2022版高中物理第十二章5多普勒效應(yīng)課件新人教版選修3_4

1、5 5多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.1.知道多普勒效應(yīng)這種現(xiàn)象知道多普勒效應(yīng)這種現(xiàn)象, ,了解多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因了解多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因. .2.2.能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象. .課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí) 感悟新知感悟新知教材探究教材探究知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng)及產(chǎn)生的原因知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng)及產(chǎn)生的原因 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)問(wèn)題導(dǎo)學(xué) 警車(chē)?guó)Q笛從你身邊飛速駛過(guò)警車(chē)?guó)Q笛從你身邊飛速駛過(guò), ,對(duì)于警車(chē)向你靠近的過(guò)程和警車(chē)遠(yuǎn)離你的對(duì)于警車(chē)向你靠近的過(guò)程和警車(chē)遠(yuǎn)離你的過(guò)程過(guò)程, ,你聽(tīng)到的警笛的音調(diào)有何不同你聽(tīng)到的警笛的音調(diào)有何不同? ?實(shí)際上警笛的音調(diào)變了嗎實(shí)際上警笛的音

2、調(diào)變了嗎? ?答案答案: :靠近過(guò)程靠近過(guò)程, ,音調(diào)變高音調(diào)變高; ;遠(yuǎn)離過(guò)程遠(yuǎn)離過(guò)程, ,音調(diào)變低音調(diào)變低. .實(shí)際上警笛的音調(diào)由聲實(shí)際上警笛的音調(diào)由聲源決定源決定, ,并未發(fā)生變化并未發(fā)生變化. . 知識(shí)梳理知識(shí)梳理 1.1.多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)(1)(1)音調(diào)音調(diào): :音調(diào)由音調(diào)由 決定決定, ,頻率頻率 那么音調(diào)高那么音調(diào)高, ,頻率頻率 那么音調(diào)那么音調(diào)低低. .(2)(2)多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng): :波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí), ,接收到的波接收到的波的的 都會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象都會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象. .2.2.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生

3、的原因(1)(1)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí),1 s,1 s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰( (或密部或密部) )的數(shù)目是的數(shù)目是 的的, ,觀察者觀測(cè)到的頻率觀察者觀測(cè)到的頻率 波源振動(dòng)的頻率波源振動(dòng)的頻率. .(2)(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí),1 s,1 s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰( (或密部或密部) )的數(shù)目的數(shù)目 , ,觀察到的頻率觀察到的頻率 ; ;反之反之, ,當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí), ,觀觀察到的頻率察到的頻率 . .頻率頻率低低頻率頻率一定一定等于等于增加增加增加增加變小變小高高知識(shí)點(diǎn)二多

4、普勒效應(yīng)的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)二多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 知識(shí)梳理知識(shí)梳理 1.1.測(cè)車(chē)輛速度測(cè)車(chē)輛速度: :交警向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射交警向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射 的超聲波的超聲波, ,同時(shí)測(cè)同時(shí)測(cè)量量 的頻率的頻率, ,根據(jù)反射波頻率根據(jù)反射波頻率 就能知道車(chē)輛的速度就能知道車(chē)輛的速度. .2.2.測(cè)星球速度測(cè)星球速度: :測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的 , ,然后與地球上然后與地球上這些元素這些元素 時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照, ,可得星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度可得星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度. .3.3.測(cè)血流速度測(cè)血流速度: :向人體內(nèi)發(fā)射向人體內(nèi)發(fā)射 的超聲波的超聲波, ,超聲波

5、被血管中的超聲波被血管中的血流血流 后又被儀器接收后又被儀器接收, ,測(cè)出反射波的測(cè)出反射波的 就可得血流速度就可得血流速度. .頻率頻率反射波反射波變化的多少變化的多少頻率頻率靜止靜止頻率頻率反射反射頻率變化頻率變化思考判斷思考判斷1.1.多普勒效應(yīng)是波獨(dú)有的特性多普勒效應(yīng)是波獨(dú)有的特性.(.( ) )2.2.當(dāng)觀察者向波源做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)觀察者向波源做減速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,觀察者接收到的頻率變小觀察者接收到的頻率變小.(.( ) )3.3.多普勒效應(yīng)是在多普勒效應(yīng)是在18421842年由奧地利物理學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)的年由奧地利物理學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)的.(.( ) )4.4.當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)觀

