第05讲 多普勒效应-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

第05讲 多普勒效应 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。 2．能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。 1．知道波源的频率和观察者接收到频率的区别. 2．知道什么是多普勒效应．知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象． 3．了解多普勒效应的一些应用． 4．通过改变波源与观察者的距离，培养学生利用控制变量法分析问题的能力． ( 知识精讲 ) 知识点01 多普勒效应 1.多普勒效应： (1)音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低. (2)多普勒效应；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象. 2.多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率. (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加;反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小. 【即学即练1】关于多普勒效应，下列说法中不正确的是(　　) A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变 B．要发生多普勒效应，波源和观察者间必须有相对运动 C．只有声波会发生多普勒效应 D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应 知识点02 多普勒效应的应用及多普勒效应和音调的理解 1.测车辆速度；交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度. 2.测星球速度；测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度. 3.测血流速度；向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度. 4.波源频率；波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波.频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数. 5.接收频率： (1)波源和观察者相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率. (2)波源和观察者有相对运动，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化. 6.音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低.观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的. 【即学即练2】新型列车动车组速度可达487.3 km/h，与该车汽笛声的音调相比。 (1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调______(选填“偏高”或“偏低”)。 站在车运动后方路旁的观察者听起来音调________(选填“偏离”或“偏低”)。 (2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛声的音调变化了吗？ (3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？ 知识点03 发生多普勒效应的几种情况 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动，如图所示 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f波源<f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示 f波源<f观察者，音调变高 【即学即练3】(多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　) A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 ( 能力拓展 ) 考法01 多普勒效应 【典例1】公路巡警车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波，结果该电磁波被此辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。 (1)此现象属于(　　) A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 (2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？ (3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的电磁波频率应怎样变化？ 考法02 多普勒效应的应用 【典例2】某人站在地面上某处，一架飞机由远而近从人的头顶上方匀速飞过，则人听到飞机发出声音的频率(　　) A．越来越低　　　　 B．越来越高　　　　 C．先变高后变低　　　　 D．先变低后变高 题组A 基础过关练 1．(多选)下述说法中正确的是(　　) A．沿与两个完全相同的发声器