教科版高中物理選修3-4課件-1-多普勒效應(yīng)課件

第二章·機(jī)械波第六節(jié)多普勒效應(yīng)第二章·機(jī)械波11．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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)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(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道波源頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。學(xué)習(xí)目標(biāo)2一、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(shí)，接收到的

都會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象．頻率頻率頻率波的頻率一、多普勒效應(yīng)頻率頻率頻率波的頻率3二、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因波源與觀察者相對(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，觀察者觀測(cè)到的頻率

波源振動(dòng)的頻率．當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(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二、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因一定等于增加增加變小4三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用測(cè)車輛速度：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射

的超聲波，同時(shí)測(cè)量

的頻率，根據(jù)反射波頻率

，就能知道車輛的速度．測(cè)星球速度：測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的

．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．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.頻率已知反射波變化的多少頻率靜止頻率已知反射頻率變化三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用頻率已知反射波變化的多少頻率靜止頻率已知5一、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因聲源完成一次全振動(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)．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．一、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因6波源和觀察者相對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)(1)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?。ㄔ春陀^察者相對(duì)介質(zhì)都靜止7提醒(1)多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)．(2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率．提醒8二、發(fā)生多普勒效應(yīng)的幾種情況相對(duì)位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，如右圖所示f波源＝f觀察者，音調(diào)不變二、發(fā)生多普勒效應(yīng)的幾種情況相對(duì)位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A9續(xù)表波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如右圖所示若靠近波源，由A→B則f波源＜f觀察者，音調(diào)變高；若遠(yuǎn)離波源，由A→C則f波源＞f觀察者，音調(diào)變低若觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S1→S2，如右圖所示f波源＜f觀察者，音調(diào)變高續(xù)表波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如右圖所示若10總之，當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大，音調(diào)變高，反之f觀察者變小，音調(diào)變低．總之，當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大，音調(diào)變高，反之11【典例1】下面說(shuō)法中不正確的是()． A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了 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 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)的多普勒效應(yīng)的理解A【典例1】下面說(shuō)法中不正確的是12解析當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項(xiàng)C正確；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，而波源的頻率并沒(méi)有改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)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(xiàng)D正確．答案A教科版高中物理選修3-4課件-1-多普勒效應(yīng)課件13借題發(fā)揮判斷觀察者接收的頻率是怎么樣變化的，就是看波源與觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況．借題發(fā)揮14【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(yùn)動(dòng)，以v表示聲源的速度，V表示聲波的速度(v<V)，f表示接收器接收到的頻率，若v增大，則()． A．f增大，V增大 B．f增大，V不變 C．f不變，V增大 D．f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(shí)，觀察者接收的頻率變高，故B正確．

B【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(yùn)動(dòng)，15【典例2】下面哪些應(yīng)用不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(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 B．交通警察向行進(jìn)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)，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(jìn)行交通管理 C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況 D．有經(jīng)驗(yàn)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(duì)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用C【典例2】下面哪些應(yīng)用不是利用了多普勒效應(yīng)(16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(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球遠(yuǎn)離的速度，故A選項(xiàng)正確．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)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，故B選項(xiàng)正確．對(duì)于C選項(xiàng)，鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故D選項(xiàng)正確．答案C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(cè)17【變式2】醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測(cè)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(cè)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(cè)量到反射波頻率發(fā)生變化，屬于多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A正確．

