2018-2019學(xué)年高中物理 第12章 機(jī)械波 12.5 多普勒效應(yīng)課件 新人教版選修3-4.ppt
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5多普勒效應(yīng),,,多普勒效應(yīng)及應(yīng)用1.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),接收到的波的_____都會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。,頻率,,2.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因:(1)當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí),1s內(nèi)通過(guò)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(dòng)的頻率。(2)當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí),1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)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(shí),觀察到的頻率_____。,一定,等于,增加,增加,變小,,3.應(yīng)用:(1)測(cè)車輛速度:交通警車向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時(shí)測(cè)量_____________,根據(jù)___________變化的多少就能知道車輛的速度。(2)測(cè)星球速度:測(cè)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(shí)發(fā)光的頻率對(duì)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(cè)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(cè)出反射波的_________,就可得血流速度。,頻率已知,反射,頻率變化,,【預(yù)習(xí)診斷】1.請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度。()(2)鐵路工人用耳貼在鐵軌上判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況是利用多普勒效應(yīng)。(),(3)有經(jīng)驗(yàn)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(yuǎn)去。()(4)交警向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波,波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來(lái)時(shí),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(yīng)的發(fā)生是因?yàn)椴ㄔ吹恼駝?dòng)頻率發(fā)生了變化。(),,提示:(1)√。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)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度。(2)。鐵路工人根據(jù)鐵軌傳導(dǎo)聲音的速度大于空氣的傳播速度而對(duì)火車的運(yùn)動(dòng)作出判斷,不是利用多普勒效應(yīng)。,,(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(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。(4)√。被反射的電磁波,相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)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)可求出運(yùn)動(dòng)物體的速度。(5)。多普勒效應(yīng)的發(fā)生是波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),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(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是()A.設(shè)波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng),觀察者遠(yuǎn)離波源,則接收到的機(jī)械波的頻率減小B.設(shè)波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng),觀察者靠近波源,則接收到的機(jī)械波的頻率增大,,C.設(shè)觀察者相對(duì)介質(zhì)不動(dòng),波源接近觀察者時(shí),觀察者接收到的機(jī)械波的頻率減小D.設(shè)觀察者相對(duì)介質(zhì)不動(dòng),波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí),觀察者接收到的機(jī)械波的頻率增大,,【解析】選A、B。產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的條件:觀察者與波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng),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(yuǎn)離時(shí),接收到的波的頻率減小,但波源的頻率不變,故A、B對(duì),C、D錯(cuò)。,,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(yùn)動(dòng)(速度都不超過(guò)聲波),則下列說(shuō)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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(guān)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(duì);若甲、乙遠(yuǎn)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(yùn)動(dòng),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(duì)于甲發(fā)出的聲波頻率的高低不確定,故B、C錯(cuò)。,知識(shí)點(diǎn)一波源頻率、接收頻率和音調(diào)的理解探究導(dǎo)入:由于波源勻速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的波的多普勒效應(yīng)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(dòng)的頻率嗎?,,提示:大于波源的頻率。,,【歸納總結(jié)】1.波源頻率:波源完成一次全振動(dòng),向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波,稱為一個(gè)完全波。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單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。,,2.接收頻率:(1)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。(2)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)數(shù)發(fā)生變化,即感覺(jué)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(yuǎn)離,觀察者接收到的頻率減小。3.音調(diào):音調(diào)由頻率決定,頻率高則音調(diào)高,頻率低則音調(diào)低。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)接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。,,【典題過(guò)關(guān)】【典例】(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是()A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),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(yīng)時(shí),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(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)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,它適用于一切波,,【正確解答】選B、C、D。該題考查對(duì)多普勒效應(yīng)的理解。當(dāng)聲源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng),C正確;多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)是觀察者接收到的頻率不等于波源頻率,波源的頻率并沒(méi)有發(fā)生變化,故A錯(cuò),B對(duì);它是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的,故D正確。,,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是()A.只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),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(yīng)的原因是波源的頻率發(fā)生變化D.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),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(yīng)適用于一切波,故A錯(cuò);產(chǎn)生多普勒效應(yīng),此時(shí)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(yuǎn)離,接收到的頻率低于波源的頻率,故B、C錯(cuò),D正確。,,2.(多選)如圖所示是一個(gè)機(jī)械波的波源S做勻速運(yùn)動(dòng)的情況,圖中的圓表示機(jī)械波的波面,A、B、C、D是四個(gè)觀察者的位置,由圖可以看出()A.波源正在向A運(yùn)動(dòng)B.波源正在向C運(yùn)動(dòng)C.處在B點(diǎn)的觀察者接收到的波的頻率最低D.處在A點(diǎn)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(yùn)動(dòng),故處在A點(diǎn)的觀察者接收到的波的頻率最高,處在B點(diǎn)的觀察者接收到的波的頻率最低,故A、C、D對(duì),B錯(cuò)。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,在公路的十字路口東側(cè)路邊,甲以速度v1向東行走,在路口北側(cè),乙站在路邊,一輛汽車以速度v2通過(guò)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(tīng)到的笛聲的頻率為f1,乙聽(tīng)到的笛聲的頻率為f2,司機(jī)自己聽(tīng)到的笛聲的頻率為f3,則此三人聽(tīng)到笛聲的頻率由高至低依次為_(kāi)_____。,,【解析】由于v2>v1,所以汽車和甲的相對(duì)距離減小,甲聽(tīng)到的頻率變大,即f1>f0。由于乙靜止不動(dòng),汽車和乙的相對(duì)距離增大,乙聽(tīng)到的頻率變小,即f2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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