2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第三章 機(jī)械波 5 多普勒效應(yīng)教學(xué)實(shí)錄 新人教版選擇性必修第一冊(cè)

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章機(jī)械波5多普勒效應(yīng)教學(xué)實(shí)錄新人教版選擇性必修第一冊(cè)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章機(jī)械波5多普勒效應(yīng)教學(xué)實(shí)錄

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高一年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日星期二上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.發(fā)展科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析能力。

2.提升科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用波動(dòng)理論解釋多普勒效應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和抽象思維能力。

3.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，讓學(xué)生理解多普勒效應(yīng)在日常生活和科技領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣和責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解多普勒效應(yīng)的概念和原理，能夠區(qū)分波源和觀察者運(yùn)動(dòng)對(duì)波頻率的影響。

②掌握多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式，并能應(yīng)用于實(shí)際情境中計(jì)算波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻率變化。

③理解多普勒效應(yīng)在自然界和工程技術(shù)中的應(yīng)用，如聲納、雷達(dá)、天文觀測(cè)等。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解多普勒效應(yīng)的物理意義，包括頻率變化的原因和波的傳播特性。

②掌握多普勒效應(yīng)公式在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的應(yīng)用，包括波源和觀察者同時(shí)運(yùn)動(dòng)、單獨(dú)運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜情況。

③理解多普勒效應(yīng)在非均勻介質(zhì)中的傳播特性，如溫度梯度對(duì)聲波速度的影響。

④將多普勒效應(yīng)與日常生活中的實(shí)例相結(jié)合，如救護(hù)車警報(bào)聲的頻率變化，幫助學(xué)生建立物理模型和實(shí)際現(xiàn)象的聯(lián)系。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

-激光多普勒測(cè)速儀

-頻率計(jì)

2.課程平臺(tái)：

-高中物理教學(xué)平臺(tái)

-多媒體教學(xué)軟件

3.信息化資源：

-多普勒效應(yīng)動(dòng)畫(huà)演示視頻

-相關(guān)科普文章和報(bào)告

-學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

4.教學(xué)手段：

-課堂演示實(shí)驗(yàn)

-學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

-互動(dòng)式問(wèn)題討論

-多媒體輔助教學(xué)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段救護(hù)車行駛時(shí)警報(bào)聲頻率變化的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考。

2.提出問(wèn)題：警報(bào)聲的頻率變化是由什么原因引起的？如何解釋這種現(xiàn)象？

3.學(xué)生討論：分組討論，提出可能的解釋，并分享討論結(jié)果。

二、講授新課（20分鐘）

1.多普勒效應(yīng)的概念：介紹多普勒效應(yīng)的定義，解釋波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)波頻率的影響。

2.多普勒效應(yīng)原理：講解多普勒效應(yīng)的原理，包括波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻率變化關(guān)系。

3.多普勒效應(yīng)公式：推導(dǎo)多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式，并解釋公式的含義。

4.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：舉例說(shuō)明多普勒效應(yīng)在自然界和工程技術(shù)中的應(yīng)用，如聲納、雷達(dá)、天文觀測(cè)等。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.練習(xí)題目：給出幾個(gè)多普勒效應(yīng)的實(shí)例，讓學(xué)生根據(jù)公式計(jì)算波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻率變化。

2.學(xué)生解答：學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)題目，教師巡視指導(dǎo)。

3.學(xué)生展示：選取幾名學(xué)生展示解題過(guò)程，教師點(diǎn)評(píng)并糾正錯(cuò)誤。

四、課堂提問(wèn)（5分鐘）

1.提問(wèn)環(huán)節(jié)：教師針對(duì)多普勒效應(yīng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考和回答。

2.學(xué)生回答：學(xué)生積極參與回答，教師給予點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.實(shí)驗(yàn)演示：教師演示多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.學(xué)生提問(wèn)：學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出問(wèn)題，教師解答并引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

3.小組討論：學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分享討論結(jié)果，教師巡視指導(dǎo)。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.問(wèn)題提出：教師提出與多普勒效應(yīng)相關(guān)的生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考其在實(shí)際中的應(yīng)用。

2.學(xué)生思考：學(xué)生獨(dú)立思考，提出自己的見(jiàn)解。

3.學(xué)生分享：學(xué)生分享自己的思考結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。