6、察者遠(yuǎn)離波源做加速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,觀察者接收到的頻率變大觀察者接收到的頻率變大.(.( ) )5.5.音調(diào)由頻率決定音調(diào)由頻率決定, ,頻率高那么音調(diào)高頻率高那么音調(diào)高.(.( ) )要點(diǎn)對(duì)多普勒效應(yīng)和音調(diào)的理解要點(diǎn)對(duì)多普勒效應(yīng)和音調(diào)的理解1.1.波源頻率波源頻率: :波源完成一次全振動(dòng)波源完成一次全振動(dòng), ,向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波, ,稱(chēng)為一個(gè)完稱(chēng)為一個(gè)完全波全波. .頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù). .因此波源的頻率又等于因此波源的頻率又等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù). .2.2.接收頻率接收頻率

7、(1)(1)波源和觀察者相對(duì)靜止波源和觀察者相對(duì)靜止, ,觀察者接收到的頻率等于波源的頻率觀察者接收到的頻率等于波源的頻率. .(2)(2)波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)發(fā)生變化數(shù)發(fā)生變化, ,即感覺(jué)到波的頻率發(fā)生變化即感覺(jué)到波的頻率發(fā)生變化. .3.3.音調(diào)音調(diào): :音調(diào)由頻率決定音調(diào)由頻率決定, ,頻率高那么音調(diào)高頻率高那么音調(diào)高, ,頻率低那么音調(diào)低頻率低那么音調(diào)低. .觀察者觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)是由觀察者接收到的頻率即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全聽(tīng)到的聲音的音調(diào)是由觀察者接收到的頻率即單位時(shí)間內(nèi)接

8、收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的波的個(gè)數(shù)決定的. .課堂探究課堂探究 突破要點(diǎn)突破要點(diǎn)狀元心得狀元心得1)1)多普勒效應(yīng)是指所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象多普勒效應(yīng)是指所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象, ,并并不是接收到波的強(qiáng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象不是接收到波的強(qiáng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象, ,要正確區(qū)分頻率和強(qiáng)度這兩個(gè)要正確區(qū)分頻率和強(qiáng)度這兩個(gè)物理量物理量; ;2)2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí), ,波源產(chǎn)生波的頻率并沒(méi)有變化波源產(chǎn)生波的頻率并沒(méi)有變化, ,只是觀察者接收只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化到的波的頻率發(fā)生了變化. .3)3)觀察者垂直于波的傳播方向移動(dòng)時(shí)觀察者垂直于波的傳播方向

9、移動(dòng)時(shí), ,不產(chǎn)生多普勒效應(yīng)不產(chǎn)生多普勒效應(yīng). .4)4)波的傳播速度不因波源的移動(dòng)而改變波的傳播速度不因波源的移動(dòng)而改變. .5)5)多普勒效應(yīng)的普遍特性多普勒效應(yīng)的普遍特性: :不只有機(jī)械波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)不只有機(jī)械波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng), ,后面所學(xué)后面所學(xué)的光波、電磁波也會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的光波、電磁波也會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象. . 例題例題 ( (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )假設(shè)一輛汽車(chē)在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是假設(shè)一輛汽車(chē)在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是 300 300 Hz,Hz,在汽車(chē)向你駛來(lái)又擦身而過(guò)的過(guò)程中在汽車(chē)向你駛來(lái)又擦身而過(guò)的過(guò)程中, ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( ( ) )

10、A.A.當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí)當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí), ,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于300 Hz300 HzB.B.當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí)當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí), ,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300 Hz300 HzC.C.當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后, ,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于300 Hz300 HzD.D.當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后, ,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300 Hz300 HzADAD解析解析: :當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí)當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí), ,兩者距離減小兩者距離減小. .你接收的聲波個(gè)數(shù)增多你接收的聲波個(gè)數(shù)增

