3.5多普勒效应 教学设计

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《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：通过实验认识多普勒效应；能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2017年版《物理》选修3-4，内容选自第十二章第五节。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、教学设计课题 多普勒效应核心素养 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”这一规律科学态度与责任 １．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；２．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重点 理解多普勒效应现象的产生原因多普勒效应的应用教学难点 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。教学方法 （1）问题引领法 （2）分析归纳法（3）实验探究法教学媒体 PPT课件（视频）教学过程教学过程 学生活动 教师活动 设计意图温故知新小实验：同学们把手放在喉咙，发出一个高音和一个低音感受一下 引导学生回顾影响音调的因素，音调的高低与振动的快慢有关，音调高，频率高 温故知新，帮助学生回忆相关的知识，为本节课的学习打下基础。课堂教学一、创设情境 提出问题观看列车行驶而来和飞奔的视频，感受听到的声音高低的变化。飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐；飞机飞远时，轰鸣声越来嘶哑。是不是飞机的轰鸣声的频率本身也发生了变化？ 观看视频，听声音的变化，提出以下问题：我们听到的声音发生了怎样的变化？是不是声源的频率本身也发生了变化？人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？（3）什么原因导致了观察者听到的声音发生了变这种变化的产生？ 通过生活中的常见现象引发学生思考，找出其中的“不寻常”，猜想并假设这种“不寻常”背后的原因。学习任务1：认识多普勒效应了解：多普勒效应什么是多普勒效应 多普勒效应是指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，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的 重温历史，了解多普勒效应是如何发现的。让学生知道由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。三、学习任务2：分析多普勒效应播放演示多普勒效应实验的视频 用手机录制一段蜂鸣声，将手机固定在一长竹杆的一端，然后用竹杆将手机举起，点击音频播放，并在头上快速旋转，即可感受多普勒效应。 通过实物演示，让学生更加真实感受体会多普勒效应，帮助学生了解其产生原因多普勒效应模拟 观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。 通过类比模拟实验以及形象直观的画面，配合教师提出的问题，让学生理解多普勒效应现象的产生原因，并会分析当波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率的变化。突出教学重点，突破教学难点。观看动画演示1、波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的个数等于波源产生的波的个数。2、观察者不动、波源向观察者靠近时，观察者接收到的完全波的个数多于波源发出的完全波的个数；3、观察者不动、波源远离观察者时，观察者接收到的完全波的个数小于波源发出的完全波的个数。 提出以下问题：（1）单位时间内，波源产生的波的个数是多少？（2）相同时间内，观察者接收到的波的个数是多少？（3）这段时间内，波源产生的波的个数与观察着接收到的波的个数的大小关系是？（4）波源的频率和观察者接收到的频率有什么关系？（5）由此可以得出什么结论？通过观察与分析，得出当观察者不动、波源运动时，波源的频率和观察者接收到的频率的大小关系观看多普勒效应成因视频 引导学生观看多普勒成因视频，结合理论分析观察者听到的声音的音调，是观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数。由于相对运动，声源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化四、学习任务3：多普勒效应的应用阅读教材并结合PPT课件，了解多普勒效应在生活中的应用。 雷达测速仪；多普勒天气雷达；多普勒效应观测宇宙红移或蓝移军事应用脉冲多普勒雷达；彩色多普勒诊断系统。 体现STS的教育理念。落实教学目标2和4。课堂小结多普勒效应的定义多普勒效应的成因多普勒效应的应用 在教师的引导下，学生自主归纳本节课的教学内容，强化所学知识，培养学生归纳总结的能力。六、课后学习完成课后作业；观察生活中，还有哪些多普勒效应的应用实例。 可持续发展的课堂能够让学生“带着问题走进课堂，又能够带着问题离开课堂”。板书设计教学反思课后作业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．变高 B．不变高 C．越来越沉 D．不知两者车速，不能判断3、海豚具有完善的发射和接收超声波器官，在一些重要性能上，如确定方位的灵敏度，都远远优于现代的无线电定位系统，它发射的波比无线电的微波（ ）A、速度快，方向性好 B、频率高，抗干扰能力强C、波长小，传播距离远 D、在介质中衰减小，传播距离远4、以速度u=20m/s奔驰的火车,鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声速v=340m/s。⑴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？⑵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？5、一个观察者在铁路附近，当火车驶近时，他听到的汽笛声频率为f1=440Hz，当火车驶远时，他听到的频率为f2=392Hz，在大气中声音速度为330m/s，求火车的速度？3.5 多普勒效应1.多普勒效应：频率由于观察者与声源之间的相对运动，而产生变化的现象。2.成因: 由于声源与观察者间的相对运动。3.应用：雷达测速仪、彩色多普勒超声检测仪等

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