七、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)：教師對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用和意義。

2.作業(yè)布置：布置與多普勒效應(yīng)相關(guān)的課后作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解和掌握。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)說(shuō)明：

1.教學(xué)過(guò)程緊扣實(shí)際學(xué)情，符合教學(xué)目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力。

2.教學(xué)雙邊互動(dòng)，教師引導(dǎo)學(xué)生積極參與，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3.教學(xué)過(guò)程中注重核心素養(yǎng)的拓展，引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合。

4.教學(xué)過(guò)程流程環(huán)節(jié)合理，用時(shí)控制在45分鐘以內(nèi)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.機(jī)械波的基本概念

-機(jī)械波的定義：機(jī)械波是指介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳遞能量的波。

-機(jī)械波的分類：根據(jù)波源的振動(dòng)方向和波的傳播方向，可分為橫波和縱波。

-機(jī)械波的特性：波動(dòng)傳遞能量而不傳遞介質(zhì)，具有周期性、振幅、波長(zhǎng)、頻率等特性。

2.波的傳播速度

-波速公式：v=λf，其中v為波速，λ為波長(zhǎng)，f為頻率。

-影響波速的因素：介質(zhì)的性質(zhì)（如密度、彈性模量等）和波的頻率。

3.波的干涉現(xiàn)象

-干涉的定義：兩列或多列波在空間相遇時(shí)，產(chǎn)生的疊加現(xiàn)象。

-干涉的條件：兩列波必須具有相同的頻率和相位差。

-干涉的類型：相長(zhǎng)干涉和相消干涉。

-干涉條紋：在干涉現(xiàn)象中，形成明暗相間的條紋。

4.波的衍射現(xiàn)象

-衍射的定義：波在傳播過(guò)程中遇到障礙物或通過(guò)狹縫時(shí)，發(fā)生彎曲傳播的現(xiàn)象。

-衍射的條件：障礙物或狹縫的尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)或更小。

-衍射的類型：?jiǎn)慰p衍射和雙縫衍射。

5.多普勒效應(yīng)

-多普勒效應(yīng)的定義：波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的波頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。

-多普勒效應(yīng)的原理：波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，波前之間的距離發(fā)生變化，導(dǎo)致頻率變化。

-多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式：f'=f(v+vo)/(v+vs)，其中f'為觀察者接收到的頻率，f為波源頻率，v為波速，vo為觀察者速度，vs為波源速度。

6.波的應(yīng)用

-聲波在生活中的應(yīng)用：聲音的傳播、聲音的測(cè)量、聲波通信等。

-電磁波的應(yīng)用：無(wú)線電通信、電視廣播、雷達(dá)、微波爐等。

-光波的應(yīng)用：光學(xué)儀器、光纖通信、激光技術(shù)等。

7.波的傳播與介質(zhì)的關(guān)系

-波在不同介質(zhì)中的傳播速度：波在不同介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。

-波的折射和反射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。

-波的色散：不同頻率的波在同一介質(zhì)中傳播速度不同，導(dǎo)致光線的色散現(xiàn)象。板書(shū)設(shè)計(jì)1.機(jī)械波概述

①機(jī)械波定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳遞能量的波

②機(jī)械波分類：橫波、縱波

③機(jī)械波特性：周期性、振幅、波長(zhǎng)、頻率

2.波的傳播速度

①波速公式：v=λf

②影響波速的因素：介質(zhì)性質(zhì)、波頻率

3.波的干涉

①干涉定義：兩列或多列波在空間相遇時(shí)的疊加現(xiàn)象

②干涉條件：相同頻率、相位差

③干涉類型：相長(zhǎng)干涉、相消干涉

④干涉條紋：明暗相間的條紋

4.波的衍射

①衍射定義：波遇到障礙物或通過(guò)狹縫時(shí)的彎曲傳播

②衍射條件：障礙物或狹縫尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)或更小

③衍射類型：?jiǎn)慰p衍射、雙縫衍射

5.多普勒效應(yīng)

①多普勒效應(yīng)定義：波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的波頻率發(fā)生變化

②多普勒效應(yīng)原理：波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致波前距離變化，頻率變化

