叭聲、汽笛聲有何變化，規(guī)律如何?并帶領(lǐng)一些學(xué)生實地考察并錄音。

(2)課堂上，將各組觀察結(jié)果進(jìn)行陳述，猜想產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，設(shè)計實驗予以排除及驗證，并進(jìn)行分析。

(3)課后完成物理小論文《多普勒效應(yīng)知多少》

2、教法分析

本節(jié)以聲波為例介紹多普勒效應(yīng)，它比較常見，易于接受。聲波頻率變化可直接通過聽音調(diào)變化來反映。為使學(xué)生明確這一點，采用實驗對比：用發(fā)聲音齒輪發(fā)出不同頻率的聲音，明確音調(diào)的變化是由于頻率變化的結(jié)果;讓一聲源(如電鈴)在不同位置發(fā)出聲音，明確同一聲源發(fā)出的聲音頻率是不變的，從而進(jìn)一步加深學(xué)生的疑問，促使學(xué)生再思考。

多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象，比波動現(xiàn)象又復(fù)雜了一些，要理解多普勒效應(yīng)，可借助多媒體課件，模擬實例(過程放慢)運用波的知識和運動學(xué)知識，指導(dǎo)學(xué)生分析，突破難點;引導(dǎo)學(xué)生思考“旁批”，用“極端假設(shè)”的方法，以幫助理解多普勒效應(yīng)，滲透物理學(xué)研究問題的方法。

課件展示多普勒效應(yīng)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，以開闊眼界和引起學(xué)生興趣。設(shè)置針對性練習(xí)，加強(qiáng)對多普勒效應(yīng)的理解。

三、教學(xué)程序的設(shè)計

設(shè)計思路：讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理、從生活到物理的認(rèn)識過程，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程;充分發(fā)揮教師的組織者和引導(dǎo)者的作用，激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實踐能力。

(一)明確探究問題：

引導(dǎo)學(xué)生觀看實地攝制的錄像，并結(jié)合自身體驗和生活經(jīng)驗，側(cè)重觀察聲音的變化，學(xué)生的回答可能多種多樣：

聲音發(fā)生變化;聲音越來越大;聲音越來越刺耳;個別學(xué)生可能會回答聲音頻率越來越高······等等。并可發(fā)現(xiàn)當(dāng)觀察者與聲源相距較近時，聲音才會明顯的變化。

(二)自主探究過程、突出本節(jié)重點：

1、讓學(xué)生猜想產(chǎn)生上述現(xiàn)象的可能原因：

當(dāng)車經(jīng)過時，觀察者聽到的聲音的確產(chǎn)生了變化，為什么會發(fā)生變化，其可能原因：喇叭越來越響；車與觀察者的距離變近了；喇叭的聲音發(fā)生變化······

2、通過實驗探索，找出現(xiàn)象的原因。

首先引導(dǎo)學(xué)生回憶聲音是由什么因素(響度，音調(diào)，音色)決定的，明確聲音的變化與哪些因素有關(guān);然后根據(jù)學(xué)生猜測情況，逐一進(jìn)行排除;最后引導(dǎo)學(xué)生將觀察的結(jié)果，運用求同法將不同情況進(jìn)行對比，概括出聲音的變化規(guī)律，并表述為一般的情況，從而提高學(xué)生的觀察能力和語言表達(dá)能力。

(1)同一個聲源，發(fā)出的聲音會越來越響嗎?(用一電鈴持續(xù)打鈴，觀察聲音變化的情況，否定喇叭越變越響和喇叭聲音發(fā)生變化的因素。)

(2)當(dāng)聲源與觀察者相距較近時，距離的變化會產(chǎn)生明顯的影響嗎?(用同一電鈴在觀察者附近的不同地方打鈴，可感覺聲音沒多大變化，從而否定由于距離越來越近而引起的聲音的明顯變化，忽略聲源靠近時響度變化帶來的影響。)

(3)聲音的變化和音品有關(guān)嗎?(根據(jù)常識進(jìn)行判斷，可排除)

(4)從上可知：觀察者聽到聲音的變化主要由音調(diào)變化而引起的(用發(fā)聲齒輪產(chǎn)生頻率變化的聲音)，強(qiáng)化聽到聲音的變化是由頻率引起的，突出主要影響因素。

(5)觀察者聽到喇叭聲音的變化是由于喇叭發(fā)出的聲音頻率變化而引起嗎?

