3.4 多普勒效应 课件-2026-2027学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦“多普勒效应”，以救护车鸣笛音调变化情境导入，通过观察任务引发思考，结合蜂鸣器运动演示、队伍模拟实验等学习支架，引导学生从现象到本质理解波源与观察者相对运动对接收频率的影响，衔接机械波的频率概念。 其亮点在于以科学探究为主线，通过蜂鸣器演示、队伍模拟实验等活动培养学生科学思维，用表格归纳运动与接收频率关系，结合雷达测速、医用彩超等应用实例强化物理观念。帮助学生构建概念，提升探究能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第三章 机械波 3.4 多普勒效应 救护车驶过时，为什么音调会变化？ 视频 情境：鸣笛的救护车向你靠近，又从身旁远离。 观察任务：靠近和远离时，听到的音调有什么不同？ 核心问题：声源本身频率是否改变？ 一、认识多普勒效应 1. 观察鸣笛车辆经过时的声音变化 视频 观察任务：听声音除音量大小外，音调是否发生变化？ 思考：发声体本身的频率是否改变？为什么我们听到的音调会变化？ 靠近时音调变高，远离时音调变低；发声体本身频率不变，变化的是观察者接收到的频率。 一、认识多普勒效应 2. 蜂鸣器演示：从现象归纳定义 演示：一个同学拿着蜂鸣器迅速运动，其他同学听它发出的声音。 问题：蜂鸣器发出的频率是否改变？观察者听到的频率是否可能改变？ 蜂鸣器本身的发声频率不改变；当蜂鸣器与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变。 归纳：观察者接收到的频率与波源发出的频率不同，这种现象叫作多普勒效应。 一、认识多普勒效应 3. 波源频率与接收频率 波源的频率 f：单位时间内波源发出完整波的个数。 接收到的频率 f ′：观察者在单位时间内接收到完整波的个数。 思考：如果观察者单位时间内接收到更多个波峰，听到的音调怎样变化？ 接收到的频率增大，音调变高；音调由观察者接收到的频率 f ′ 决定。 二、探究接收频率变化 1. 模拟实验：观察者静止 v测 = 0 观察者静止不动，数经过队伍中的人数。 假设每分钟有 30 个人经过，这个“过人频率”代表波的频率。 问题：此时 f ′ 与 f 有什么关系？ 单位时间内经过观察者的人数等于队伍发出的频率，f ′ = f，音调不变。 二、探究接收频率变化 2. 模拟实验：观察者靠近波源 v测 观察者逆着队伍行走，单位时间内迎面经过的人数增多。 问题：此时观察者接收到的频率与波源频率有什么关系？ 每分钟经过观察者的人数大于 30 人，f ′ > f，接收频率增大，音调升高。 二、探究接收频率变化 3. 模拟实验：观察者远离波源 观察者与队伍同向行走且速度小于队伍，单位时间内经过观察者的人数减少。 问题：此时观察者接收到的频率与波源频率有什么关系？ 每分钟经过观察者的人数小于 30 人，f ′ < f，接收频率减小，音调降低。 二、探究接收频率变化 4. 波源运动时：波面疏密与接收频率 观察任务：比较波源运动方向前方和后方的波面间距。 问题：哪个方向上的观察者接收频率更大？ 波源前方波面更密，接收频率更大；波源后方波面更疏，接收频率更小。 波面疏密反映单位时间内接收到完整波的个数变化。 二、探究接收频率变化 5. 运动方向与接收频率的关系 运动情况 接收频率变化 听到的音调 波源和观察者相对静止 f′ = f 不变 二者相互接近 f′ > f 升高 二者相互远离 f′ < f 降低 波源频率 f 不改变 变化的是接收频率 f′ 观察表格，判断的关键不是“谁在动”，而是波源与观察者之间的距离怎样变化。 归纳：相互接近，接收频率增大；相互远离，接收频率减小；波源频率不改变。 三、多普勒效应的应用 铁路工人可从火车汽笛声音调判断火车的运动方向和快慢。 炮弹、车辆等运动声源靠近时音调升高，远离时音调降低。 1. 声音辨向：判断运动方向和快慢 三、多普勒效应的应用 2. 雷达测速：由反射波频率变化判断速度 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化。 问题：为什么能由频率变化判断车速？ 反射波的频率变化反映汽车与雷达之间的相对运动，由此可判断汽车速度。 三、多普勒效应的应用 医生向人体内发射超声波，超声波被血流反射后被仪器接收。 问题：仪器测到的频率变化能反映什么？ 能反映血流相对探头的运动速度，用于检查心脏、大脑和眼底血管等。 3. 医用彩超：由反射波频率变化判断血流 三、多普勒效应的应用 测量遥远星系光谱频率，与地面同种元素静止发光频率比较，可判断星系靠近还是远离。 4. 天体红移：由光谱频率变化判断远近 四、方法归纳 多普勒效应的分析方法 （1）确定研究对象：波源与观察者。 （2）判断二者是否有相对运动；没有相对运动，不发生多普勒效应。 （3）判断二者相互靠近还是相互远离。 靠近：接收频率增大；远离：接收频率减小；波源频率不变。 先判断相对运动方向，再判断接收频率变化。 1.（多选）关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A. 发生多普勒效应时，波源频率发生变化 B. 发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生变化 C. 多普勒效应在波源与观察者有相对运动时产生 D. 多普勒效应适用于一切波 BCD 2.（多选）汽车静止时喇叭频率为 300 Hz，汽车向你驶来又擦身而过。下列说法正确的是（ ） A. 汽车向你驶来时，听到声音频率大于 300 Hz B. 汽车向你驶来时，听到声音频率小于 300 Hz C. 汽车远离你时，听到声音频率大于 300 Hz D. 汽车远离你时，听到声音频率小于 300 Hz AD 3.（多选）男同学站立不动吹口哨，女同学坐在秋千上来回摆动。 下列说法正确的是（ ） A. 女同学从 A 向 B 运动过程中，感觉哨声音调变高 B. 女同学从 E 向 D 运动过程中，感觉哨声音调变高 C. 女同学从 C 点向 D 点运动时，感觉哨声音调不变 D. 女同学从 C 点向 B 点运动时，感觉哨声音调变低 AD 4.（多选）关于多普勒效应的应用，下列说法正确的是（ ） A. 星系谱线的红移现象 B. 利用火车笛声判断火车运动方向 C. 判断遥远天体相对地球的运动速度 D. 目前只能应用声波发生的多普勒效应 ABC 1. 现象 波源或观察者相对于传播介质运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率不同。 2. 规律 二者相互接近，观察者接收到的频率增大；二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 3. 注意 波源的频率不改变，改变的是观察者接收到的频率。 4. 应用 声音辨向、雷达测速、天体运动判断、卫星跟踪、医用彩超。 Lavf58.29.100 $