A【變式2】醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)——彩超．向病人體內(nèi)發(fā)射181.如圖2-4-1所示，為一波源O做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)B．該波源正在移向B點(diǎn)C．在A處觀察波的頻率變低D．在B處觀察波的頻率變高對(duì)多普勒效應(yīng)的理解圖2-4-1A對(duì)多普勒效應(yīng)的理解圖2-4-1A19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(shí)間早，傳播時(shí)間長(zhǎng)．對(duì)照?qǐng)D示，可確定出波源由右向左移動(dòng)，選項(xiàng)A正確、選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由于觀察者不動(dòng)，故波面經(jīng)過(guò)觀察者的速度等于波速，而在A處觀察時(shí)，相鄰波面間距比波源不動(dòng)時(shí)間距小，因而經(jīng)過(guò)觀察者時(shí)間間隔短，頻率大，同理在B處時(shí)間間隔長(zhǎng)，頻率小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案A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202．公路巡警開(kāi)車在高速公路上以100km/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(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車的車速 ()． A．高于100km/h B．低于100km/h C．等于100km/h D．無(wú)法確定多普勒效應(yīng)的應(yīng)用A多普勒效應(yīng)的應(yīng)用A21解析該題考查對(duì)發(fā)生多普勒效應(yīng)的原因分析．由多普勒效應(yīng)知，巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說(shuō)明轎車和巡警車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故A正確．答案A解析該題考查對(duì)發(fā)生多普勒效應(yīng)的原因分析．由多普勒效應(yīng)知，巡22第二章·機(jī)械波第六節(jié)多普勒效應(yīng)第二章·機(jī)械波231．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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)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(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道波源頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。學(xué)習(xí)目標(biāo)24一、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(shí)，接收到的

都會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象．頻率頻率頻率波的頻率一、多普勒效應(yīng)頻率頻率頻率波的頻率25二、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因波源與觀察者相對(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，觀察者觀測(cè)到的頻率

波源振動(dòng)的頻率．當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(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二、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因一定等于增加增加變小26三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用測(cè)車輛速度：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射

的超聲波，同時(shí)測(cè)量

的頻率，根據(jù)反射波頻率

，就能知道車輛的速度．測(cè)星球速度：測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的

．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．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.頻率已知反射波變化的多少頻率靜止頻率已知反射頻率變化三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用頻率已知反射波變化的多少頻率靜止頻率已知27一、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因聲源完成一次全振動(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)．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．一、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因28波源和觀察者相對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)(1)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?。ㄔ春陀^察者相對(duì)介質(zhì)都靜止29提醒(1)多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)．(2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率．提醒30二、發(fā)生多普勒效應(yīng)的幾種情況相對(duì)位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，如右圖所示f波源＝f觀察者，音調(diào)不變二、發(fā)生多普勒效應(yīng)的幾種情況相對(duì)位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A31續(xù)表波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如右圖所示若靠近波源，由A→B則f波源＜f觀察者，音調(diào)變高；若遠(yuǎn)離波源，由A→C則f波源＞f觀察者，音調(diào)變低若觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S1→S2，如右圖所示f波源＜f觀察者，音調(diào)變高續(xù)表波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如右圖所示若32總之，當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大，音調(diào)變高，反之f觀察者變小，音調(diào)變低．總之，當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大，音調(diào)變高，反之33【典例1】下面說(shuō)法中不正確的是()． A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了 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 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)的多普勒效應(yīng)的理解A【典例1】下面說(shuō)法中不正確的是34解析當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項(xiàng)C正確；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，而波源的頻率并沒(méi)有改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)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(xiàng)D正確．答案A教科版高中物理選修3-4課件-1-多普勒效應(yīng)課件35借題發(fā)揮判斷觀察者接收的頻率是怎么樣變化的，就是看波源與觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況．借題發(fā)揮36【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(yùn)動(dòng)，以v表示聲源的速度，V表示聲波的速度(v<V)，f表示接收器接收到的頻率，若v增大，則()． A．f增大，V增大 B．f增大，V不變 C．f不變，V增大 D．f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(shí)，觀察者接收的頻率變高，故B正確．

B【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(yùn)動(dòng)，37【典例2】下面哪些應(yīng)用不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(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 B．交通警察向行進(jìn)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)，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(jìn)行交通管理 C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況 D．有經(jīng)驗(yàn)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(duì)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用C【典例2】下面哪些應(yīng)用不是利用了多普勒效應(yīng)(38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(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球遠(yuǎn)離的速度，故A選項(xiàng)正確．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)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，故B選項(xiàng)正確．對(duì)于C選項(xiàng)，鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故D選項(xiàng)正確．答案C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(cè)39【變式2】醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測(cè)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(cè)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(cè)量到反射波頻率發(fā)生變化，屬于多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A正確．

A【變式2】醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)——彩超．向病