由以上分析總結(jié)出聽到聲音音調(diào)的變化是由于觀察者接收到的聲音頻率的變化。

變化規(guī)律：觀察者與波源相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大;觀察者與波源相互遠(yuǎn)離時觀察者接收到的頻率變小。

引入課題：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，叫做多普勒效應(yīng)。

3、組織學(xué)生從理論上分析多普勒效應(yīng)的規(guī)律。

在實例模擬圖上，由波源發(fā)出一系列的球面波幫助學(xué)生建立波動過程的物理模型。給合運動學(xué)知識組織學(xué)生討論，分析過程抓住波源發(fā)出波頻率不變，討論的是觀察者接收到的頻率如圖(一)，設(shè)波傳播速度V波，波長為λ，頻率為f，觀察者接收頻率為f1。①波源相對觀察者靜止時：

設(shè)波源在A處1秒鐘發(fā)出f0個完全波，則：

觀察者在B處1秒鐘內(nèi)可接收f0個完全波。

即f'=f0

②波源靜止，觀察者運動：

a、觀察者在B處以速度V向波源運動，1秒鐘內(nèi)接多接收V/λ個完全波，f'=f0+v/λ>f0接收頻率變化。

b、觀察者在B處以速度V遠(yuǎn)離波源運動1秒內(nèi)少接收V/λ個完全波，f'=f0-V/λ

當(dāng)波源在A處，1秒鐘發(fā)生f0個完全波，波傳到B和B'，觀察者處于B和B'；若波源從V向B運動1秒鐘移動到A'，B'A'和A'B中的波數(shù)相同，由于B'A'>A'B所以λA'B'>λA'B，波速V波不變，根據(jù)f=v/λ,則fA'B'

這樣將實例體驗與分析出的結(jié)果進(jìn)行對比，從理論上更深層次理解多普勒效應(yīng)，從而完成由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識;通過探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學(xué)態(tài)度。

3、知道了聲波會發(fā)生多普勒效應(yīng)后學(xué)生可能會產(chǎn)生疑問：其它的機(jī)械波是否也會發(fā)生多普勒效應(yīng)呢?此時教師指出其它的波，如電磁波、微波、光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)，即多普勒效應(yīng)是波共有的特征，以較全面理解多普勒效應(yīng)。這樣可激發(fā)學(xué)生求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的探索興趣：電磁波、微波、光波的多普勒效應(yīng)會有什么樣的現(xiàn)象出現(xiàn)呢?

(三)多普勒效應(yīng)在實際中的應(yīng)用(課件介紹并展示多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用)

(1)判定火車運動的方向和快慢(聲波)

(2)判斷汽車運動的速度(電磁波、超聲波)

(3)判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的速度(光波)

(4)多普勒超聲診斷(超聲波)

(四)用投影片出示小結(jié)、思考題

1、敘述波源的頻率和觀察者接收到的頻率的區(qū)別

2、什么是多普勒效應(yīng)?

3、舉例說明多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。

(五)針對性練習(xí)投影

1、多普勒效應(yīng)是指：當(dāng)波源和觀察者之間有相對運動時，使_______頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。

2、在鐵路旁聽到行駛中的火車的汽笛聲，當(dāng)火車迎面駛來時，音調(diào)變高，火車遠(yuǎn)離時，音調(diào)變低，是因為()

A、火車駛來時，聲源頻率變大B、火車遠(yuǎn)離時，聲源的頻率變小

C、火車駛來及遠(yuǎn)離時，聲源的頻率都不變D、以上說法均不正確

3、關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是()

A、多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的

B、多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變

C、只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)

D、多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的

(六)作業(yè)布置：撰寫小論文《多普勒效應(yīng)知多少》

(七)板書設(shè)計

多普勒效應(yīng)

概念：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。

規(guī)律：波源與觀察者相互靠近，觀察者接收到的頻率變大；

波源與觀察者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率變小。

應(yīng)用：判火車運動的方向和快慢(聲波)

判斷汽車運動的速度(電磁波、聲波)

判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的速度(光波)

多普勒超聲診斷(超聲波)

四、總體說明：

本節(jié)設(shè)計從提出探究問題→分析探索問題(實際體驗和理論分析)→歸納總結(jié)三個層次突出重點，并借助多媒體課件突破難點。這樣，通過想像與推理方法和實驗相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的想象力和分析概括能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新;讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法和科學(xué)家的探索精神，關(guān)心科技發(fā)展動態(tài)，關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會進(jìn)步和問題，樹立正確的科學(xué)觀。

