物理学中运用类比法学习多普勒效应.doc

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1、物理学中运用类比法学习“多普勒效应”福建省晋江市养正中学苏清水内容提要：在高中物理学习中，有些知识和规律比较抽象，具有一定的难度。比如“多普勒效应”，如果直接介绍多普勒效应的特点及频率和波长的变化特点，学生理解起来会有一定的困难，而且感到枯燥无味，兴趣不高。造成概念不清，给物理教学带来了很大的困难。本文尝试从抓住学生类比、模仿能力强的特点入手，运用类比，举出形象、生动、有趣的事例让学生去理解和想象，既达到了理解物理概念的目的，又实现了学生能力的培养。关键词：类比法高中物理多普勒效应公式所谓类比，就是根据两种事物在某些特性上的相似，推理出它们

2、在另一些特性上也可能相似的思维形式，是一种由个别到个别的推理形式，其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大。应用到物理学习中，就是将陌生的物理现象与你熟悉的相似的物理现象进行比较，从而揭示出物理过程或物理现象的本质。新课程倡导从生活走向物理，注意引导学生联系实际学习物理。我们的生活、自然现象中蕴藏着大量的物理知识和科学道理。如何从复杂的生活物理现象中精炼提取出物理原理？有些生活经验学生并不是很熟悉，直接提取存在困难，此时可以借助类比法从另一个学生熟悉的生活经验出发来理解和推理这个陌生的生活经验。这不仅可以提高

3、学生的学习兴趣，而且还可以提高学习的效率，使学生保持持续的学习热情。在高中物理学习中，有些知识和规律比较抽象，具有一定的难度。比如“多普勒效应”，如果直接介绍多普勒效应的特点及频率和波长的变化特点，学生理解起来会有一定的困难，而且感到枯燥无味，兴趣不高。造成概念不清，给物理教学带来了很大的困难。本文尝试从抓住学生类比、模仿能力强的特点入手，运用类比，举出形象、生动、有趣的事例让学生去理解和想象，既达到了理解物理概念的目的，又实现了学生能力的培养。当波源和观察者相互靠近或远离时，观察到的波的频率会发生变化，这种现象叫做多普勒效应。例如当一辆汽

4、车响着喇叭从你身边疾驰而过时，喇叭的音调会发生变化。当汽车向你靠近时，音调会变高，而汽车远离你的时候音调会变低。这个现象学生都很熟悉，但为什么会产生普勒效应？如何用多普勒效应定量计算？这两个问题学生理解起来有一定的难度。因为声波是看不见摸不着的，很难定性解释这个效应，更不用说定量计算了。为此，可以借助以下的模拟实验进行类比：甲乙5012346v=5m/sf=5Hz甲乙两人站在桌子旁边，乙以1秒5个球的频率以v=5m/s的速率将球抛出，则在桌面上，两球之间的间隔为1m。5012346甲乙1、甲站在桌边不动，则甲接到小球的个数为5个（1秒5个）

5、，可以认为甲接小球的频率为5HZ，甲接收到的频率与乙抛球的频率相同。2、甲以1m/s的速度向乙运动时，1s内接到球的个数为6个，也就是当甲向乙运动时，甲接受的频率变大了，且3、甲以1m/s的速度远离乙时，同理可得，甲接球的频率变小了。从上面可以看到乙扔球的频率并不变，但甲接球的频率发生了变化。4、乙以1m/s的速度向前走时，两相邻小球间的间隔，变小了（如下图）。1m0.2m所以甲接到的频率5、乙以1m/s的速度后退时，小球间隔变大为1.2m，接受到的频率将变小。对于声波，情况非常相象，声源完成一次全振动，就向外发出一个波长的波，频率表示单位

6、时间内全振动的次数，因此，波源的频率可以1s内波源发出的完全波的个数（如，则1s内发出20个完整的波），而观察者听到的声音的音调是由观察者接收到频率即1s内接到的完全波的个数决定的。如，当波源与观察者不动时，波源每秒钟发出20个波峰（或者说完全波），那么在这1秒内，将有20个波峰通过A，因此观察者接收到的声波的频率没有改变，听到的是“原声原调”。A当观察者向波源运动时，类比于上面的小球（将小球比作波峰），观察者接收到的频率将变大。一般的，设波速为v，频率为f，人向波源运动的速度为时，，音调变高。当观察者远离波源时，变小，且，音调变低。当观察

7、者不动，而波源向观察者运动时，类比于乙边向甲靠近边抛球的情况，可以发现相邻波峰间的距离变小，即波长变短，而波源另一侧的波长变长，就会形成如课本P62中所示的情形。当波源向观察者运动时，接收到的频率将变大。当波源远离观察者时，接收到频率会变小。一般的，波源以u运动时，可推得经过这样的类比，学生对多普勒效应的定性理解应该会比较透彻，印象也会比较深刻，同时还能推导出多普勒效应的定量公式，大大提高了学习效率。综上所述，类比法在教学方面具有严格的逻辑推理难以取代的功效，可以帮助学生理解较复杂的实验和深难的物理知识，还可加深学生的记忆。但由于类比是两种

8、事物的某些方面的相同或相似，不能保证相同（相似）属性在其他方面都一一相应的相同或相似。教学中要说明类比的局限性，找出相同相似处，说明不同处，避免学生学习中对知识的负迁移现象。参考