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《多普勒效应》教学设计【教材分析】本节课选自上海科教出版社《物理选修3-4》,第二章第5节“多普勒效应”。本节是机械振动和机械波在实际生活应用的一个侧面,也是新课标高考考试说明2009年新增的重要考点之一,是本章教学的一个难点。教材通过实际生活现象引入了“多普勒效应”的概念,通过实验探究,让学生感受多普勒效应。又从理论上分析论证了该现象,使抽象的问题的形象化。因此上好本节课能够很好地帮助学生理解生活中的很多“多普勒效应”现象及其应用。【教学目标】1.知识与技能目标①知道什么是多普勒效应②知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别③能分析论证多普勒效应④能运用多普勒效应解释一些生活中物理现象2.过程与方法目标①通过了解物理学史:多普勒发现汽笛音调的变化,培养学生对物理现象的感性认识。②通过实验探索:帮助新物理概念在学生思维中的建立。3.情感态度与价值目标:通过本节的学习,学生可以获得丰富的科学世界观和方法论的启示和教益,学习多普勒对生活现象的细心观察的优良习惯,运用物理学史和学生亲身感受的实验探究,教育学生乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛和喜悦,培养学生实事求是的科学态度和科学精神。【教学重点、难点】1.教学重点:①知道波源频率与观察者频率的区别。②知道“多普勒效应”是在波源与观察者之间有相对运动时产生的。2.教学难点:波源的频率与观察者接收到的频率的区别。【教学思路】①学生主动、合作、探究、交流,教师主导学生是学习的主体,要促使学生充分发挥主观能动性,积极参与到学习中来,主动生疑、主动质疑、主动思疑、主动解疑。在教学过程中,学生与老师相互合作,学生与学生之间相互合作,在合作中获得共同进步。②形象化教学本节内容比较抽象,概念的建立和理解不像前面学习“干涉、衍射”形象易懂,因此要通过一些具体的生活实例,以及自拍的视频资源、网络信息向学生展示“多普勒效应”存在的客观性。尽力为学生提供形象化的支持,便于概念的建立,理论的上升。③注重实验演示与分析论证相结合,重视过程和方法的教育。【教学器材】教学挂图、多媒体展示台、哨子、绳子。【教学过程】教学步骤教师活动学生活动设计思维创设问题情景同学们在初中已经学习过关于声音的基础知识,那么声音的高低与哪些因素有关呢?学生思考回忆所学的内容由已学过的知识引入“音调”的概念小实验请同学们把手放在自己的喉部练习一下发声,发一个高音,一个低音,手的感觉有什么不同。甲生答:发高音时感觉振动的快,发低音时振动的慢。乙生答:声音的高调叫音调学生通过小实验切实感受,调动学生的求知欲。大屏幕展示图片学生看下面几个录像片段,注意细听声音除音量大小以外的变化学生通过辨听由远而近运动汽车汽笛声音变化,以及飞机起飞过程声音的变化,培养学生细心观察的好习惯。提出问题1.从以上几个片段声音中我们听到了什么?2.那么是不是发声体的频率发生了变化呢?3.若一辆静止的汽车在你身旁鸣笛,你会有怎样的发现?4.是什么改变了我们听到的声音的频率?1.甲生答:发声体由远→近→远,音调由高→低变化。2.乙生答:是。3.丙生答:音调没有高低变化。4.丁生答:物体的相对运动。通过细心观察,得出正确的结论,这也是一个基本的物理素养。引入课题一.由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉到频率的变化,这样的现象叫多普勒效应。课题:多普勒效应知道了今天这节课学习目标,也更加渴望了解相关知识。解决问题要从研究问题的本质开始。阅读课文片段了解物理学史相关知识通过多媒体打出多普勒照片,请同学介绍多普勒的生平及主要科学贡献。学生阅读物理学史内容,了解多普勒本人。(生答:奥地利物理学家、数学家、天文学家,1842年发现了“多普勒效应”)学生利用课本、网络获取知识是学习的重要途径。实验探究(一)将一个哨子系在1.5m长的细绳一端,另一端系在手臂上,使哨子在我们头上旋转,另一些人坐在凳子上,聆听哨声的音调变化情况,相互交换,亲身体验学生非常兴奋,争先恐后的回答:听到的声音确实有高低变化,且哨子离自己近时,音调较高,离自己远时,音调较低。学生通过亲身参与实验探索过程,培养学生团结合作的学习精神,培养学生细心观察的物理素养。实验探究(二)两位同学相隔一段距离(约10m)一人手持小收音机播放音乐,另一人坐在秋千上来回摆动,经过不同位置,体会一下音调是如何变化。归纳二、1.频率越高,音调越高;频率越低,音调越低2.物体的相对运动改变了我们听到声音的频率。与老师共同归纳总结培养学生归纳总结能力给出概念三、波源的频率:单位时间内波源发出完全波的个数。接收到的频率:观察者在单位时间内接收到完全波的个数。学生记录笔记,加强概念的记忆,为后面的论证打下基础。学习笔记的积累是学生课堂学习中必不可少的一个重要环节提出问题师:为什么有相对运动听起来音调就会有变化?