第3章 第4节 多普勒效应及其应用（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

第4节　多普勒效应及其应用 核心素养导学 物理观念 知道多普勒效应的概念。 科学思维 (1)能解释多普勒效应。 (2)能分析多普勒效应的实际应用问题。 科学探究 用蜂鸣器演示多普勒效应。 科学态度与责任 认识到多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，能利用物理知识解决一些实际问题，有主动进行科学普及的意识。 一、多普勒效应 1．定义 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生_____的现象。 2．产生的原因 (1)波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的完全波的个数是______的，观察者接收到的频率______波源振动的频率。 (2)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的完全波的个数_____，观察者接收到的频率______波源的频率，即接收到的波的频率增大。 (3)波源与观察者相互远离时，接收到的波的频率_____。 变化 一定 等于 增多 大于 减小 二、多普勒效应的应用 1．______________可以测量车辆行驶速度。 2．彩色超声______________可以诊断人体心脏、血管等疾病。 3．电磁波的多普勒效应可以___________，在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用。 1．请对以下有关多普勒效应的说法作出判断： (1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。　 ( ) (2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。 ( ) (3)只有横波才能发生多普勒效应。 ( ) 多普勒测速仪 多普勒诊断仪 跟踪目的物 √ × × 2． 我国已经进入高铁时代，普通列车的时代已成过去。如图所 示，列车匀速驶过，对于站在路旁的护路工人师傅，列车由 远而近鸣喇叭时他会听到喇叭声的音调比较高，远去的列车 鸣喇叭时他会听到喇叭声的音调比较低。请思考这是什么现象？具体分析产生这种现象的原因？ 提示：这属于多普勒效应，当列车靠近观察者时，频率增加，音调升高；当列车远离观察者时，频率减小，音调降低。 新知学习(一)|多普勒效应产生原因分析 [任务驱动] 美国霍普金斯大学利用多普勒效应对苏联第一颗人造卫星 进行了跟踪试验。科学家发现，当卫星向近地点运动时返回的 信号频率增加，卫星向远地点运动时返回的信号频率降低。 (1)波源的频率由谁决定？ (2)观察者接收到的频率与哪些因素有关？ 提示：(1)由波源本身决定。 (2)观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。 [重点释解] 1．相对位置变化与频率的关系 2．成因归纳 根据以上分析可知，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。 [典例体验] [典例]　如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处静止的人感受到的声波的频率为f2，则 (　 ) A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f [解析]　由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，A处的人接收到声波的频率变大，即f1＞f；声源远离B处的人，同理可知B处的人接收到声波的频率变小，即f2＜f，选项D正确。 [答案]　D /方法技巧/ 发生多普勒效应的条件 (1)发生多普勒效应是由于波源与观察者发生了相对运动，当波源和观察者都运动但无相对运动时则不会发生多普勒效应。 (2)多普勒效应的产生不是取决于波源距离观察者有多远，而是取决于波源与观察者之间是否发生了相对运动。 [针对训练] 1． (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 解析：由题图可知，女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就在靠近声源，根据多普勒效应，她接收到的哨声频率变高，音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低。A、D正确，B、C错误。 答案：AD 2．(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 (　 ) A．波速变大 B．波速不变 C．频率变高 D．频率不变 解析：渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故B、C正确。 答案：BC 新知学习(二)|多普勒效应的实际应用 [典例体验] [典例]　 轮船在进港途中的x-t图像如图所示，则在港口所测到 轮船上汽笛发出声音的频率是