【創(chuàng)新設(shè)計】高中物理 2.4 多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用同步課件 魯科版選修34.ppt

1、第4節(jié)多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用,1知道波源頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別 2知道什么是多普勒效應(yīng)，知道它是波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象 3了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用 4通過改變波源與觀察者的距離，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法分析問題的能力.,一、多普勒效應(yīng) 音調(diào)：音調(diào)由 決定， 高則音調(diào)高， 低則音調(diào)低 多普勒效應(yīng)：波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時，接收到的 都會發(fā)生變化的現(xiàn)象,頻率,頻率,頻率,波的頻率,二、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因 波源與觀察者相對靜止時，1 s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是 的，觀察者觀測到的頻率 波源振動的頻率 當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，1 s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部

2、)的數(shù)目 ，觀察到的頻率 ；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時，觀察到的頻率 ,一定,等于,增加,增加,變小,三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 測車輛速度：交警向行進中的車輛發(fā)射 的超聲波，同時測量 的頻率，根據(jù)反射波頻率 ，就能知道車輛的速度 測星球速度：測量星球上某些元素發(fā)出的光波的 然后與地球上這些元素 時發(fā)光的頻率對照，可得星球的速度 測血流速度：向人體內(nèi)發(fā)射 的超聲波，超聲波被血管中的血流 后又被儀器接收，測出反射波的 ，就可得血流速度.,頻率已知,反射波,變化的多少,頻率,靜止,頻率已知,反射,頻率變化,一、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因 聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，稱為一個完全波頻率表示單位

3、時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)因此，波源的頻率又等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù) 觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)決定的,波源和觀察者相對介質(zhì)都靜止 觀察者接收到的頻率等于波源的頻率 波源和觀察者有相對運動 (1)觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生變化，即感覺到的頻率發(fā)生變化 (2)波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小,提醒(1)多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機械波，光波和電磁波也都會發(fā)生多普勒效應(yīng) (2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率,二、發(fā)生多普勒效

4、應(yīng)的幾種情況,續(xù)表,總之，當(dāng)波源與觀察者相互接近時，f觀察者變大，音調(diào)變高，反之f觀察者變小，音調(diào)變低,【典例1】 下面說法中不正確的是 () A發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的頻率變化了 B發(fā)生多普勒效應(yīng)時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 C多普勒效應(yīng)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(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的,多普勒效應(yīng)的理解,解析當(dāng)波源與觀察者之間有相對運動時會發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項C正確；發(fā)生多普勒效應(yīng)時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒有改變，故選項A錯誤、選項B正確；此現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的，故選項D正確 答案A,借題發(fā)揮判斷觀察者接收的

5、頻率是怎么樣變化的，就是看波源與觀察者間的相對運動情況,【變式1】 頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動，以v表示聲源的速度，V表示聲波的速度(vV)，f表示接收器接收到的頻率，若v增大，則 () Af增大，V增大 Bf增大，V不變 Cf不變，V增大 Df減小，V不變 解析由于聲波的波速由介質(zhì)決定，所以V不變；由多普勒效應(yīng)知，當(dāng)波源跟觀察者靠近時，觀察者接收的頻率變高，故B正確 答案B,【典例2】 下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng) () A利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)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

6、，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理 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(yuǎn)去,對多普勒效應(yīng)的應(yīng)用,解析凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可測定遙遠(yuǎn)星體相對地球遠(yuǎn)離的速度，故A選項正確被反射的電磁波，相當(dāng)于一個運動的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計算公式可以求出運動物體的速度，故B選項正確對于C選項，鐵路工人是根據(jù)振動的強弱而對列車的運動情況做出判斷的，故不正確炮彈飛行，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(guān)，故D選項正確 答案ABD,【變式2】

7、 醫(yī)院有一種先進的檢測技術(shù)彩超向病人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波經(jīng)血流反射后被專用儀器接收測出反射波的頻率變化，就可以知道血流的速度這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象 () A多普勒效應(yīng) B波的衍射 C波的干涉 D共振 解析測量到反射波頻率發(fā)生變化，屬于多普勒效應(yīng)，選項A正確 答案A,1.如圖2-4-1所示，為一波源O做勻速直線運動時在均勻介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的情況，則 () A該波源正在移向A點 B該波源正在移向B點 C在A處觀察波的頻率變低 D在B處觀察波的頻率變低,對多普勒效應(yīng)的理解,圖2-4-1,解析波源在某一位置產(chǎn)生一列波面后，該波面以該位置為球心，以波速作為傳播速度向外傳播，反之，由波面可確定出該波面的產(chǎn)生位置，即波源波面半徑大，表示產(chǎn)生時間早，傳播時間長對照圖示，可確定出波源由右向左移動，選項A正確、選項B錯誤由于觀察者不動，故波面經(jīng)過觀察者的速度等于波速，而在A處觀察時，相鄰波面間距比波源不動時間距小，因而經(jīng)過觀察者時間間隔短，頻率大，同理在B處時間間隔長，頻率小，選項C錯誤、選項D正確 答案AD,2公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速() A高于100 km/h B低于100 km/h C等于1