高二物理競(jìng)賽多普勒效應(yīng)和剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理課件

4.5多普勒效應(yīng)*沖擊波多普勒效應(yīng)

觀察者接受到的頻率有賴于波源或觀察者運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，稱為多普勒效應(yīng)。VS

——表示波源相對(duì)于介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度?！ㄔ吹念l率u——波在介質(zhì)中的速度

——介質(zhì)中波的頻率選介質(zhì)為參考系波源和觀察者的運(yùn)動(dòng)在兩者的連線上——觀察者接收到的頻率Vb

——表示觀察者相對(duì)于介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度。規(guī)定“趨近為正，背離為負(fù)”“恒為正”4.5.1

波源靜止，觀察者運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離u靠近u觀察者4.5.2

觀察者靜止，波源運(yùn)動(dòng)S運(yùn)動(dòng)的前方波長(zhǎng)變短遠(yuǎn)離靠近u觀察者4.5.3

波源和觀察者同時(shí)相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)波源和觀察者接近時(shí)，波源和觀察者背離時(shí)，相對(duì)于觀察者，波速相對(duì)于觀察者，波長(zhǎng)例為了行車安全，每條公路都會(huì)設(shè)有限速多少，現(xiàn)有一條路限速為70kmh-1，利用多普勒效應(yīng)制成靜止測(cè)速儀監(jiān)測(cè)汽車行駛的速度，測(cè)速儀發(fā)出頻率為150KHz的超聲波，一輛汽車迎著波源駛來(lái)時(shí)，與測(cè)速儀安裝在一起的接收器接收到從汽車反射回來(lái)的超聲波的頻率為170KHz，已知空氣中聲速為340ms-1，問(wèn)汽車行駛的速度是否超速．解

測(cè)速儀（相當(dāng)波源）靜止汽車（相當(dāng)觀察者）以Vb迎著波源運(yùn)動(dòng)，汽車（觀察者）接收到的頻率反射波從汽車（相當(dāng)波源）表面反射回來(lái)并被測(cè)速儀接收，此時(shí)波源以速度Vb向著測(cè)速儀運(yùn)動(dòng)，波源發(fā)出的頻率為測(cè)速儀（相當(dāng)觀察者），接收到的頻率（1）（2）將（2）代入（1）得電磁波的多普勒效應(yīng)光源和觀察者在同一直線上運(yùn)動(dòng)橫向多普勒效應(yīng)紅移縱向多普勒效應(yīng)**沖擊波波源的運(yùn)動(dòng)速度大于波在介質(zhì)中的傳播速度，波源本身的運(yùn)動(dòng)會(huì)激起介質(zhì)的擾動(dòng)，激起另一種波。沖擊波的包絡(luò)面成圓錐狀，稱作馬赫堆。若沖擊波是聲波，必然是運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)之后才能聽(tīng)見(jiàn)聲音。3.3.1.力矩的功式中對(duì)i求和，得：力矩的功率為：當(dāng)輸出功率一定時(shí),力矩與角速度成反比。3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理ZMf

FO

rFd

dm

Fn轉(zhuǎn)動(dòng)平面vvvvvvz轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角動(dòng)量的關(guān)系3.3.2.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理

剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方乘積的一半。1.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能2.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理當(dāng)θ=θ1時(shí)，ω=ω1’θ=θ2時(shí)，ω=ω2

所以：合外力矩對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體所做的功等于剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的增量剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理

例1一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的均勻細(xì)直棒，其一端有一固定的光滑水平軸，因而可以在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。最初棒靜止在水平位置，求它由此下擺角時(shí)的角加速度和角速度。解：棒下擺為加速過(guò)程，外力矩為重力對(duì)O的力矩。棒上取質(zhì)元dm,當(dāng)棒處在下擺角時(shí)，該質(zhì)量元的重力對(duì)軸的元力矩為Ogdmdm重力對(duì)整個(gè)棒的合力矩為Ogdmdm代入轉(zhuǎn)動(dòng)定律，可得

應(yīng)用機(jī)械能守恒定律Ogdmdm

例2

一個(gè)質(zhì)量為m′、半徑為Ｒ的定滑輪（當(dāng)作均勻圓盤）上面繞有細(xì)繩，繩的一端固定在滑輪邊上，另一端掛