第五篇：《多普勒效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計及體會

《多普勒效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計及體會

吳宇平

人教版高中《物理》第二冊（試驗修訂本·必修）第十章“機(jī)械波”中新增了有關(guān)多普勒效應(yīng)的內(nèi)容。從更新教材內(nèi)容、改變學(xué)生知識結(jié)構(gòu)及更好的落實素質(zhì)教育等方面都起到了很好的促進(jìn)作用。為了更好的在教學(xué)中落實這部分內(nèi)容，現(xiàn)將2002、2003兩屆高一《多普勒效應(yīng)》的教學(xué)設(shè)計及體會總結(jié)如下： 多普勒效應(yīng)的教學(xué)設(shè)計

1.1 立足教綱教參，確定教學(xué)方針

《教師用書》明確說明如下

1、只對多普勒效應(yīng)做定性分析，使學(xué)生對多普勒效應(yīng)有初步了解，注意不宜引申。

2、要理解多普勒效應(yīng)，學(xué)生必須先知道波源的頻率與觀察者接受到頻率的區(qū)別，這是學(xué)習(xí)本節(jié)的關(guān)鍵。

3、理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因并能簡單的解釋一些現(xiàn)象。

因此關(guān)于多普勒效應(yīng)的教學(xué)，應(yīng)該重在了解和應(yīng)用，所以我認(rèn)為一定不要講的太難，只需讓學(xué)生理解當(dāng)波源接近和遠(yuǎn)離接收器時，接收到的頻率會不一樣，接近時頻率高，遠(yuǎn)離時頻率低即可；同時應(yīng)該適當(dāng)?shù)亩嘟榻B一些多普勒效應(yīng)的物理學(xué)史內(nèi)容及實際應(yīng)用，在講解的同時應(yīng)充分利用多媒體手段，使教學(xué)過程生動形象，易于理解，以獲得最好的教學(xué)效果。

1.2 教學(xué)過程的具體流程 【引入】

提出問題：生活中存在這么一種現(xiàn)象，一輛汽車從身邊疾駛而過，車上喇叭的音調(diào)有一個從高到低的突然變化；站在鐵路旁邊聽列車的汽笛聲也能夠發(fā)現(xiàn)，列車迅速迎面而來時音調(diào)較高，而列車迅速離去時則音調(diào)較低。為什么會發(fā)生這種情況？（圖1）

什么是多普勒效應(yīng)：1842年，奧地利科學(xué)家多普勒（J.C.Doppler）帶著女兒在鐵道旁散步時也注意到了類似的現(xiàn)象，他經(jīng)過認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源和觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時，都會使觀察者感到頻率發(fā)生了變化，并且做出了相應(yīng)的解釋，因此人們把這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。【多普勒效應(yīng)的定性分析】

為了更好的了解多普勒效應(yīng)，可以做這樣一個模擬實驗。

讓一隊人沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從他身邊通過．這種情況下的“過人頻率”是9人/秒（圖2）；

如果觀察者逆著隊伍行走，每秒和觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖3）；

反之，如果觀察者順著隊伍行走，頻率降低（圖4）． ·通過上面的演示，可以得到怎樣的結(jié)論？

為了更科學(xué)的說明問題，用水波代替聲波（都是機(jī)械波），做如下演示實驗。

在盛有清水的大水槽中，以一端粘有直徑約為8ｍｍ的石蠟球的細(xì)彈簧作為彈簧單振子，使單振子與水面接觸，如圖5所示。若使單振子沿豎直方向周期性地上下?lián)舸蛩妫@時，水面上就形成向四周傳播的周期性同心圓波。若將振動著的單振子在水面上向右平移、便可看到從振源中心到右槽壁間的波紋變密、波長縮短，右壁接收波的頻率變大，而振源中心到左槽壁的波紋變疏，波長增大，左槽壁接收波的頻率變小，波形如圖6所示。（做該實驗時，水槽盡量大些，為減少反射波的影響，可用多層紗布條縫疊在一起，掛在水槽壁內(nèi)，以吸收傳到槽壁的波）?！み@個實驗說明什么問題？

通過上面的演示，可以幫助學(xué)生更好的理解多普勒效應(yīng)，同時強(qiáng)調(diào)波源與觀察者有相對運動時，波源（單振子）的頻率沒有發(fā)生變化，觀察者（槽壁）接受的頻率發(fā)生變化，與波源頻率不同，波源靠近觀察者時，觀察者（右槽壁）接受到的頻率大于波源的實際頻率；波源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者（左槽壁）接受到的頻率小于波源的實際頻率。

