高中物理 第12章 機械波 5 多普勒效應課件 新人教版選修3-4.ppt

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5 多普勒效應,填一填,練一練,1.多普勒效應(見課本第37頁) 由于波源與觀察者之間有相對運動,使觀察者感到接收到的波的頻率發(fā)生了變化的現(xiàn)象叫多普勒效應。 2.多普勒效應產(chǎn)生的原因(見課本第37頁) (1)波源與觀察者相對靜止時,1 s內通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是一定的,觀察者觀測到的頻率等于波源振動的頻率。 (2)當波源與觀察者相互靠近時,1 s內通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加,觀察到的頻率增加;反之,當波源與觀察者互相遠離時,觀察到的頻率降低。,,,,,,,,,填一填,練一練,3.多普勒效應的應用(見課本第37頁) (1)測量汽車速度:交通警察向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。 (2)測星球速度:測量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率,然后與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率相對照,就可以算出星球靠近或遠離我們的速度。 (3)測血液流速:向人體內發(fā)射已知頻率的超聲波,超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。,,,,,,,,,填一填,練一練,根據(jù)多普勒效應,下列說法正確的是( ) A.當波源與觀察者有相對運動時,觀察者接收到的頻率一定與波源發(fā)出的頻率相同 B.當波源與觀察者同向運動時,觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低 C.當波源與觀察者相向運動時,觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高 D.當波源與觀察者反向運動時,觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低,填一填,練一練,解析:當波源與觀察者的相對距離減小時,觀察者單位時間內接收到的完全波的個數(shù)增多,即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率高;當二者的相對距離增大時,觀察者單位時間內接收到的完全波的個數(shù)減少,即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率低。當波源與觀察者有相對運動或同向運動時,二者的相對距離可能增大,也可能減小,故選項A、B錯誤。當波源與觀察者相向運動時,二者的相對距離減小,故選項C正確。當波源與觀察者反向運動時,二者的相對距離增大,選項D正確。 答案:CD,,探究,探究對多普勒效應的理解 問題導引 如圖所示,男同學站立不動吹口哨,一位女同學坐在秋千上來回擺動,當女同學靠近或遠離男同學時,她感覺的哨音有變化嗎?,探究,探究,名師精講 1.多普勒效應是指觀察者所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象,并不是接收到的波的強度發(fā)生變化的現(xiàn)象。 2.發(fā)生多普勒效應時,波源的頻率并沒有變化,是接收者接收到的頻率(單位時間內接收到的完整波的個數(shù))發(fā)生變化(大于或小于波源頻率)。 3.多普勒效應的產(chǎn)生不是取決于波源與觀察者之間的距離,而是取決于二者相對速度的大小和方向。,探究,4.波源與觀察者相對位置變化與頻率的關系。,探究,探究,典例剖析 【例題】 新型列車動車組速度可達487.3 km/h,與該車汽笛聲的音調相比。 (1)站在車運動前方路旁的農民聽起來音調 (選填“偏高”或“偏低”)。 站在車運動后方路旁的農民聽起來音調 (選填“偏高”或“偏低”)。 (2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調怎樣?此時列車汽笛聲的音調變化了嗎? (3)坐在新型列車動車組上的乘客聽起來音調怎樣? 點撥:觀察者接收頻率的變化→音調的變化,,探究,解析:(1)站在車運動前方的農民與列車在靠近,因此聽起來音調偏高;站在車運動后方的農民與列車在遠離,因此聽起來音調偏低。 (2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調偏高,此時列車汽笛聲的音調不變。 (3)坐在新型列車動車組上的乘客與該列車的相對位置不變,故聽起來音調不變。 答案:(1)偏高 偏低 (2)偏高 不變 (3)不變,,探究,變式訓練 導學號38190055下列關于多普勒效應的說法,正確的是( ) A.