③多普勒效應(yīng)計(jì)算公式：f'=f(v+vo)/(v+vs)

6.波的應(yīng)用

①聲波應(yīng)用：聲音傳播、聲音測(cè)量、聲波通信

②電磁波應(yīng)用：無(wú)線電通信、電視廣播、雷達(dá)、微波爐

③光波應(yīng)用：光學(xué)儀器、光纖通信、激光技術(shù)

7.波的傳播與介質(zhì)的關(guān)系

①波在不同介質(zhì)中的傳播速度：與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)

②波的折射和反射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)發(fā)生

③波的色散：不同頻率的波在同一介質(zhì)中傳播速度不同課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械波的基本概念，包括機(jī)械波的定義、分類、特性和傳播速度。

2.我們探討了波的干涉現(xiàn)象，了解了干涉的定義、條件、類型和干涉條紋的形成。

3.接著，我們學(xué)習(xí)了波的衍射現(xiàn)象，包括衍射的定義、條件、類型以及單縫衍射和雙縫衍射的原理。

4.針對(duì)多普勒效應(yīng)，我們掌握了其定義、原理、計(jì)算公式以及在實(shí)際中的應(yīng)用。

5.最后，我們討論了波的應(yīng)用領(lǐng)域，包括聲波、電磁波和光波的應(yīng)用，以及波的傳播與介質(zhì)的關(guān)系。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.選擇題：

-機(jī)械波是指（）。

A.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳遞能量的波

B.空氣中的聲波

C.電磁波

D.光波

-下列哪種情況會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉？（）

A.兩列波相位差為π

B.兩列波相位差為0

C.兩列波頻率不同

D.兩列波振幅不同

2.簡(jiǎn)答題：

-簡(jiǎn)述多普勒效應(yīng)的定義和原理。

-舉例說(shuō)明多普勒效應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用。

3.計(jì)算題：

-一輛救護(hù)車以30m/s的速度勻速行駛，發(fā)出頻率為500Hz的警報(bào)聲。當(dāng)救護(hù)車靠近觀察者時(shí)，觀察者聽(tīng)到的警報(bào)聲頻率是多少？當(dāng)救護(hù)車遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者聽(tīng)到的警報(bào)聲頻率是多少？

-理解并掌握機(jī)械波的基本概念和傳播特性。

-理解并掌握波的干涉和衍射現(xiàn)象。

-理解并掌握多普勒效應(yīng)的定義、原理和計(jì)算方法。

-能夠?qū)⒍嗥绽招?yīng)應(yīng)用于實(shí)際情境中。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、預(yù)期結(jié)果和數(shù)據(jù)處理方法。

2.應(yīng)用題：

一列火車以60km/h的速度通過(guò)車站，火車的鳴笛聲頻率為1000Hz。當(dāng)火車靠近車站時(shí)，站在車站的人聽(tīng)到的鳴笛聲頻率是多少？當(dāng)火車遠(yuǎn)離車站時(shí)，站在車站的人聽(tīng)到的鳴笛聲頻率是多少？假設(shè)空氣中的聲速為340m/s。

3.推理題：

如果一個(gè)人站在鐵路旁，聽(tīng)到遠(yuǎn)處一輛火車?guó)Q笛聲的頻率為1000Hz，火車以30m/s的速度遠(yuǎn)離這個(gè)人。根據(jù)多普勒效應(yīng)，求火車?guó)Q笛聲的原始頻率。

4.綜合題：

一個(gè)聲源發(fā)出頻率為200Hz的聲波，在空氣中傳播。當(dāng)聲源以20m/s的速度向一個(gè)靜止的觀察者靠近時(shí)，觀察者聽(tīng)到的聲波頻率是多少？當(dāng)聲源以20m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者聽(tīng)到的聲波頻率是多少？假設(shè)空氣中的聲速為340m/s。

5.創(chuàng)新題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證波在非均勻介質(zhì)中的傳播速度變化。包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、預(yù)期結(jié)果和數(shù)據(jù)處理方法。

答案：

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。

-原理：通過(guò)觀察聲源與觀察者之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的聲波頻率變化。

