3.5 多普勒效应（培优教学课件）物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波中的多普勒效应，通过视频声音观察引导学生发现音调变化现象，结合机械波的频率、波长等前序知识，搭建从生活现象到物理原理的学习支架，系统呈现效应定义、规律及应用。 其亮点在于通过蜂鸣器实验、行人队列模拟、水波图像分析等科学探究活动，结合表格归纳规律，落实科学思维与科学探究素养，融入交通测速、彩超等应用案例培养科学态度与责任。学生能深化理解，教师可高效开展教学。

5. 多普勒效应 第三章 机械波 人教版选择性必修第一册 导入新课 思考： 仔细听视频里的声音，你发现了什么现象？注意除音量大小以外声音还有什么变化？ 物理观念 理解多普勒效应：波源与观测者发生相对运动时，观测者接收到的波频率发生变化；熟记规律：波源靠近观测者，接收频率升高、音调变高；波源远离观测者，接收频率降低、音调变低；能看懂移动波源水波图样，识别前后波长差异；了解多普勒效应在交通测速、海洋探测、医疗超声中的广泛应用，建立机械波相对运动产生频率偏移的完整波动应用观念。 科学探究 依托救护车实景形成生活现象具象思维；借助旋转蜂鸣器实验形成运动波源音调变化直观思维；利用行人队列模拟图构建频率变化类比建模思维；通过移动振片水波实拍图形成波长与接收频率关联定量思维，培养类比建模、图像对比、分场景归纳的物理思维。 学习目标 科学思维 倾听旋转蜂鸣器转动时音调高低变化；观察行人队列三种行走状态，对比单位时间经过观测者的人数；分析移动波源水波图样，对比波源前后波长长短；小组列举公路测速、彩超、水下探测等多普勒技术应用场景。 科学态度 与责任 通过生活实景、模拟实验、水波图像层层递进探究多普勒规律，培养从日常声音现象挖掘物理原理、依托类比实验推导规律的求真科研品格；结合交通测速规范行车、海洋养殖勘测、医用超声无创体检应用，认识多普勒技术助力交通安全、水产养殖、人体健康，树立学好波动物理服务民生、公共安全、医疗健康的学以致用责任意识。 学习目标 重点 多普勒效应的定义与核心规律：相对运动造成接收频率变化 波源靠近、远离观测者时音调（接收频率）变化规律 多普勒效应在交通、医疗、海洋领域的实际应用 难点 区分波源固有频率不变，改变的是观测者接收频率 借助行人、水波模拟模型理解波长、接收频率变化的内在机理 综合分析波源、观测者同时运动时的频率偏移情况 重点难点 1. 多普勒效应 2. 多普勒效应的应用 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 第5节 多普勒效应 学习内容 第5节 多普勒效应 一、多普勒效应 一、多普勒效应 当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应. 1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时注意到，当火车向他驶来时，感觉音调变高；当火车离他远去时，感觉音调变低的现象。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低） 奥地利物理学家多普勒（1803——1853） 问题：为何有这样的现象？ 一、多普勒效应 1.实验演示——多普勒效应再体验 蜂鸣器靠近观察者时，音调变高（频率变大）蜂鸣器远离观察者时，音调变低（频率变小） 一、多普勒效应 模拟实验——更好地理解多普勒效应 （1）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。f测=f源 （2）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。f测>f源 （3）当观察者与队伍同向行走且速度比队伍慢时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。f测<f源 一、多普勒效应 多普勒效应成因剖析 单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间内就接收到几个完全波，故观察者接收到的波的频率等于波源的频率。 1、波源和观察者没有相对运动时 2、观察者朝波源运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的波的频率增大。 3、观察者远离波源运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的波的频率减少。 一、多普勒效应 观察者感觉到波变得密集，即波长减小，接收到的频率增大。 观察者感觉到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。 4、波源朝观察者运动时 5、波源远离观察者运动时 一、多普勒效应 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 波源朝着观察者运动 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 等于 大于 大于 小于 小于 小结一下 一、多普勒效应 多普勒效应，本质上是一种观察者效应 即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． 观察者接收到的波的频率发生了变化，波源发出的波的频率并没有改变。 多普勒效应也是波特有的现象，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。 二、多普勒效应的应用 第5节 多普勒效应 二、多普勒效应的应用 1.雷达测速仪：向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是微波），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 二、多普勒效应的应用 2.测血液流速(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液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。 经颅多普勒检查 彩超 二、多普勒效应的应用 3.观察星球的运动 测量星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 三、课堂总结 第5节 多普勒效应 三、课堂总结 多普勒效应 多普勒效应 多普勒效应的应用 火车、汽车、飞机的音调变化 多普勒效应定义、成因分析 多普勒效应的实质 测量汽车速度 测量血液流速（彩超） 测量星球速度 四、练习与应用 第5节 多普勒效应 四、练习与应用 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 [答案] BCD [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，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，选项B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，选项D正确． 四、练习与应用 2、 (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星体发出的光波的频率来判断遥远星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，根据接收到反射的电磁波的频率变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C．铁路工人把耳朵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 四、练习与应用 [答案] ABD [解析]凡是波都具有多普勒效应，利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对于地球运动的速度，A正确；B选项是利用多普勒效应的计算公式求出运动物体的速度，B正确；铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运行情况，是利用声音在固体中传播得快的特点，C错；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正确． 四、练习与应用 3、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，v表示声波的速度(u<v)，f表示接收器接收到的频率，若u增大，则(　　) A．f增大，v增大 B．f增大，v不变 C．f不变，v增大 D．f减小，v不变 四、练习与应用 [答案] B [解析]本题考查对波速和多普勒效应的理解，机械波在介质中的速度由介质决定，与波的频率、波源的速度无关，因此不论u如何变化，v都不变，声源向着接收器运动，接收器单位时间接收到的完全波的个数增加，波源的速度越大，单位时间接收到的完全波的个数越多，因此u增大时，f增大，B正确． 四、练习与应用 4、分析下列物理现象： ①“闻其声而不见其人”；②学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的(　　) A．折射、干涉、多普勒效应 B．衍射、干涉、多普勒效应 C．折射、衍射、多普勒效应 D．衍射、多普勒效应、干涉 四、练习与应用 [答案] B [解析] “闻其声而不见其人”是声波的衍射现象；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应，所以选项B正确． 四、练习与应用 谢谢观看！ Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $