【課件】多普勒效應(yīng)++課件-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第三章機(jī)械波第五節(jié)多普勒效應(yīng)仔細(xì)聽,注意除音量大小以外的變化課堂引入多普勒效應(yīng)一警車鳴笛從你身邊飛速駛過，對于警車向你靠近和警車遠(yuǎn)離的過程，你會聽到警笛的聲音在變化。思考下列問題：(1)你聽到警笛的音調(diào)有何不同？答案警車駛來時，音調(diào)變高；警車遠(yuǎn)離時，音調(diào)變低；(2)實際上警笛的音調(diào)會變化嗎？答案實際上警笛的音調(diào)不會變化；(3)聽到音調(diào)發(fā)生變化的原因是什么？答案警車與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增加；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小，因此會感覺警笛音調(diào)變化。1.多普勒效應(yīng)波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時，接收到的波的

都會發(fā)生變化的現(xiàn)象。2.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因(1)當(dāng)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，觀測到的頻率

波源振動的頻率。(2)當(dāng)波源與觀察者相互接近時，1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目______(選填“增加”或“減少”)，觀測到的頻率

(選填“增大”或“減小”)；反之，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀測到的頻率

(選填“增大”或“減小”)。梳理與總結(jié)頻率一定等于增加增大減小只要觀察者與波源發(fā)生相對運動，就會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，這種說法對嗎？為什么？思考與討論答案不對，如果觀察者繞著波源做圓周運動，雖然兩者間發(fā)生了相對運動，但觀察者接收的頻率與波源發(fā)出的頻率依然相等，并未發(fā)生多普勒效應(yīng)。易錯辨析(1)當(dāng)波源和觀察者向同一個方向運動時，一定發(fā)生多普勒效應(yīng)。(

)(2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源本身的頻率沒有變化。(

)(3)多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的。(

)(4)只有聲波可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。(

)(5)甲、乙兩列車相向行駛，兩車均鳴笛，且所發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率。(

)×√×××如圖甲所示，男同學(xué)站立不動吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回擺動，據(jù)圖乙，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是A.女同學(xué)從A向B運動過程中，她聽到的哨聲音調(diào)變低B.女同學(xué)從E向D運動過程中，她聽到的哨聲音調(diào)變高C.女同學(xué)在C點向右運動時，她聽到的哨聲音調(diào)不變D.女同學(xué)在C點向左運動時，她聽到的哨聲音調(diào)變低例1√根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源不動時，觀察者向著聲源運動時，聽到的哨聲調(diào)變高，遠(yuǎn)離聲源運動時，聽到的哨聲音調(diào)變低。女同學(xué)從A向B運動過程中，她向著聲源運動，聽到的哨聲音調(diào)變高，故A錯誤；女同學(xué)從E向D運動過程中，她遠(yuǎn)離聲源運動，聽到的哨聲音調(diào)變低，故B錯誤；女同學(xué)在C點向右運動時，她向著聲源運動，聽到的哨聲音調(diào)變高，故C錯誤；女同學(xué)在C點向左運動時，她遠(yuǎn)離聲源運動，聽到的哨聲音調(diào)變低，故D正確。如圖所示，以頻率f上下振動的振針沿水平方向移動，移動過程中在水面上形成了如圖所示的水波圖形，下列說法正確的是A.振針在向左移動B.如果A處的觀察者保持靜止，接收到的水波頻率大于fC.如果A處的觀察者水平向左移動，接收到的水波頻率可能大于fD.如果A處的觀察者水平向右移動，接收到的水波頻率可能小于f例2√振針前進(jìn)方向上的水波變得密集，在其移動反方向的水波變得稀疏，因此振針向右移動，故A錯誤；波源遠(yuǎn)離觀察者時，根據(jù)多普勒效應(yīng)，觀測者接收到的頻率變小，即A處的觀察者保持靜止，接收到的水波頻率小于f，故B錯誤；如果A處的觀察者水平向左移動，波源向右移動，波源一定遠(yuǎn)離觀察者，觀察者接收到的頻率一定小于f，故C錯誤；如果A處的觀察者水平向右移動，當(dāng)觀察者的運動速度小于振針的運動速度，波源依然遠(yuǎn)離觀察者，觀察者接收到的頻率可能小于f，故D正確。

一頻率為600Hz的聲源以20rad/s的角速度沿一半徑為0.8m的圓周(圓心為O點)做勻速圓周運動。一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點且相對于圓心靜止，如圖所示，則觀察者接收到A.聲源在A點時發(fā)出聲音的頻率等于600HzB.聲源在B點時發(fā)出聲音的頻率等于600HzC.聲源在C點時發(fā)出聲音的頻率等于600HzD.聲源在D點時發(fā)出聲音的頻率小于600Hz√針對訓(xùn)練根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源和觀察者相向運動時，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，當(dāng)聲源和觀察者反向運動時，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，將聲源運動到A、B、C、D四個點時，畫出來相對于觀察者的速度方向，可以得到聲源在A點有接近觀察者的趨勢，聲源在C點有遠(yuǎn)離觀察者的趨勢，聲源在B、D兩點的速度方向垂直O(jiān)點與觀察者的連線，所以在B、D兩點，觀察者接收到的頻率就等于聲源的頻率，而在A點觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，在C點觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，故選B?？偨Y(jié)提升相對位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A相對靜止

f觀察者＝f波源，音調(diào)不變波源S不動，觀察者運動，由A→B或A→C

由A→B，f觀察者>f波源，音調(diào)升高由A→C，f觀察者<f波源，音調(diào)降低總結(jié)提升相對位置圖示結(jié)論觀察者A不動，波源S運動，由S→S′，接近觀察者或遠(yuǎn)離觀察者接近觀察者，f觀察者>f波源，音調(diào)升高遠(yuǎn)離觀察者，f觀察者<f波源，音調(diào)降低返回1.用多普勒效應(yīng)測量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運動的速率2.臨床上應(yīng)用多普勒效應(yīng):彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)3.雷達(dá)測速儀4.軍事應(yīng)用脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀等二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒測速二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用軍機(jī)機(jī)載雷達(dá)采用脈沖多普勒工作模式二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用軍事應(yīng)用:脈沖多普勒雷達(dá)三、應(yīng)用二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用北斗導(dǎo)航三、應(yīng)用二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用天眼利用多普勒效應(yīng)觀察其他星系多普勒彩超三、應(yīng)用二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用2.波源不動，觀察者以速度u相對介質(zhì)運動。1.觀察者與波源都靜止,波速為v0:a.觀察者朝向波源運動b.觀察者遠(yuǎn)離波源運動

觀察者運動時感受到的波速發(fā)生變化。

接收的頻率增大接收的頻率減小三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用拓展此處缺少視頻Su三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用拓展3.波源運動,使觀察者感受到的波長發(fā)生變化。此處缺少視頻思考1:若波源運動的速度等于波傳播的速度會怎么樣？波源速度趨于波速,所有波面在一點相切,接收頻率趨于無窮大。Su三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用拓展當(dāng)波源在介質(zhì)中的運動速度大于波在介質(zhì)中的傳播速度時，這時波源（物體）本身的運動會激起介質(zhì)的擾動，激起另一種波，此時的運動物體充當(dāng)了另一種波的波源，這種波是一種以運動物體的運動軌跡為中心的一系列球面波。由于球面波的波速u比物體的運動速度vs小，所以就會形成如下圖的V形錐面波，這種波叫做擊波。擊波的包絡(luò)面成圓錐狀，并稱之為馬赫錐。思考2:若波源運動的速度大于波傳播的速度會怎么樣？三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用拓展突破音障進(jìn)入超音速后，從航空器最前端起會產(chǎn)生一股圓錐形的音錐，在旁觀者聽來這股震波有如爆炸一般，故稱為音爆或聲爆。突破音速的瞬間三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用拓展課堂小結(jié)當(dāng)波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者會感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫多普勒效應(yīng).當(dāng)波源與觀察者有相對運動時：(1)如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；(2)如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。測量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運動的速率、彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)、雷達(dá)測速儀、多譜勒導(dǎo)航儀等應(yīng)用多普勒效應(yīng)波源運動的速度等于和大于波傳播的速度拓展Su【典例1】（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)()A.遠(yuǎn)去的汽車聲音越來越小B.炮彈迎面飛來,聲音刺耳C.火車向你駛來時,音調(diào)變高;駛離你而去時,音調(diào)變低D.大風(fēng)中,遠(yuǎn)處人的說話聲時強(qiáng)時弱典例分析【正確答案】BC【典例2】（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)()A．利用地球上接收到的遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度B．交通警察向行進(jìn)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，根據(jù)接收到的電磁波頻率發(fā)生的變化，就能知道汽車的速度，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動情況D．有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲就能判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去典例分析【正確答案】ABD【典例3】公路巡警開車在高速公路上以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)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．無法確定典例分析【正確答案】A【典例4】超聲波是一種頻率高于20000Hz的聲波，波長很短，廣泛應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實踐．關(guān)于超聲波及應(yīng)用，下列說法中正確的是（）A．在同種介質(zhì)中，超聲波的速度大于次聲波的速度B．超聲波的頻率越高衍射本領(lǐng)越強(qiáng)C．高速公路上的測速儀發(fā)出超聲波波長大于所接收波的波長，說明此時車正在靠近測速儀D．“彩超”檢查身體時，超聲波迎著血液流動方向發(fā)射，儀器接收到的反射回波的頻率低于其發(fā)射的超聲波的頻率典例分析【正確答案】C【典例5】單音源發(fā)生器裝置在小車上，其發(fā)音頻率為f0。圖1中小車沿一圓形跑道做勻速圓周運動，觀察者甲靜止于圓心處，測得頻率為f1；圖2中小車沿直線向左勻速運動，觀察者乙、丙靜止于該直線上，丙在乙的右側(cè)，觀察者乙測得頻率為f2，觀察者丙測得頻率為f3，則（）A．B．C．D．f1時而大于f0時而小于f0，典例分析【正確答案】C【典例6】如圖所示，靜止的雷達(dá)測速儀a發(fā)射頻率為f0的超聲波，該超聲波被迎面駛來的汽車b反射后，又被a接收到。則（）A．a(chǎn)接收到b的反射波頻率等于f0B．a(chǎn)的發(fā)射波與b的反射波相遇會發(fā)生干涉C．反射波在空氣中的傳播速度與b運動速度有關(guān)D．a(chǎn)根據(jù)接收到的反射波的頻率可確定b的速度典例分析【正確答案】D【典例7】（多選）如圖甲所示，女同學(xué)站立不動吹口哨，一位小女孩坐在秋千上來回擺動，據(jù)圖乙，下列關(guān)于小女孩的感受的說法正確的是（）A．小女孩從A向B運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B．小女孩從E向D運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C．小女孩在點C向右運動時，她感覺哨聲音調(diào)不變D．小女孩在點C向左運動時，她感覺哨聲音調(diào)變低典例分析【正確答案】AD【典例8】（多選）如圖所示，小球P一邊貼著水面每秒振動5次，一邊沿x軸正方向勻速移動。x=0處是它