第三章 第4节 第5节 多普勒效应-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第4节　波的干涉 第5节　多普勒效应 [学习目标要求]　1.通过绳波的叠加现象，理解波的叠加原理。2.通过水波的干涉图样，理解干涉现象和干涉图样的特征。3.掌握振动加强点和振动减弱点的判断方法。4.通过模拟演示，理解多普勒效应的形成原因。 5.了解多普勒效应在生活中的应用，会用多普勒效应解释一些物理现象。 　波的叠加 1．波的独立传播：两列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播。即各自的波长、频率等保持不变。 2．波的叠加：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 [判一判] (1)只有频率相同的两列波才可以叠加。(×) (2)两列波叠加时，质点的位移一定增大。(×) (3)两列波相遇后各自的运动特点会受到影响。(×) (4)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的两倍。(×) 　波的干涉 1．实验及现象 (1)实验条件：波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源，这两个波源发出的是频率相同、振动方向相同、相位差保持不变的两列波。 (2)实验现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是稳定不变的。 2．现象解释 (1)加强点：在某些点，两列波引起的振动始终加强，质点的振幅最大，振动的振幅等于两列波的振幅之和。 (2)减弱点：在某些点，两列波引起的振动始终削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，若两列波振幅相同，质点的位移之和等于零。 3．波的干涉：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。 4．干涉图样：波的干涉中所形成的稳定图样。 [判一判] (1)两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样。(×) (2)在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同，是声波的干涉现象。(×) (3)两个人一起说话，不会发生干涉现象。(√) (4)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷。(×) 　多普勒效应 1．多普勒效应：由于波源与观察者相互靠近或远离时，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)波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率增加。 (2)波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小。 3．多普勒效应的应用 (1)测量汽车速度：交通警察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)测血液流速：向人体内发射频率已知的超声波，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，就能知道血流的速度。 (3)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，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 [练一练] 如图所示是多普勒效应的图像，B处的观察者接收到波的频率________(选填“大于”“等于”或“小于”)波源发出的频率。 解析：题图是多普勒效应的图像，由题图可知波源向B处靠近，则在B处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率。 答案：大于 学习任务一　波的叠加 [导学探究] 在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，演示两列波相向传播并相遇的现象。 (1)两列绳波相遇时，发生了什么现象？ (2)若两列绳波的振幅均为A，则在两绳波的叠加区内，加强点和减弱点的振幅各多大？ (3)两列绳波相遇后，绳波的传播情况又怎样？ 提示：(1)相遇区的质点振动幅度加大了。 (2)两列绳波相遇叠加时，加强点的振幅为两列绳波振幅之和，即为2A，减弱点的振幅为两列绳波振幅之差，即等于零，不再振动。 (3)两列绳波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样。 [思维深化] 1．波的独立传播特性：几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征保持不变，不受其他波的影响。 2．波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 　(多选)如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点(图中未画出)。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A．两列波比较，a波将先到达P点 B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C．b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 解析：CD　因两列波波速相等，故两列波能同时到达P点，A错