学生观察图片动脑思考培养学生的多动脑思考的好习惯分析论证“多普勒效应”(教师讲解)四:论证“效应”(一)当波源和观察者都静止不动,即二者没有相对运动时,单位时间内观察者接收到的“完整波”的个数等于波源发出的“完整波”的个数,即接收学生认真听讲并积极记录笔记培养学生认真听讲的好习惯,听课过程与老师互动,认真分析并记录理论结果频率等于波源频率。(二)当波源相对介质静止,观察者向着波源以速度v运动时,相当于观察者的速度增大,而波长不变,故单位时间观察者接收到的“完整波”的个数多于波源发出的“完整波”个数。即接收频率大于波源频率。学生认真听讲,与老师共同分析,并记录笔记。(三)当观察者相对介质静止,波源以速度u向观察者运动时,相当于波长减小而波速不变,因此单位时间内观察者接收到的“完整波”的个数多于波源发出的“完整波”的个数,即接收频率大于波源频率。学生应用前面的思维方式,自己动手、动脑分析,师生共同总结。展示图片观察水波的多普勒效应生答:波源向右运动提出问题1.当观察者以速度v离开波源运动时,接收频率与波源频率有什么关系?学生动笔自己推导论证培养学生细心观察的好习惯,学会思维迁移,类推结果,推广应用结论。2.当波源以速学生自己扩展论证度u离开观察者运动时,接收到的频率与波源频率有什么关系。结论推广延伸总结结论(四)波源与观察者同时相对介质运动时1.相互靠近:2.相互远离:学生与老师共同归纳总结,得出结论培养学生在学习过程中归纳总结规律的能力展示图片五、多普勒效应的应用1.有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.2.有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去.3.交通警察向行进中的相互交流从网络获得的知识拓展学生的视野,培养学生团结协作,资源共享的学习习惯汽车发射一个已知频率的电磁波,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.4.由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.5.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流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.6.军事应用(E-3“望楼”预警机)脉冲多普勒雷达,多谱勒导航仪展示图片教师运用多媒体平台展示图片学生观看,拓展视野帮助学生简单地了解冲击波引导学生阅读“信息浏览”以及“STS”师:同学们自读课本P43信息浏览以及“STS”,可以大胆的阐述自己的见解。细心阅读,认真思考引导学生养成自学习惯,通过自学途径拓展视野案例分析(多媒体打出例题)案例:交通警察利用多普勒效应可测量公路上汽车的车速。如一固定的声源发出频率为10kHz的声波,一辆汽车向声源迎面驶来,在声源处接收到从汽车反射回来的声波,其频率从差频装置中测出为11kHz。设空气中的声速为300m/s,试求汽车行驶的速度。与老师共同分析解答得出结果培养学生分析求算能力反馈练习课本P44第五题请一名学生板演练习其他学生当堂练习规范学生计算题书写步骤家庭作业及活动1.课本P441、2、3、42.利用网络获取“多普勒效应”的更多信息与知识拓宽视野【板书设计】第五节多普勒效应一、多普勒效应定义由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉到频率的变化,这样的现象叫多普勒效应。二、频率与音调的关系1.频率越高,音调越高;频率越低,音调越低三、波源的频率:单位时间内波源发出完全波的个数。接收到的频率:观察者在单位时间内接收到完全波的个数。四:论证“效应”波源与观察者同时相对介质运动时2.相互远离:五、多普勒效应的应用六.实例分析分析:七、学生巩固练习2.物体的相对运动改变了我们听到声音的频率。1.相互靠近:【教学小结】这节课的教学进程,沿着物理学历史的足迹:提问→质疑→探究→论证→应用,引导学生建立新的概念,理论结合实际。以下两点是本人教学后的一些思考:1.课堂教学中注重创设一定的学习情境和氛围,提供大量的图片,师生共同借助网络获取信息和资料,丰富学生的感性认识,为学生“见物思理”创设条件。2.学生各种学习能力的培养和科学意识的培养都融入在科学知识和科学方法的学习过程中,学生在学习中既掌握了知识,又体会到了学习的快乐,教师既传授了知识,也达到了育人的效果。3.教师与学生在课堂上应处于一种合作关系,允许学生自由、主动地学习,激励学生积极、主动地思考,变平淡为奇趣,使学生进入问题情景中,激发学生的好奇心和求知欲,引导过程要“少而精”,及时调控学习方向。
本文标题:《多普勒效应》教学设计
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