第三章 第4节 多普勒效应-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（粤教版2019）

第四节　多普勒效应 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. 一　多普勒效应 定义：如果波源或观察者或两者都相对于传播介质运动，那么观察者接收到的频率与波源发出的频率就不相同了，这样的现象叫作多普勒效应． 二　多普勒效应的应用 1．测车辆速度：修理铁路的工人可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢．交警向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可以测出汽车的速度． 2．测星球速度：根据光的多普勒效应，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率，可以判断遥远天体相对地球的运动速度．还可以跟踪人造卫星． 3．医学上的应用：现代医学应用多普勒超声波对人体体内器官进行观察．当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时，回声的频率有所改变，此种频率的变化被称为频移. 1．判一判 (1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化．(　　) (2)只有横波才能发生多普勒效应．(　　) (3)只有声波才能发生多普勒效应．(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)× 2．想一想 炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？ 提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，声波频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低. 课堂任务　多普勒效应及其应用 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 活动1：仔细听消防车的鸣笛声，你会发现一个现象：当车从你身边疾驰而过的时候，听到鸣笛的音调会先升高，再降低．回想初中物理知识，声音的音调由什么决定？ 提示：由声波的频率决定． 活动2：消防车在你身边没有开动时，听到鸣笛声的音调并没有变化．那么活动1中的现象是什么引起的？ 提示：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，导致接收到的波的频率发生变化而引起的． 活动3：人们把活动1中的现象叫作多普勒效应．为了了解多普勒效应的成因，可以进行如下讨论：如图甲所示，波源S和在A处的观察者都不动，设波源频率为20 Hz，则波源每秒发出20个完全波，观察者每秒接收到多少个完全波？ 提示：20个． 活动4：如图乙所示，波源S不动，观察者向波源运动，观察者在1 s内由位置A移至位置B，波源每秒发出20个完全波，这时观察者每秒接收到完全波的个数大于、等于还是小于20? 提示：大于． 活动5：对于活动1描述的情境，试结合活动3、活动4的规律进行解释． 提示：消防车迎面驶来，波源靠近我们，则每秒钟我们接收到的完全波的个数比消防车发出完全波的个数多，也就是我们接收到的波的频率大于消防车发声频率，则听到鸣笛音调升高；消防车离去时，波源远离我们，则每秒钟我们接收到的完全波的个数比消防车发出完全波的个数少，也就是我们接收到的波的频率小于消防车发声频率，则听到鸣笛音调降低． 活动6：根据活动5的分析，完成下表． 波源的运动情况 观察者的运动情况 频率关系(选填“>”“<”或“＝”) 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 波源朝着观察者运动 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 提示： 波源的运动情况 观察者的运动情况 频率关系(选填“>”“<”或“＝”) 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 ＝ 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 > 波源静止 观察者远离波源运动 < 波源朝着观察者运动 观察者静止 > 波源远离观察者运动 观察者静止 < 1．波源频率、接收频率和音调 (1)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． (2)接收频率 ①波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率等于波源的频率． ②波源和观察者相互靠近或者相互远离时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即接收到的波的频率发生变化． 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的波的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的波的频率减小． (3)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声波的频率，即单位时间内接收到的声波的完全波个数决定的． 2．多普勒效应成因分析