11、多, ,頻率升頻率升高高, ,將大于將大于300 Hz,300 Hz,故故A A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確; ;當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后, ,兩者距離變大兩者距離變大, ,你接收的聲波個(gè)數(shù)減少你接收的聲波個(gè)數(shù)減少, ,頻率降低頻率降低, ,將小于將小于300 Hz,300 Hz,故故D D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .方法總結(jié)方法總結(jié)多普勒效應(yīng)的判斷方法多普勒效應(yīng)的判斷方法(1)(1)確定研究對(duì)象確定研究對(duì)象( (波源與觀察者波源與觀察者).).(2)(2)確定波源與觀察者之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)確定波源與觀察者之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng). .假設(shè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)假設(shè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,那么能那么能發(fā)生多普勒效應(yīng)發(fā)生多

12、普勒效應(yīng), ,否那么不發(fā)生否那么不發(fā)生. .(3)(3)判斷判斷: :當(dāng)兩者遠(yuǎn)離時(shí)當(dāng)兩者遠(yuǎn)離時(shí), ,觀察者接收到的頻率變小觀察者接收到的頻率變小, ,靠近時(shí)靠近時(shí), ,觀察者接觀察者接收到的頻率變大收到的頻率變大, ,但波源的頻率不變但波源的頻率不變. . 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 ( (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )如下圖如下圖,a,a為靜止不動(dòng)的聲源為靜止不動(dòng)的聲源, ,發(fā)出聲波發(fā)出聲波;b;b為接收為接收者者, ,接收接收a a發(fā)出的聲波發(fā)出的聲波. .假設(shè)假設(shè)b b沿著沿著abab連線向連線向a a勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng), ,那么在這一過(guò)程中那么在這一過(guò)程中( ( ) )接收到的聲音頻率比接收到的聲音頻率比

13、a a發(fā)出的聲音頻率大發(fā)出的聲音頻率大離離a a越近越近, ,接收到的聲音頻率越大接收到的聲音頻率越大離離a a越遠(yuǎn)越遠(yuǎn), ,接收到的聲音頻率越小接收到的聲音頻率越小接收到的聲音頻率與遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)接收到的聲音頻率與遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)ADAD解析解析: :波源與接收者發(fā)生相向運(yùn)動(dòng)時(shí)波源與接收者發(fā)生相向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,接收者接收的頻率增大接收者接收的頻率增大. .只要二者只要二者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,接收者接收到的頻率就要發(fā)生變化接收者接收到的頻率就要發(fā)生變化, ,與遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)與遠(yuǎn)近無(wú)關(guān). .1.(20211.(2021湖北黃石校級(jí)檢測(cè)湖北黃石校級(jí)檢測(cè))()(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說(shuō)法以下

14、關(guān)于多普勒效應(yīng)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是中正確的選項(xiàng)是( ( ) )A.A.只要波源在運(yùn)動(dòng)只要波源在運(yùn)動(dòng), ,就一定能觀察到多普勒效應(yīng)就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B.B.當(dāng)聲源靜止、觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)聲源靜止、觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí), ,也可以觀察到多普勒效應(yīng)也可以觀察到多普勒效應(yīng)C.C.只要聲源在運(yùn)動(dòng)只要聲源在運(yùn)動(dòng), ,觀察者總是感到聲音的頻率變高觀察者總是感到聲音的頻率變高D.D.當(dāng)聲源相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)聲源相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí), ,觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)可能變高觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)可能變高, ,也也可能變低可能變低隨堂演練隨堂演練 檢測(cè)效果檢測(cè)效果BDBD解析解析: :當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)波源與觀察者