【多普勒效應(yīng)的科學(xué)解釋】

據(jù)說為了計算出“多普勒效應(yīng)”的數(shù)學(xué)關(guān)系式，多普勒曾讓幾位吹號人坐在一節(jié)平板火車上，讓幾個對音調(diào)特別敏感的音樂家坐在鐵軌附近。一輛機(jī)車?yán)枪?jié)平板車廂用不同的速度來來回回開了兩天，在地面的音樂家們“記下了”火車接近和遠(yuǎn)離時號聲不同的音符，得出了多普勒公式。下面對多普勒效應(yīng)作一下簡單的科學(xué)解釋。

若波源和觀察者相對介質(zhì)都不動（圖7），即接受到的頻率等于波源頻率

若波源相對介質(zhì)不動，而觀察者向波源運動（圖8），在單位時間內(nèi)，觀察者朝著波源移動了一段距離，與觀察者不動的情況相比，觀察者在單位時間內(nèi)的接收到完全波的個數(shù)增多，接收到頻率增大；反之，如果觀察者遠(yuǎn)離波源，觀察者在單位時間內(nèi)接收到完全波的個數(shù)減少，接收到的頻率減小

若觀察者靜止，波源向觀察者運動（圖9），如圖所示，波從波源發(fā)出，在均勻介質(zhì)中以球面波的形式傳播，球心即是發(fā)出該波時波源所在的位置。波源向右運動，球心向右運動，波源右方的波長變短，波源左方的波長變長，即波源靠近觀察者，接受到的頻率增大，反之，若波源遠(yuǎn)離觀察者，接受到的頻率減小 【多普勒效應(yīng)的實際應(yīng)用】

問題：能否利用音叉，錄音機(jī)等發(fā)聲裝置現(xiàn)場演示多普勒效應(yīng)？請學(xué)生討論發(fā)表并觀點．

結(jié)合學(xué)生的答案闡述多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅是機(jī)械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。

應(yīng)用1：雷達(dá)測速。根據(jù)多普勒效應(yīng)，有經(jīng)驗的鐵路工人可以根據(jù)火車的汽笛聲判斷火車的運行方向及快慢，同時多普勒效應(yīng)也被警察應(yīng)用于使司機(jī)們害怕的速度監(jiān)測雷達(dá)。交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的電磁波，通常是紅外線，同時測量反射波的頻率，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”。天文學(xué)家有時有點像個聽覺很靈敏的盲人，這種人聽到救火車汽笛的聲音就能判斷車子行駛的速度和方向。天文學(xué)家也通過使用攝譜儀“聽”恒星的光而測量它們的運動，他們發(fā)現(xiàn)我們在地球上看到的恒星發(fā)出的光線也有頻率漂移現(xiàn)象，恒星光譜都朝波長較長的紅光方向偏移。這就是著名的“紅移現(xiàn)象”。紅移意味著光波的波長變長，根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，恒星正在離我們遠(yuǎn)去。而且，距離地球越遠(yuǎn)的恒星紅移越大，這表明距離越遠(yuǎn)的恒星離開地球的速度越快。恒星光譜的紅移現(xiàn)象為宇宙大爆炸理論提供了最有力的證據(jù)。與紅移現(xiàn)象相對應(yīng)的是光譜線的“藍(lán)移現(xiàn)象”。據(jù)說一個司機(jī)因開車闖紅燈被送上了法庭。他非常聰明，解釋說是因為汽車跑得很快，紅光在他眼里成了綠光。法官的物理學(xué)也學(xué)得不錯，計算出來，要使紅光由于多普勒效應(yīng)變成綠光，那個司機(jī)必須把車子開到10萬公里／秒的速度。法官于是微笑著對司機(jī)說道：“我接受你的論證，你在超速行駛！”

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，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。

【課堂小結(jié)】

什么是多普勒效應(yīng)？→多普勒效應(yīng)的特點→多普勒效應(yīng)的實際應(yīng)用 多普勒效應(yīng)的教學(xué)體會

筆者通過對2002、2003兩屆高一《多普勒效應(yīng)》一課的教學(xué)總結(jié)，有以下幾點體會：

2.1 必須明確多普勒效應(yīng)的教學(xué)在教材中占有怎樣的位置

關(guān)于多普勒效應(yīng)的教學(xué)，由于重在了解和應(yīng)用，因此一定不要講得太難，只需讓學(xué)生知道什么是多普勒效應(yīng)，理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因并能簡單的解釋一些現(xiàn)象。講的過難會沖淡本章其他內(nèi)容，不能突出重點。

