高中教科版 (2019)6 多普勒效应教学演示课件ppt

这是一份高中教科版 (2019)6 多普勒效应教学演示课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了靠近或者远离，反射波，频率变化，宇宙学中的多普勒效应等内容，欢迎下载使用。

必备知识·自主预习储备
知识点　多普勒效应及其应用1．定义：波源与观察者相互_____________时，接收到的波的_____都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应。2．产生原因：(1)波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目_____，即观察到的频率_____。(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率_____。
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_____已知的超声波，同时测量_______的频率，根据反射波_________的多少就能知道车辆的速度。(2)测血液流速向人体内发射已知_____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_________，就能知道血流的速度。
体验　思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应。(　　)(2)火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者。(　　)(3)只有声波才能发生多普勒效应。(　　)
关键能力·情境探究达成
考点1　多普勒效应的理解　考点2　多普勒效应的应用　　
美国霍普金斯大学利用多普勒效应对苏联第一颗人造卫星进行了跟踪试验。科学家发现，当卫星向近地点运动时返回的信号频率增加，卫星向远地点运动时返回的信号频率降低。(1)波源的频率由谁决定？提示：由波源决定。(2)观察者接收到的频率与哪些因素有关？提示：观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。
1．相对位置变化与频率的关系(规律)：
考点1　多普勒效应的理解
2.成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动。
【典例1】　如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
(1)该图表示的是(　　)A．干涉现象 B．衍射现象C．反射现象 D．多普勒效应(2)波源正在移向(　　)A．A点B．B点C．C点D．D点(3)观察到的波的频率最低的点是(　　)A．A点B．B点C．C点D．D点
思路点拨：本题主要是对多普勒效应的现象分析，判断问题时必须先明确如下几点：①常见的波动现象有哪些？②怎样根据波形判断波源的移动方向？③波源的移动对观察到的波的频率有何影响？[解析]　(1)由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，即D选项正确。(2)由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点，即A正确。(3)由于波源远离B点，由题图分析可知在B点观察到波的频率最低，即B正确。[答案]　(1)D　(2)A　(3)B
多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象(波源与观察者)。(2)确定波源与观察者两者间距是否发生变化，若有变化，能发生多普勒效应，否则不发生。(3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。
[跟进训练]1．某人站在地面上某处，一架飞机由远而近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
A　[当飞机飞近人时，将飞机的速度分解，如图甲所示，飞机相对于人的速度为v1＝vcs α，α越来越大，则v1越来越小，即人听到飞机声音的频率越来越低，但总是f听>f源。当飞机远离人时，将飞机的速度分解，如图乙所示，飞机相对于人的速度v3＝vcs α，α越来越小，则v3越来越大，即人听到飞机声音的频率越来越低，且都是f听f源；恰好在人头顶正上方时，f听＝f源；越过头顶正上方之后，f听甲　　 　 　乙
1．多普勒效应测车速。2．医用彩色超声波测定心脏跳动，了解血管血流等情况。3．电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法。在军事、航天、气象预报等领域有了广泛的应用。4．用多普勒效应测量其他星系向着或远离地球运动的速率。
考点2　多普勒效应的应用
【典例2】　(多选)警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是(　　)A．车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B．车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C．警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低D．警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变
AB　[车辆(警车)匀速驶向停在路边的警车(车辆)，两者间距变小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，A正确，C错误；车辆(警车)匀速驶离停在路边的警车(车辆)，两者间距变大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，B正确，D错误。]
[跟进训练]2．(多选)下列选项与多普勒效应有关的是(　　)A．科学家用激光测量月球与地球间的距离B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
BD　[当观察者与测量对象无相对运动时，不发生多普勒效应，故A、C错误；当观察者与测量对象相对运动时，发生多普勒效应，我们可以根据接收频率的变化来测速，故B、D正确。]
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)下列现象属于多普勒效应的是(　　)A．远去的汽车声音越来越小B．炮弹迎面飞来，声音刺耳C．火车向你驶来时，音调变高；驶离你而去时，音调变低D．大风中，远处人的说话声时强时弱BC　[A项和D项中所说的现象是能量传播的问题，不是多普勒效应。B、C两项所发生的现象是多普勒效应。]
2．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、观察者也静止时，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
D　[波源运动，观察者也运动，当二者运动的速度相等时，由于二者之间的相对位置保持不变，所以不能观察到多普勒效应，故A错误；当声源静止、观察者也静止时，波源自身的频率不会变化，观察者也观察不到多普勒效应，B错误；在波源与观察者靠近时，观察者接收到的波的频率变高，听到的音调变高，在波源与观察者远离时，观察者接收到的波的频率变低，听到的音调变低，故C错误，D正确。]
3．(多选)(2021·四川阆中市川绵外国语学校高二期中)根据多普勒效应，下列说法正确的是(　　)A．当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率一定与波源发出的频率相同B．当波源与观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C．当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D．当波源与观察者背向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
CD　[当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率可能不同；但若观测者绕波源做圆周运动，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率相同，A错误；当波源和观察者同向运动时，由于两者间距不知如何变化，所以不能肯定接收频率比波源频率低，B错误；当波源和观察者相向运动时，两者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，C正确；当波源和观察者背向运动时，两者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，D正确。故选C、D。]
[答案]　30 m/s
回归本节知识，自我完成以下问题：1．多普勒效应是一种什么现象？提示：接收到的频率和实际发生的频率不同的现象。2．多普勒效应是怎么引起的？提示：是观察者和波源的相对位置变化引起的。
阅读材料·拓展物理视野
20世纪20年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速远离地球而去。1929年哈勃根据光谱红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速度v与距地球的距离r成正比，即v＝H0r，H0为哈勃常数。根据哈勃定律和后来更多天体光谱红移的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀，宇宙的密度一直在变小。反推可以想象，宇宙
在很久以前并没有现在这么大，最初它可能很小。因此，伽莫夫(G.Gamw)和他的同事们提出了大爆炸宇宙模型，认为是一个极点大爆炸后，经长期地膨胀和演化而形成今天的宇宙。20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被人们接受。具有波动性的光也会出现多普勒效应，这被称为多普勒—斐索效应，它使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一下接收到的光的频谱就行了。1868年，英国天文学家W·哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度(即物体远离我们而去的速度)，得出了46 km/s的速度值。