第六章F 多普勒效应教学建议

（一）学习目标

1．知道多普勒效应及其产生的原理，知道多普勒效应的应用。

2．通过对多普勒效应发生原理的分析，感受分析推理的思想方法。

3．通过学习多普勒效应的应用，感悟现代科技的发展对人类社会发展的巨大作用，激发对科学的热爱。

（二）重点和难点

本节重点是多普勒效应及其产生的原理；难点是在不同条件下，把握波源频率和接收频率的关系。

（三）教学建议

本节以城市交通管理中常见的“多普勒测速仪”作为情景，并介绍多普勒效应发现的历史，增强人文教育。本节主要以声波为例学习多普勒效应，因为声波比较常见。为降低要求，在分析原理时，只讨论波源和观察者都保持静止，观察者静止、波源运动和波源静止、观察者运动三种情况，波源和观察者同时运动的情况不予讨论，并要注意说明观察者或波源的运动方向与两者联线保持一致。多普勒效应的应用只介绍三种，即与生活联系密切的测速仪、现代技术中的雷达探测、宇宙学研究中的“红移”，体现与现代科技的整合。

1．关于多普勒效应原理的教学建议

多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象，这比前面学习的波的传播更复杂。为了帮助学生理解多普勒效应，建议首先让学生知道波源的频率与观察者接收到的频率相等是有条件的，即两者无相对运动，这是学习本节的关键。课本在三种情况下用示意图进行说明，要求学生知道，声源与观察者相对静止，声源单位时间内发出的波数等于观察者所接收到的波数；声源与观察者相对靠近，声源单位时间内发出的波数小于观察者所接收到的波数；声源与观察者相对远离，声源单位时间内发出的波数大于观察者所接收到的波数。

另外，课本中没有进行数学推导，但在自主活动中要求学生推导，这是为了对学生的推演能力进行训练。如果学生有困难，在练习部分有详尽的演算过程，建议教师指导学生认真阅读。本节以定性分析为主，练习部分中少量定量计算的要求可由教师选用。

2．关于多普勒效应应用实例的教学建议

课本第88页第一个实例介绍了测量船速的应用，表明多普勒测速不仅快捷而且精确。第二个实例是应用十分广泛的雷达探测，建议教师可联系反导、全球定位，用图片、多媒体进行介绍，第三个实例指出宇宙大爆炸理沦与多普勒效应密切相关，说明多普勒效应在现代科技中的重要作用。

多普勒效应在现代生产和生活中的广泛的应用，除了课本中提到的四个实例外，建议根据实际情况补充介绍一些其他实例，以开阔眼界和引起兴趣，如应用于科学研究、交通管理、医疗检查等等。

（四）作业说明

本节共有14道练习题，建议第1、2、3、5题在课内完成，第4、6、7、13题不要求全体学生完成。

参考答案

A组

1．D

2．高，高

3．炮弹飞向自己时，炮弹与空气摩擦发出的声音频率越来越高，炮弹离开自己时，炮弹与空气摩擦发出的声音频率越来越低，老战士就是根据炮弹啸叫声频率的变化来判断炮弹运动的趋势。

4．观察者接收到的频率低于20Hz，或高于20000Hz都听不到，声源靠近你，听到的频率升高，反之频率降低。由此列式计算。声源靠近你时，由$f^{\prime }=\frac{u}{u-v}f$，得20000＝$\frac{340}{340-v}$×1000，求出u＝323m/s。，只要波源以接近声速的速度向你运动，你就可能听不到声音。声源远离你时，由$f^{\prime }=\frac{u}{u+v}f$，得20＝$\frac{340}{340+v}$×1000，求出v＝16660m/s，已等于第三宇宙速度，不可能通过声源的远离听不到声音。

5．频率变化，这是由于声源运动产生多普勒效应引起的。

6．2倍

7．20m/s

8．相等，高于，低于，高于，低于。

B组

9．31

10．无论波源运动还是观察者运动，声波一旦传出，在空气中的传播速度总是不变，设该速度为u。当波源向观察者运动，观察者不动时，声波波长缩短Tv，T为声波周期，因此观察者接受到的频率$f^{\prime }=\frac{u}{\lambda -Tv}=\frac{u}{u-v}f$，可见当波源向观察者运动时，观察者接受到的频率比波源频率高，当观察者向波源运动，波源不动时，声波波长不变，但声波对观察者的传播速度增加为v＋u，$f^{\prime }=\frac{u+v}{\lambda }=\frac{u+v}{u}f$，可见观察者接受到的频率也比波源频率高，不过高多少与上述情况不同。

11．零

12．声源和观察者有相对运动产生的多普勒效应；162，140，150

13．1.88s

14．略

发布时间：2014/1/7 上午9:19:23  阅读次数：1743