15、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,如果二者相互接近如果二者相互接近, ,觀察者接收到觀察者接收到的頻率增大的頻率增大, ,感到聲音的音調(diào)變高感到聲音的音調(diào)變高; ;如果二者遠(yuǎn)離如果二者遠(yuǎn)離, ,觀察者接收到的頻率觀察者接收到的頻率減小減小, ,感到聲音的音調(diào)變低感到聲音的音調(diào)變低, ,所以應(yīng)選所以應(yīng)選B,D.B,D.2.(2.(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )以下選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是以下選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是( ( ) )A.A.科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離B.B.醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速C.C.技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、

16、陶瓷、混凝土中是否有氣泡技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D.D.交通警察向車(chē)輛發(fā)射超聲波并通過(guò)測(cè)量反射波的頻率確定車(chē)輛行進(jìn)的交通警察向車(chē)輛發(fā)射超聲波并通過(guò)測(cè)量反射波的頻率確定車(chē)輛行進(jìn)的速度速度BDBD解析解析: :當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,不發(fā)生多普勒效應(yīng)不發(fā)生多普勒效應(yīng),A,C,A,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,發(fā)生多普勒效應(yīng)發(fā)生多普勒效應(yīng), ,根據(jù)接收頻率的變根據(jù)接收頻率的變化來(lái)測(cè)速化來(lái)測(cè)速, ,故故B,DB,D正確正確. .3.3.公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以

17、100 km/h100 km/h的恒定速度巡查的恒定速度巡查, ,在同一車(chē)道在同一車(chē)道上上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)頻率的電磁波巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)頻率的電磁波, ,如果該電磁波被如果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí), ,巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低, ,說(shuō)明那說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速輛轎車(chē)的車(chē)速( ( ) )A.A.高于高于100 km/h 100 km/h B.B.低于低于100 km/h100 km/hC.C.等于等于100 km/h 100 km/h D.D.無(wú)法確定無(wú)法確定A A解析解析: :此題以實(shí)例的形式考察對(duì)多普勒效

18、應(yīng)的理解此題以實(shí)例的形式考察對(duì)多普勒效應(yīng)的理解, ,因警車(chē)因警車(chē)( (觀察者觀察者) )接接收到的電磁波比發(fā)出時(shí)低收到的電磁波比發(fā)出時(shí)低, ,由多普勒效應(yīng)可知由多普勒效應(yīng)可知, ,警車(chē)與轎車(chē)在相互遠(yuǎn)離警車(chē)與轎車(chē)在相互遠(yuǎn)離, ,而警車(chē)的速度恒定且在后面而警車(chē)的速度恒定且在后面, ,可判斷轎車(chē)車(chē)速比警車(chē)大可判斷轎車(chē)車(chē)速比警車(chē)大, ,故故A A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確,B, ,B, C,DC,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .4.(20214.(2021湖南長(zhǎng)沙校級(jí)檢測(cè)湖南長(zhǎng)沙校級(jí)檢測(cè)) )如圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源如圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O O做勻速運(yùn)動(dòng)做勻速運(yùn)動(dòng)的情況的情況, ,圖中的圓表示波峰圖中的圓表示波峰. .(1)

19、(1)該圖表示的是該圖表示的是.A.A.干預(yù)現(xiàn)象干預(yù)現(xiàn)象 B.B.衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象C.C.反射現(xiàn)象反射現(xiàn)象 D.D.多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)(2)(2)波源正在移向波源正在移向.點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn)(3)(3)觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是.點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn)解析解析: :(1)(1)該圖表示的是多普勒效應(yīng)該圖表示的是多普勒效應(yīng), ,正確選項(xiàng)為正確選項(xiàng)為D.D.(2)(2)從圖中情況來(lái)看從圖中情況來(lái)看, ,波源正在移向波源正在移向A A點(diǎn)點(diǎn). .(3)(3)由于波源遠(yuǎn)離由于波源遠(yuǎn)離B B點(diǎn)點(diǎn), ,所以所以, ,觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是B B點(diǎn)點(diǎn). .答案答案: :(1)D(1)D(2)A(2)A(3)B(3)B 科學(xué)科學(xué)技術(shù)技術(shù)社會(huì)社會(huì)環(huán)境