3.5 多普列效应 导学案 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

高二物理《预习案》 主笔人：伍玉永 使用时间：2023年12月13日 编号：27 3.5 多普列效应 【学习目标】 1、认识多普勒效应，能解释多普勒效应产生的原因。 2、能列举多普勒效应的应用实例。 【学习目标重难点】 重点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。 难点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。 【新课引入】 站在火车站台上的旅客发现火车在进站时的鸣笛声的音调变高了，而火车出站时的鸣笛声的音调变低了。这是怎么回事？ 【学习任务一】认识多普勒效应 1．定义：如果波源或观察者或两者都相对于 运动，那么观察者接收到的频率与波源发出的频率就 了，这样的现象叫作多普勒效应。 2．多普勒效应产生的原因 (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一定的，观察者观测到频率 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 ，观察者观测到的频率 波源的频率，即观察到的频率 。 (3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率 。 3.相对位置变化与频率的关系（规律） 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止，如图所示 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，如图所示 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′，如图所示 f观察者＞f波源，音调变高 归纳：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，观察者接收到的频率等于波源的频率． (2)波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化． 若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率增大；若波源与观察者相互远离，则观察者接收到的频率减小． 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频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的． 【学习任务二】多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的__ __，同时测量__ __ 的频率，根据反射波频率__ __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_______ ，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 的超声波，超声波被血管中的血流 后又被仪器接收，测出反射波的 ，就可得出血流速度． 典型例题 例1、(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是( ) A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应 C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高 D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低 针对训练1：装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比( ) A． 频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小 C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大 例2、如图所示，产生机械波的波源P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点接收波的频率是定值且大于f0 C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0 D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0 针对训练2：某人站在地面上某处，一架飞机由远及近地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 巩固练习 1．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．只有声波会发生多普勒效应 C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动 D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应 2．关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（　　） A．做简谐运动的物体经过平衡位置时的加速度