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應 B.當觀察者靠近聲源時,聽到聲音的音調升高,說明聲源的頻率升高了 C.當聲源和觀察者同時以相同的速度向同一方向運動時,不會發(fā)生多普勒效應 D.火車離站時,站臺上的旅客聽到火車的汽笛聲音調降低,探究,解析:多普勒效應是波的共有特征,不僅是聲波等機械波,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應,A錯誤;發(fā)生多普勒效應時,聲源的頻率并沒有發(fā)生變化,而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化,B錯誤;當波源和觀察者以相同的速度同向運動時,兩者之間無相對運動,不會發(fā)生多普勒效應,C正確;火車離站時,站臺上的旅客和火車相互遠離,聽到火車的汽笛聲音調降低,D正確。 答案:CD,,1 2 3 4 5,,,,,,1.下面說法中正確的是( ) A.發(fā)生多普勒效應時,波源的頻率變化了 B.發(fā)生多普勒效應時,觀察者觀察到的頻率發(fā)生了變化 C.多普勒效應是在波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的 D.多普勒效應是由奧地利物理學家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的 解析:當聲源和觀察者之間有相對運動時,會發(fā)生多普勒效應,選項C正確;但聲源的頻率并沒有發(fā)生變化,選項A錯誤;多普勒效應產(chǎn)生的本質是觀察者觀察到的頻率不等于波源頻率,它首先由奧地利物理學家多普勒發(fā)現(xiàn),選項B、D正確。 答案:BCD,,,1 2 3 4 5,,,,,,2.下列關于多普勒效應的說法中,正確的是( ) A.只要波源在運動,就一定能觀察到多普勒效應 B.如果聲源靜止,就觀察不到多普勒效應 C.當聲源朝著觀察者運動時,聲源的頻率變高 D.當聲源相對于觀察者運動時,觀察者聽到的聲音的頻率可能變高,也可能變低 解析:波源運動時,波源與觀察者距離不一定變化,不一定發(fā)生多普勒效應,A錯;聲源靜止時,若觀察者相對聲源運動,能發(fā)生多普勒效應,B錯;聲源朝著觀察者運動時,聲源頻率不變,觀察者接收到的頻率變高,C錯;聲源相對觀察者運動時,二者距離可能增大,也可能減小,故觀察者接收到的頻率可能變低,也可能變高,D對。 答案:D,,,1 2 3 4 5,,,,,,3.產(chǎn)生機械波的波源O做勻速運動的情況如圖所示,圖中的圓表示波峰。該圖表示的是( ) A.干涉現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象 C.反射現(xiàn)象 D.多普勒效應 解析:圖示波源左方的波面密集,右方的波面稀疏,可知該圖表示的是多普勒效應中波源運動的情況,選項D正確。 答案:D,,,1 2 3 4 5,,,,,,4.下面哪些應用是利用了多普勒效應( ) A.利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度 B.交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波,波被運動的汽車反射回來時,根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,就可知汽車的速度,以便于交通管理 C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況 D.有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去,1 2 3 4 5,,,,,,解析:凡是波都具有多普勒效應,因此利用光波的多普勒效應便可以測定遙遠天體相對于地球的運動速度,選項A正確。由多普勒效應可求出運動物體的速度,選項B正確。鐵路工人根據(jù)振動的強弱而對火車的運動作出判斷,選項C錯誤。炮彈飛行,與空氣摩擦產(chǎn)生聲波,人耳接收到的頻率與炮彈的相對運動方向有關,選項D正確。 答案:ABD,,1 2 3 4 5,,,,,,5.導學號38190056(選做題)隨著科技的發(fā)展和作戰(zhàn)的需要,現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機飛得越來越快,甚至有些戰(zhàn)斗機的速度超過了聲音在空氣中的傳播速度。假設某爆炸聲在空氣中的傳播速度為340 m/s,一架戰(zhàn)斗機正在爆炸點附近遠離它飛行,要使飛行員聽不到爆炸聲,戰(zhàn)斗機飛行的速度至少多大? 解析:要使飛行員恰好聽不到爆炸聲,即飛行員正好一個聲波也接收不到,則他隨戰(zhàn)斗機運動的速度應與波峰前進的速度一樣,即戰(zhàn)斗機應以340 m/s的速度飛行遠離爆炸點。 答案:340 m/s,,,