高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应背景图课件ppt

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1.知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象(物理观念)2.培养利用控制变量法探究问题的能力(科学探究)3.了解多普勒效应在实际生活中的应用(科学态度与责任)
[自主阅读]1.多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离时,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波源与观察者之间的相互靠近或者相互远离。
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(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。(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。
[自我检测]1.正误判断(1)产生多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化。(　　)答案 √(2)我们在剧场听演唱会时,听到的声音频率与声源的频率是不一致的。(　　)解析 因为波源和观察者的距离不变,听到的声音频率与声源的频率是一致的。答案 ×
(3)人与波源有相对运动时,接收到的频率一定发生变化。(　　)解析 尽管观察者与波源有相对运动,但只要两者距离不变,此时就不会出现多普勒效应。答案 ×(4)声源与观察者间的距离越近,越容易发生多普勒效应。(　　)答案 ×(5)只有声波才能发生多普勒效应。(　　)答案 ×
2.(多选)下面说法中正确的是(　　)A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化C.多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的D.只要观察者运动就会产生多普勒效应解析 发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化,而波源的频率并没有改变,故选项A错误,选项B正确,当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应,选项C正确,D错误。答案 BC
[情境探究]观察者静止不动,数经过的队伍中的人数,每分钟有30个人经过。
(1)当观察者逆着队伍行走时,数经过的队伍中的人数,每分钟将有　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)30个人经过。 
(2)当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时,数经过的队伍中的人数,每分钟将有　　　　(选填“大于”“小于”或“等于” )30个人经过。 
要点提示 (1)大于　(2)小于
[知识归纳]1.多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并不是接收到的波的强度发生变化的现象。2.发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化,是接收者接收到的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)。3.多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离大小,而是取决于二者间距离是否变化。
4.波源与观察者相对位置变化与频率的关系
5.多普勒效应的应用(1)超声波测速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)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,就可算出血流的速度。
(3)判断火车的运动方向火车驶来时,由于多普勒效应,听到的汽笛声调比较高,感觉到尖锐刺耳;火车远离时,听到的汽笛声调较低,听起来较为低沉。(4)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,可算出星球靠近或远离我们的速度。
[典例剖析]例题新型列车动车组速度可达487.3 km/h,与该车汽笛声的音调相比。(1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调　　　　(选填“偏高”或“偏低”)。站在车运动后方路旁的观察者听起来音调　　　　(选填“偏高”或“偏低”)。 (2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样?此时列车汽笛声的音调变化了吗?(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样?
解析 (1)站在车运动前方的观察者与列车在靠近,因此听起来音调偏高;站在车运动后方的观察者与列车在远离,因此听起来音调偏低。(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调偏高;此时列车汽笛声的音调不变。(3)坐在新型列车动车组上的乘客与该列车的相对位置不变,故听起来音调不变。答案 (1)偏高　偏低　(2)偏高　不变　(3)不变要点笔记 观察者听到的音调的高、低取决于他接收到的声波频率的大小。在声源发声频率不变的情况下,观察者接收到的频率的变化情况取决于两者之间的距离是否变化。
变式训练(2021山东高二期中)在下列现象中,不能用多普勒效应解释的是(　　)A.医生用超声波检查血流情况的“彩超”B.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低C.测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时的发光频率比较判断星球的靠近或远离D.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
解析 彩超是利用声波的多普勒效应,故A正确;远去的列车发出的声音,由于多普勒效应音调变低,故B正确;测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时的发光频率可以根据多普勒效应判断星球靠近或远离,故C正确;先看到闪电后听到雷声是因为光的传播速度大于声音的传播速度,故D错误。故选D。答案 D
1.下列应用中没有应用多普勒效应的是(　　)A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向进行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,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的声音判断飞行炮弹是接近还是远去
解析 铁路工人将耳朵贴在铁轨上来判断火车的运动情况,是利用声音在铁轨中的传播速度大于在空气中的传播速度这一规律,故选项C没有应用多普勒效应。答案 C
2.以下关于多普勒效应的说法正确的是(　　)A.产生多普勒效应时,波源的振动频率发生变化B.产生多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D.人与波源有相对运动时,接收到的频率一定发生变化解析 当观察者与波源有相对运动(接近或远离)时,观察者测得的频率有变化,但波源的频率不变。尽管观察者与波源有相对运动,但只要两者距离不变,此时就不会出现多普勒效应。答案 B
3.(2021湖北部分重点中学期中联考)上课时老师将一蜂鸣器固定在长竹竿的一端,然后使蜂鸣器快速水平旋转,蜂鸣器音调变得忽高忽低。下列判断正确的是(　　)A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了B.旋转蜂鸣器改变了同学们听到的声音频率C.蜂鸣器音调变高时,一定是向远离观察者的方向运动D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
解析 蜂鸣器发出声波的频率不变,只是同学们感觉到的声音频率变化了,故A错误,B正确;旋转过程中,声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近,有时远,发生多普勒效应,音调变高时,是向着靠近观察者的方向运动,故C、D错误。答案 B