（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第十二章 機(jī)械波 第5課時(shí) 多普勒效應(yīng) 惠更斯原理課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、第5課時(shí)多普勒效應(yīng)惠更斯原理,研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng),基礎(chǔ)梳理,1.定義波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的___________都會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。,波的頻率,2.成因(1)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是_____的，觀察到的頻率_____波源振動(dòng)的頻率。(2)當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目_____，觀察到的頻率_____；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率_____。3.應(yīng)用(1)測(cè)車輛速度；(2)測(cè)星球速度；(3)測(cè)血流速度。,一定,等于,增加,增大,變小,1.多普勒效

2、應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。2.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率。3.當(dāng)聲源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大，音調(diào)變高。如圖1甲中波源S不動(dòng)，觀察者由A向B運(yùn)動(dòng)和圖乙中觀察者A不動(dòng)，波源由S1向S2運(yùn)動(dòng)。當(dāng)聲源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，f觀察者變小，音調(diào)變低。如圖甲中波源S不動(dòng)，觀察者由A向C運(yùn)動(dòng)。,要點(diǎn)精講,圖1,【例1】下面說法中正確的是()A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化C.多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D.多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的解

3、析當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項(xiàng)C正確；發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒有改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；此現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的，故選項(xiàng)D正確。答案BCD,知識(shí)點(diǎn)二惠更斯原理,1.波面和波線(1)波面：在波的傳播過程中，任一時(shí)刻________都相同的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所組成的面。波面為球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如圖2所示。,基礎(chǔ)梳理,圖2,(2)波線：與波面垂直的那些線代表了波的傳播方向，叫做波線。,振動(dòng)狀態(tài),2.惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的_____，其后任意時(shí)刻，這些子波在波前

4、進(jìn)方向的________就是新的波面。(2)應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)_____的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻這個(gè)_____的位置，從而確定波的傳播方向。,波源,包絡(luò)面,波面,波面,要點(diǎn)精講,1.對(duì)惠更斯原理的理解(1)惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源。子波波源的頻率與波源的頻率相等。(2)波線的指向表示波的傳播方向。(3)在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直。(4)球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線。(5)利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的衍射、干涉和折射現(xiàn)象，但無法說明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)

5、系。,2.對(duì)波的反射與折射的理解,(1)波的反射：反射波的波長、波速、頻率跟入射波的相同。(2)波的折射：在波的折射中，波的頻率不變，波速和波長發(fā)生改變。(3)波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的原因是波在不同的介質(zhì)中的傳播速度不同。,【例2】關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說法正確的是()A.同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B.同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C.球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D.無論怎樣的波，波線始終和波面垂直解析按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A正確，B錯(cuò)；由波面和波線的概念，不難判定C、D正確。答案ACD,【例3】在室內(nèi)講話的聲音比在

6、室外空曠處講話的聲音要洪亮，是因?yàn)?)A.室內(nèi)空氣不流動(dòng)B.室內(nèi)聲音多次反射C.室內(nèi)聲音發(fā)生折射D.室內(nèi)物體會(huì)吸附聲音解析在室內(nèi)聽到的聲音洪亮是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)墻壁上經(jīng)過多次反射而得到加強(qiáng)。答案B,1.下面描述沒有利用多普勒效應(yīng)的是()A.利用在地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速率B.交通警察向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的超聲波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的波的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲可判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去,解析凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因

7、此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速率；被反射的超聲波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的超聲波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度；鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)做出判斷的；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故只有選項(xiàng)C不是利用多普勒效應(yīng)。答案C,2.根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是()A.當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定發(fā)生變化B.當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低C.當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高D.當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)

8、動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低,解析當(dāng)波源與觀察者的相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的個(gè)數(shù)增多，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率高；當(dāng)二者的相對(duì)距離增大時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的個(gè)數(shù)減少，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率低。當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離不變時(shí)(如圓周運(yùn)動(dòng))，則不會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的距離可能增大，也可能減小，也可能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離減小，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離增大，選項(xiàng)D正確。答案CD,3.下列關(guān)于惠更斯原理的說法正

9、確的是()A.惠更斯原理能夠解釋波的反射和折射現(xiàn)象B.惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象C.介質(zhì)中任何一個(gè)波面的各點(diǎn)，都可以看成發(fā)射子波的波源D.惠更斯原理能夠解釋衍射現(xiàn)象與障礙物或孔的大小的關(guān)系解析惠更斯原理解釋了波的傳播相關(guān)的問題，所以能夠解釋波的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，故A正確；同樣對(duì)波的衍射現(xiàn)象，惠更斯原理也可以解釋，但不能解釋衍射現(xiàn)象與孔或障礙物大小的關(guān)系，故B、C正確，D錯(cuò)誤。答案ABC,4.如圖3所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則(),A.2與1的波長、頻率相等，波速不等B.2與1的波速、頻率相等，波長不等C.3與1的波速、頻率、波長相等D.3與1的頻率相等，波速、波長均不等解析反射波的波長、頻率、波速與入射波都應(yīng)該相等，故A、B錯(cuò)誤；折射波的波長、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯(cuò)誤，D正確。答案D,圖3,