3.5多普勒效应 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

人教版+选择性必修第一册+第三章 第5节 教学设计 课程 名称 多普勒效应 课程类型 新授课 学科 物理 教材 分析 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，但是学生对相关概念比较陌生，也缺少对此类现象的关注。教材以救护车鸣笛声音调的变化为情境，引导学生关注生活现象，用物理眼光审视生活现象。 观察者与波源之间发生相对运动时，会产生多普勒效应。要理解多普勒效应，应主要关注以下两个方面:一方面是相对运动与运动的区别，另一方面是音调与音量的区别。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的了解，教学中不宜作过多的定量推导。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，应结合实际给学生多作介绍，拓展学生的视野，认识到科学、技术、社会和环境之间存在的相互联系。 教学 目标 (1)通过实验了解多普勒效应及其产生的原因，知道多普勒效应是波特有的现象 (2)知道多普勒效应的简单应用。 重点 认识和理解多普勒效应 难点 波源和接收波源的频率关系 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 导入 问题引入 PPT：问题引入 运动的波源并不少见，但学生对于多普勒效应缺乏关注，有时甚至产生错误的认识，比如有时会将声音变尖)理解成声音变响。 教师以生活中常见现象引入本节课内容，以救护车鸣笛为例，描述鸣笛音调变化，向学生提问现象原理。 学生思考点电荷的运动情况，通过动画演示得出电荷一段时间后具有速度，动能会增加 讲解 一、静电力做功的特点 PPT：多普勒 教师简单介绍多普勒发现频率变化的过程，并以此命名。 PPT：实验演示 实验演示：把蜂鸣器固定在竹竿的一端，闭合开关后听它发出的声音，并调节音量的大小来让学生进行比较。要求同学注意感受，并表述听到的现象。 提出问题:如果用竹竿拴着蜂鸣器运动，可能会有什么现象发生? 这是一个比较开放的问题，既可以是学生自己举着竹竿运动并感受声音的变化，也可以是一位同学举着竹竿运动，其他同学感受声音的变化。 实验演示: ①一位同学用竹竿举着蜂鸣器靠近、远离其他同学(举竿者与蜂鸣器相对静止)，举竿同学和其他同学均注意感受蜂鸣器声音的变化情况，并描述感受; ②更换举竿同学，再次感受实验现象; ③一位同学用竹竿举着蜂鸣器并在头顶快速旋转，其他同学感受声音的变化。 结合前面的实验和学生表述，要求学生仔细感受和辨析是声音的音调变化还是音量变化。引导学生总结实验现象及结论。 PPT：多普勒效应 教师讲解多普勒效应相关内容 1.定义 2.特点：波特有的现象 3.波源频率f：波源单位时间内的振动次数 4.接收器频率f’：观察者单位时间接收到的完整波数目，决定听到音调的高低 5.实质：观察者接收到的波的频率发生了变化，而波源发出的波的频率并没有改变 PPT：实验探究 教师组织学生阅读教材上的模拟实验内容，对不同情况进行分析，引导学生得出波源频率与接收频率之间的关系 分析：甲——过人频率30人/分 乙——频率增加 丙——频率减小 结论：甲——f测=f源 乙——f测>f源 丙——f测<f源 PPT：多普勒效应的现象 教师总结学生发言，讲解相关内容 1.观察者与波源均相对于介质静止时：f’=f 2.观察者与波源相互接近时:f’＞f 3.观察者与波源相互远离时：f’＜f 让学生对多普勒效应有初步的了解，认识到与频率有关 让学生熟悉音量大小的变化 让学生正确认识多普勒效应中观察者与波源相对运动的特征。 实验时学生的充分体验是认识和理解多普勒效应的前提，实验可以从调节蜂鸣器音量大小、改变蜂鸣器旋转速度等多个方面展开。 学习多普勒效应具体内容 学生阅读教材，跟随教师思路进行思考，回答问题。得到上述结论和在教师引导下归纳总结多普勒效应内容 认真听讲，记录重点内容 二、多普勒效应的应用 PPT：多普勒效应的应用 教师：多普勒效应在生活中有着广泛的应用，一起来了解一下都有哪些领域用到了多普勒效应 教师介绍多普勒效应的应用 1.多普勒效应测速 2.多普勒效应测量其它星系发出光的频率 3.水下多普勒测速仪 4.医院“彩超”检查 学生了解多普勒效应在生活中的应用，提高学生物理素养 练习（课堂） 练习 1.为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏(图3.5-5)。设想甲每隔 1 s 向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔1s接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是1s?如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化? 2.(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下哪种情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来低?（ ） A. 观察者静止，火车向他驶来 B. 观察者静止，火车离他驶去 C. 火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D. 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 学生通过练习，可以加深理解，提高解题能力。 总结 小结 学生回顾本节课所学内容 板书 一、多普勒效应 1.观察者与波源均相对于介质静止时：f’=f 2.观察者与波源相互接近时:f’＞f 3.观察者与波源相互远离时：f’＜f 二、多普勒效应的应用 1.多普勒效应测速 2.多普勒效应测量其它星系发出光的频率 3.水下多普勒测速仪 4.医院“彩超”检查 教学评价 课后反思 学科网（北京）股份有限公司 $