2018-2019學年高中物理 第12章 機械波 12.5 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,,,多普勒效應及應用1.多普勒效應:波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時,接收到的波的_____都會發(fā)生變化的現(xiàn)象。,頻率,,2.多普勒效應產(chǎn)生的原因:(1)當波源與觀察者相對靜止時,1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是_____的,觀察者觀察到的頻率_____波源振動的頻率。(2)當波源與觀察者相向運動時,1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目_____,觀察到的頻率_____;反之,當波源與觀察者互相遠離時,觀察到的頻率_____。,一定,等于,增加,增加,變小,,3.應用:(1)測車輛速度:交通警車向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量_____________,根據(jù)___________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______。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。,反射波的頻率,反射波頻率,頻,率,靜止,,(3)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,頻率變化,,【預習診斷】1.請判斷下列說法的正誤。(1)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。()(2)鐵路工人用耳貼在鐵軌上判斷火車的運動情況是利用多普勒效應。(),(3)有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的聲音判斷飛行的炮彈是接近還是遠去。()(4)交警向行駛中的汽車發(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)接收到的波的頻率發(fā)生的變化,就可知汽車的速度,以便于交通管理。()(5)多普勒效應的發(fā)生是因為波源的振動頻率發(fā)生了變化。(),,提示:(1)√。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。(2)。鐵路工人根據(jù)鐵軌傳導聲音的速度大于空氣的傳播速度而對火車的運動作出判斷,不是利用多普勒效應。,,(3)√。炮彈飛行,與空氣摩擦產(chǎn)生聲波,人耳接收到的波的頻率與炮彈的相對運動方向有關。(4)√。被反射的電磁波,相當于一個運動的物體發(fā)出的電磁波,其頻率發(fā)生變化,由多普勒效應可求出運動物體的速度。(5)。多普勒效應的發(fā)生是波源與觀察者有相對運動時,觀察者接收到波的頻率發(fā)生變化,而波源的頻率不變。,,2.(多選)關于多普勒效應,下列說法中正確的是()A.設波源相對介質不動,觀察者遠離波源,則接收到的機械波的頻率減小B.設波源相對介質不動,觀察者靠近波源,則接收到的機械波的頻率增大,,C.設觀察者相對介質不動,波源接近觀察者時,觀察者接收到的機械波的頻率減小D.設觀察者相對介質不動,波源遠離觀察者時,觀察者接收到的機械波的頻率增大,,【解析】選A、B。產(chǎn)生多普勒效應的條件:觀察者與波源有相對運動,觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化,兩者靠近,接收到的波的頻率增大,遠離時,接收到的波的頻率減小,但波源的頻率不變,故A、B對,C、D錯。,,3.(多選)甲為聲源,發(fā)出聲波,乙為接收者,接收到甲發(fā)出的聲波,若甲、乙在沿著兩者連線的方向運動(速度都不超過聲波),則下列說法中正確的是()A.若甲、乙兩者相互靠近,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的高B.若甲、乙兩者向同一方向運動,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的低,,C.若甲、乙兩者向同一方向運動,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的高D.若甲靜止,乙向甲運動,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的高,,【解析】選A、D。兩者距離的變化是解決此題的關鍵。若甲、乙靠近,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的高,故A、D對;若甲、乙遠離,則乙收到的聲波頻率一定比甲發(fā)出的低,甲、乙兩者向同一方向運動,它們之間的距離可能增大,也可能減小,也可能不變,故乙收到的聲波頻率相對于甲發(fā)出的聲波頻率的高低不確定,故B、C錯。,知識點一波源頻率、接收頻率和音調的理解探究導入:由于波源勻速運動,產(chǎn)生的波的多普勒效應圖樣如圖所示。則觀察者在A處接收到的波的頻率等于波源振動的頻率嗎?,,提示:大于波源的頻率。,,【歸納總結】1.波源頻率:波源完成一次全振動,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)。,,2.接收頻率:(1)波源和觀察者相對靜止。觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。(2)波源和觀察者有相對運動。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,即感覺到波的頻率發(fā)生變化。,,波源與觀察者如果相互靠近,觀察者接收到的頻率增大;二者如果相互遠離,觀察者接收到的頻率減小。3.音調:音調由頻率決定,頻率高則音調高,頻率低則音調低。觀察者聽到的聲音的音調,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。,,【典題過關】【典例】(多選)關于多普勒效應,下列說法中正確的是()A.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率和波源的頻率都變化了B.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化,但波源的頻率不變,,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,它適用于一切波,,【正確解答】選B、C、D。該題考查對多普勒效應的理解。當聲源和觀察者之間有相對運動時,會發(fā)生多普勒效應,C正確;多普勒效應產(chǎn)生的本質是觀察者接收到的頻率不等于波源頻率,波源的頻率并沒有發(fā)生變化,故A錯,B對;它是由奧地利物理學家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的,故D正確。,,【過關訓練】1.關于多普勒效應,下列說法中正確的是()A.只有機械波才能發(fā)生多普勒效應B.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率總是高于波源的頻率C.產(chǎn)生多普勒效應的原因是波源的頻率發(fā)生變化D.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率可能高于波源的頻率,也可能低于波源的頻率,,【解析】選D。多普勒效應適用于一切波,故A錯;產(chǎn)生多普勒效應,此時觀察者接收到的頻率發(fā)生變化,但波源的頻率不變,若兩者相互靠近,接收到的頻率高于波源的頻率,若兩者遠離,接收到的頻率低于波源的頻率,故B、C錯,D正確。,,2.(多選)如圖所示是一個機械波的波源S做勻速運動的情況,圖中的圓表示機械波的波面,A、B、C、D是四個觀察者的位置,由圖可以看出()A.波源正在向A運動B.波源正在向C運動C.處在B點的觀察者接收到的波的頻率最低D.處在A點的觀察者接收到的波的頻率最高,,【解析】選A、C、D。由圖可知:波源正在向A運動,故處在A點的觀察者接收到的波的頻率最高,處在B點的觀察者接收到的波的頻率最低,故A、C、D對,B錯。,【補償訓練】如圖所示,在公路的十字路口東側路邊,甲以速度v1向東行走,在路口北側,乙站在路邊,一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛,已知汽車笛聲的頻率為f0,車速v2>v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1,乙聽到的笛聲的頻率為f2,司機自己聽到的笛聲的頻率為f3,則此三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為______。,,【解析】由于v2>v1,所以汽車和甲的相對距離減小,甲聽到的頻率變大,即f1>f0。由于乙靜止不動,汽車和乙的相對距離增大,乙聽到的頻率變小,即f2
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