高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波6 多普勒效应导学案

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波6 多普勒效应导学案，共14页。
知识点 多普勒效应及其应用
1．定义：波源与观察者相互靠近或者远离时，接收到的波的频率都会发生变化，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)的数目增加，即观察到的频率变大。
(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小。
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
向人体内发射已知频率的超声波，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。
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。( × )
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？
(2)观察者接收到的频率与哪些因素有关？
提示：(1)由波源决定。
(2)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。
考点1 多普勒效应的理解
1．相对位置变化与频率的关系(规律)：
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v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1>f0。由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2