2.2怎樣在教學(xué)中應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性

多普勒效應(yīng)在生活中很常見，但很多學(xué)生平時卻并不在意。因此，授課時可以利用【引入】中的置疑巧妙設(shè)計問題，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生興趣，圍繞問題積極思考，使學(xué)生成為課堂的主體。例如在本節(jié)教學(xué)中筆者首先列舉了一系列的常見的多普勒現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生想知道這是什么現(xiàn)象？為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象？同時在教學(xué)的過程當(dāng)中，也要積極的不斷啟發(fā)學(xué)生，使他們在學(xué)習(xí)中能提出問題、獨立思考問題，努力運用科學(xué)原理與方法分析問題和解決問題，使學(xué)生成為知識的主動建構(gòu)者。

在演示實驗的設(shè)計上盡量使科學(xué)、簡單、新穎，能說明想要說明的問題，真正的為課堂服務(wù)，為學(xué)生服務(wù)，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。在教學(xué)中，演示實驗不僅要“言之有物”切中要害，又要發(fā)人深省。如果條件允許還應(yīng)讓學(xué)生多動手、多參與。老話說 “耳聽的會漏，眼看的能忘，做過的才懂”。物理教學(xué)除了傳授已有的科學(xué)內(nèi)容外，更重要的是要開啟學(xué)生接受知識之門，耳、眼、手都要用到，讓學(xué)生親自參加學(xué)習(xí)的過程，體會自已學(xué)會和理解新事物的樂趣。

教學(xué)過程有反饋，不能“一言堂”。反饋是認(rèn)知過程的重要一環(huán)，沒有反饋的教學(xué)過程不管其他方面設(shè)計的多完美，也不會收到很好的教學(xué)效果。因此在教學(xué)中應(yīng)注意知識的反饋，注意知識結(jié)構(gòu)的完整性。在《多普勒效應(yīng)》一課的設(shè)計上反饋主要體現(xiàn)在兩方面：置疑反饋和知識框架的反饋。置疑反饋是教學(xué)設(shè)計中每一個教學(xué)子任務(wù)完成情況的總結(jié)，能否進(jìn)行下一教學(xué)任務(wù)的前提，若沒有置疑反饋，教師講課就猶如雙眼不能視物的盲人，做不到有的放矢，不能高效的完成任務(wù)。知識框架的反饋是對一節(jié)內(nèi)容的回顧和總結(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步明確本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)目的。

注意多聯(lián)系實際生活、多涉及物理學(xué)的前沿科學(xué)。這樣做的目的很簡單，就是讓學(xué)生知道為什么要學(xué)習(xí)物理，學(xué)習(xí)物理有什么用，讓學(xué)生領(lǐng)略到物理知識如何與現(xiàn)實世界聯(lián)系在一起。這樣才能激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，才是真正想探尋科學(xué)世界奧秘的不竭動力。體現(xiàn)在《多普勒效應(yīng)》的教學(xué)設(shè)計上，由“火車疾駛而過時聲音由高變低”的現(xiàn)象引入到最后由“雷達(dá)測速”、“紅移現(xiàn)象”、“醫(yī)療上的彩超”等實際應(yīng)用結(jié)束，不僅實現(xiàn)了知識結(jié)構(gòu)的完整性，也體現(xiàn)了物理在日常生活方方面面的實際作用，不僅達(dá)到了本節(jié)的教學(xué)目的，也從根本上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

我在2002年的教學(xué)中，還組織學(xué)生利用課余時間搜集有關(guān)多普勒效應(yīng)的資料，選出幾位準(zhǔn)備相對充分的同學(xué)，做一回“小先生”。這樣不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也使“言者有物，聽者用心”反而收到更好的教學(xué)效果。甚至一些同學(xué)還做了介紹多普勒效應(yīng)的課件，內(nèi)容豐富，不僅涉及到了課本上火車行駛過程中汽笛聲的變化及多普勒效應(yīng)在雷達(dá)測速中的應(yīng)用，還提到了《探索時代》中介紹的利用多普勒效應(yīng)測定宇宙的形狀，多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)、電子通訊領(lǐng)域的應(yīng)用，把教師“一言堂”的講臺變成學(xué)生展示自我能力的舞臺。