高中物理 第12章 第5节多普勒效应课件 新人教版选修3-4

第五节　多普勒效应\n课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第五节　多普勒效应\n课标定位学习目标：1.知道多普勒效应这种现象，了解多普勒效应的产生原因．2．能运用多普勒效应解释一些物理现象．重点难点：多普勒效应的产生原因及多普勒效应的应用．\n课前自主学案一、多普勒效应1．音调与响度(1)音调：音调由______决定，______高则音调高，______低则音调低．(2)响度：响度由______决定，______大则响度大，______小则响度小．频率频率频率振幅振幅振幅\n2．多普勒效应指由于波源与观察者之间有__________，使观察者感到______变化的现象，它是______年奥地利物理学家_________首先发现的．二、多普勒效应产生的原因由多普勒效应的模拟实验知：1．波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目是______的，观察者观测到的频率______波源振动的频率．相对运动音调1842多普勒一定等于\n2．波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目______，观察者观测到的频率______波源的频率,即观察到的频率______．3．波源与观察者相互远离时，观察到的频率______．增加大于增加变小\n三、多普勒效应的应用1．交通：大城市中的一些路段通常需限制车速，如学校附近，可在公路上安装______________，便可监视到过往车辆的行驶速度是否符合要求．2．测天体运动：通过测量某天体上元素发出的光波的______，就可以算出此天体相对地球的运动情况．3．医疗：医院里用________通过测定血流的速度,可以检查大脑、眼底等处的血管病变．多普勒测速仪频率超声波\n核心要点突破一、多普勒效应的理解1．多普勒效应的产生声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数．观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的．\n(1)波源和观察者相对介质都静止观察者接收到的频率等于波源的频率．(2)波源和观察者距离发生相对变化．观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到的频率发生变化．波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．\n2．多普勒效应是波的特性，不只有机械波会产生多普勒效应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象．特别提醒：发生多普勒效应时，波源产生波的频率并没有变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化．\n即时应用(即时突破，小试牛刀)1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应\n解析：选AB.当波源与观察者有相对运动时，他们之间的距离必然发生变化，其距离增大或减小，则观察者接收到的频率减小或增大，可知必发生多普勒效应，即A选项正确；而当波源与观察者运动的速度完全相同时，无相对运动，相当于二者都静止的情况，不会发生多普勒效应，故B选项正确，D选项不正确；多普勒效应是波动过程共有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程,故C选项不正确．\n二、发生多普勒效应的几种情况相对位置图示结论波源S和观察者A相对介质不动，如图所示f波源＝f观察者，音调不变\n相对位置图示结论波源S不动，观察者A运动，由A―→B或A―→C，如图所示若靠近波源，由A―→B，则f波源<f观察者，音调变高；若远离波源，由A―→C则f波源>f观察者，音调变低观察者A不动，波源S运动，由S―→S2，如图所示f波源<f观察者，音调变高\n特别提醒：(1)多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到波的强度发生变化的现象，要正确区分频率和强度这两个物理量；(2)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应；(3)波的传播速度不因波源的移动而改变．\n即时应用(即时突破，小试牛刀)2．(2011年保定高二检测)站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调(注：音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低)变化情况，以下说法正确的是()A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高答案：BC\n课堂互动讲练类型一对多普勒效应的理解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，观察者接收的频率发生了变化C．多普勒效应是在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例1\n【精讲精析】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．【答案】BCD\n【方法总结】解此类题目的要点是对多普勒效应的概念有一个清醒的认识，知道波源的振动频率并不随波源或观察者的运动形式的变化而变化，但观察者接收到的频率却与它们运动形式的变化有着密切的关系．\n例2公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出时低．类型二多普勒效应的应用\n(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？\n【自主解答】(1)巡警车接收到的超声波频率比发出时低，此现象为多普勒效应，选项C正确．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20m/s的速度行进时，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．\n【答案】(1)C(2)超速(3)偏高【方法总结】多普勒效中判定波源或观察者的运动方向，只需比较波源频率f源和观察者感受到的频率f观间的大小关系，当f源>f观时二者间距在增大；f源<f观时，二者间距在减小．\n变式训练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天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B．公路上的测速雷达向迎面而来的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，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以便于交通管理C．铁路工人用耳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\n解析：选ABD.凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度，A选项正确．被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应可求出运动物体的速度，B选项正确．铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断，C选项错误．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选项正确．答案为A、B、D.