3.5 多普勒效应（教学课件）物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦多普勒效应，通过“车辆鸣笛音调由高变低”的生活现象导入，引导学生观察思考，进而探究其定义、波源与观察者相对运动时接收频率变化的规律，构建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（问题驱动）为核心，结合蜂鸣器旋转、发波水槽实验等典例分析及测速仪、彩超等实际应用，课堂小结清晰梳理定义、成因与应用。助力学生深化物理观念，提升解决实际问题能力，教师使用可高效突破重点难点。

第三章 机械波 人教版（2019）选择性必修 第一册 5 多普勒效应 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 依托机械波传播模型，认识多普勒效应现象；理解波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率发生变化的本质；明确波源本身频率保持不变，波速仅由介质决定；建立相对运动条件下波动传播的完整物理观念，能够运用多普勒效应解释测速、彩超、鸣笛车辆远近变化等生活与科技实例。 科学思维 运用模型建构与逻辑推理思维，区分波源频率和观察者接收频率；依托理想化波动模型，分析波源靠近 / 远离观察者、观察者靠近 / 远离波源四种情景下接收频率的变化规律；对比辨析容易混淆的结论，厘清 “相对运动改变接收频率，但不改变波在介质中的传播速度”；锻炼抽象概括、情景分析、推理解释的科学思维，实现波动知识的迁移应用。 科学探究 结合水波槽、声波多普勒演示实验，观察波源移动时波纹疏密变化，感知多普勒效应；能够根据实验现象提出猜想，对比静止、相对运动不同场景下的现象差异；归纳总结接收频率变化规律；提升观察现象、证据推理、借助实验提炼物理规律的探究能力。 科学态度与责任 感受波动理论在现代技术中的广泛应用，体会物理模型、实验观察在研究波动现象的价值；能用多普勒效应知识解释车辆鸣笛、雷达测速、医用 B 超彩超、天体红移等实例，感知物理规律推动科技发展；在学习过程中养成尊重客观事实、严谨推理的习惯，学会利用波动规律认识自然现象、服务生产生活。 学习目标 多普勒效应 01 教学内容 多普勒效应的应用 02 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 认识多普勒效应现象，理解波源与观察者发生相对运动时接收频率变化的规律。 能够运用多普勒效应规律解释生活现象与相关实际应用。 区分波源固有频率和观察者接收频率；厘清波源运动、观察者运动两种情景下波长、接收频率变化的内在机理。 重点难点 课堂导入——观察与思考 从你身边疾驰而过的车辆鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？ 01 PART 01 第一部分 多普勒效应 探究新知 7 探究新知——多普勒效应 1.定义：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）． 2.多普勒效应成因分析： (1)当波源和观察者都相对介质静止时 v测=0 S 观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数，即接受到的频率等于发出的频率。 探究新知——多普勒效应 2.多普勒效应成因分析： (2)当波源不动，观察者靠近波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数，即接受到的频率大于发出的频率。 S v测 探究新知——多普勒效应 (3)当波源不动，观察者远离波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数，即接受到的频率小于发出的频率。 S v测 2.多普勒效应成因分析： 探究新知——运动和频率的关系 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 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 等于 大于 大于 小于 小于 探究新知——多普勒效应成因 当波源与观察者有相对运动时： (1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大； (2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 波源向着观察者运动时 波源远离观察者运动时 探究新知——典例分析 【例1】开关后用竹竿将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转。对于相隔几米远静止的观察者，可听到“嗡嗡”的声音。下列说法正确的是 A.观察者听到的音调忽高忽低 B.观察者听到的音调保持不变 C.当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者听到的音调降低 D.若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，观察者听到 的音调升高 探究新知——典例分析 【解析】多普勒效应是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接收到的波的频率发生了变化。当蜂鸣器旋转时，观察者与蜂鸣器的相对距离周期性变化，导致接收到的声音频率发生忽高忽低的变化，即发生多普勒效应。当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者接收到的声音频率变高、听到声音的音调升高；若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，接收到的声音频率变低、听到声音的音调变低。故A正确，B、C、D错误。 探究新知——典例分析 【例2】(2025·苏州市高二期末)用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是 A.A处波速小于B处波速 B.波源向x轴正方向运动 C.在C处观测到的频率小于振源的振动频率 D.若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象 探究新知——典例分析 【解析】机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，所以波速相等，故A错误； 在B处单位时间内接收到的完全波的个数比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，根据多普勒效应可以判断，波源向x轴负方向运动，在C处观测到的频率小于振源的振动频率，故B错误，C正确； 若波源不动，持续提高振动频率不会产生多普勒效应，即不会显示图示现象，故D错误。 02 PART 02 第二部分 多普勒效应的应用 探究新知 17 探究新知——测速仪 你知道多普勒效应在生活中有什么应用吗？ 多普勒测速 雷达测速仪向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 探究新知——军事应用 歼20第五代隐身战机 东方红2 海洋综合调查船 探究新知——医用“彩超” 医生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。这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。 探究新知——典例分析 【例3】 (多选)目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应下列说法正确的是 A.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声就能判断飞行的炮弹是接近还 是远去 B.医院检查身体血液流动速度的“彩超”运用了多普勒效应原理 C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要 变小 D.高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的 探究新知——典例分析 【解析】利用声波的多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的“尖叫”声判断炮弹的飞行方向，A正确； 医院检查身体的“彩超”是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，B正确； 某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，C错误； 根据物体远离或靠近声源，接收到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确。 探究新知——典例分析 【例4】 (2025·葫芦岛市高二检测)多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是 A.汽车b接收到的超声波频率小于f0 B.测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0 C.超声波被汽车b反射后，传播速度增加 D.超声波被汽车b反射后，波长变短 探究新知——典例分析 【解析】由于汽车b靠近测速仪a，根据多普勒效应，汽车b接收到的超声波频率大于f0，故A错误； 超声波被汽车b反射时，汽车b相当于超声波由汽车b向测速仪a传播的波源，由于多普勒效应，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故B正确； 波速由介质决定，超声波被汽车b反射后，传播速度大小不变，波长不变，故C、D错误。 课堂小结 多普勒效应 定义： 当波源和观察者之间有相对运动时，使观察者接收到的频率发生变化的现象。 应用： 成因： 如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 多普勒测速、彩超等。 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 Lavf58.29.100 1.一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动。一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到(　　) A.声源在A点时发出声音的频率等于600 Hz ； B.声源在B点时发出声音的频率等于600 Hz C.声源在C点时发出声音的频率等于600 Hz D.声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz 2.（2024-2025·江苏高二期末）某音频发生器发出频率为21 kHz的声音，这个频率已经超过了人耳所能听到的最高频率，人们采取下列哪种方式可以听到这个声音(　　) A.快速靠近音频发生器 B.快速远离音频发生器 C.绕着音频发生器做圆周运动 D.和音频发生器同时相向运动 3.（2023-2024·上海高二期中）如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被a接收到。则(　　) A.测速仪a的发射波与汽车b的反射波相遇会发生干涉 B.汽车b接收到的超声波频率大于f0 C.测速仪a接收到汽车b的反射波频率小于f0 D.反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关 4.火车上有一个声源发出频率一定的音乐．当火车静止，火车外的观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调．以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是(　　) A.观察者静止，火车向他驶来 B.火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 C.观察者静止，火车离他远去 D.火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 5.关于多普勒效应，以下说法正确的有(　　) A.只有机械波才能产生多普勒效应 B.机械波和电磁波均能产生多普勒效应 C.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 D.产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化 $