第3章 第4节 多普勒效应-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第四节　多普勒效应 【核心素养目标】 物理观念 知道什么是多普勒效应，知道多普勒效应产生的原因。 科学态度与责任 了解多普勒效应在生活、科技中的应用，并解释有关现象。 知识点一　多普勒效应 警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题： (1)你听到警笛的音调有何不同？ (2)实际上警笛发出的音调会变化吗？ (3)听到音调发生变化的原因是什么？ 提示：(1)警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低。 (2)实际上警笛发出的音调不会变化。 (3)警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增加；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调变化。 1．多普勒效应 波源或观察者或两者都相对于传播介质运动，观察者接收到的频率与波源发出的频率不相同的现象。 2．多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，观察者接收到的频率等于波源振动的频率。 (2)当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察者接收到的频率减小。 【链接实景　判断正误】 在战争年代，炮弹由远处飞来从战士头顶呼啸而过的整个过程中，战士们所听到的音调先变高后变低，根据这一现象判断下列说法的正误： 1．炮弹与空气摩擦产生声波的频率可认为不变。(√) 2．炮弹与战士的距离发生变化，战士听到的音调发生了变化，这是多普勒效应。(√) 3．只有纵波才能发生多普勒效应。(×) 1．相对位置变化与频率的关系 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止 f观察者＝f波源，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 若靠近波源，由A→B，则f观察者>f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f观察者<f波源，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S′ f观察者>f波源，音调变高 2.成因归纳 根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化。 学生用书↓第89页 如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是(　　) A．该图表示波源正在向A点移动 B．观察者在A点接收波的频率为定值且大于f0 C．观察者在B点接收波的频率为定值且大于f0 D．观察者在C点或D点接收波的频率为定值且大于f0 C　[根据多普勒效应产生的原因，题图表示波源正在向B点移动，故A错误；当波源向观察者运动时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高；当波源远离观察者时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率低，故B、D错误，C正确。] 方法技巧 多普勒效应的判断方法 1．确定研究对象(波源与观察者)。 2．确定波源与观察者两者间距是否发生变化，若有变化，能发生多普勒效应，否则不发生。 3．判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。　　 针对练1.(2022·海原县高二期中)某地在进行飞行航模表演，下列说法正确的是(　　) A．当观众听到的声音频率变高时，可以判断飞机正在飞来 B．当观众听到的声音频率变高时，可以判断飞机正在飞离 C．当飞机向观众飞来时，飞机发动机发出的声音频率变高 D．当飞机飞离观众时，飞机发动机发出的声音频率变低 A　[无论飞机是向观众飞来还是飞离观众，飞机发动机发出的声音频率不变，故C、D错误；飞机向观众飞来时，观众听到的声音频率变高，飞机飞离观众时，观众听到的声音频率变低，故A正确，B错误。] 针对练2.(2022·广东湛江一中高一期末)蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，有效利用超声脉冲导航，这种超声脉冲以持续1 ms或不到1 ms的时间短促发射，且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为35 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的过程中，下列说法正确的是(　　 ) A．墙壁接收到的超声脉冲的频率等于35 000 Hz B．墙壁接收到的超声脉冲的频率大于35 000 Hz C．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率小于35 000 Hz D．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于35 000 Hz B　[蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离减小，所以墙壁接收到的超声脉冲的频率增大，故A错误，B正确；超声脉冲被反射后，其频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲的频率会更大，故C、D错误。] 针对练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，关于女同学的感受，下列说法正确的是(　　 ) 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