-步驟：選擇一個(gè)固定聲源（如揚(yáng)聲器）和一個(gè)移動(dòng)觀察者（如手持接收器），調(diào)整聲源與觀察者之間的距離，記錄不同距離下的聲波頻率。

-預(yù)期結(jié)果：觀察者接收到的聲波頻率隨著聲源與觀察者之間距離的變化而變化。

-數(shù)據(jù)處理方法：計(jì)算不同距離下的頻率變化，分析多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。

2.應(yīng)用題：

-當(dāng)火車靠近車站時(shí)，觀察者聽(tīng)到的警報(bào)聲頻率為：f'=f(v+vo)/(v+vs)=1000Hz*(340m/s+30m/s)/(340m/s)≈1014Hz。

-當(dāng)火車遠(yuǎn)離車站時(shí)，觀察者聽(tīng)到的警報(bào)聲頻率為：f'=f(v+vo)/(v+vs)=1000Hz*(340m/s)/(340m/s+30m/s)≈986Hz。

3.推理題：

-火車?guó)Q笛聲的原始頻率為：f=f'*(v+vo)/(v+vs)=1000Hz*(340m/s+30m/s)/(340m/s)≈1029Hz。

4.綜合題：

-當(dāng)聲源靠近觀察者時(shí)，觀察者聽(tīng)到的聲波頻率為：f'=f(v+vo)/(v+vs)=200Hz*(340m/s+20m/s)/(340m/s)≈203.5Hz。

-當(dāng)聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者聽(tīng)到的聲波頻率為：f'=f(v+vo)/(v+vs)=200Hz*(340m/s)/(340m/s+20m/s)≈196.5Hz。

5.創(chuàng)新題：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證波在非均勻介質(zhì)中的傳播速度變化。

-原理：通過(guò)觀察波在非均勻介質(zhì)中傳播速度的變化，驗(yàn)證波速與介質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。

-步驟：選擇一個(gè)具有不同介質(zhì)（如空氣和水）的裝置，調(diào)整聲源與接收器之間的距離，記錄不同介質(zhì)中的聲波頻率和波長(zhǎng)。

-預(yù)期結(jié)果：觀察不同介質(zhì)中的聲波頻率和波長(zhǎng)變化，分析波速與介質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。

-數(shù)據(jù)處理方法：計(jì)算不同介質(zhì)中的波速，分析波速與介質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來(lái)，我覺(jué)得挺有收獲的，但也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。首先，我覺(jué)得我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)做得不錯(cuò)，通過(guò)救護(hù)車警報(bào)聲的頻率變化視頻，學(xué)生們很快就進(jìn)入了學(xué)習(xí)狀態(tài)，對(duì)多普勒效應(yīng)產(chǎn)生了好奇心。他們能主動(dòng)提出問(wèn)題，這讓我很高興。

在講授新課的過(guò)程中，我盡量讓講解貼近學(xué)生的實(shí)際生活，比如用火車?guó)Q笛聲的例子來(lái)解釋多普勒效應(yīng)。我發(fā)現(xiàn)，這樣的教學(xué)方式比較直觀，學(xué)生們更容易理解。不過(guò)，我也注意到，在講解多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式時(shí)，有些學(xué)生還是顯得有些吃力。看來(lái)，我在今后的教學(xué)中需要更加注重公式的推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生理解背后的原理。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)與實(shí)際生活相關(guān)的題目，讓學(xué)生自己動(dòng)手計(jì)算。這個(gè)環(huán)節(jié)，我看到了學(xué)生們積極參與的樣子，他們的計(jì)算能力也有所提高。但是，我發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)學(xué)生在解題時(shí)，對(duì)于公式的運(yùn)用還不夠熟練，這說(shuō)明我在練習(xí)的設(shè)計(jì)上還需要更加細(xì)致。

課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)，我盡量讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)回答問(wèn)題。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)诨卮饐?wèn)題時(shí)，對(duì)于多普勒效應(yīng)的理解更加深入了。不過(guò)，也有個(gè)別學(xué)生回答問(wèn)題時(shí)，表達(dá)不夠清晰，這可能是由于他們對(duì)知識(shí)掌握不夠牢固。因此，我需要在今后的教學(xué)中，更加注重學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力的培養(yǎng)。

在師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，我鼓勵(lì)學(xué)生們提出自己