高中物理 第12章 第5節(jié) 多普勒效應課件 新人教版選修3-4.ppt

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成才之路 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修3 4 機械波 第十二章 第五節(jié)多普勒效應 第十二章 生活中我們能否從飛機轟鳴聲調(diào)的高低 判斷它是從遠處飛來 還是掠過頭頂而去 站在馬路邊 一輛響著喇叭的汽車從身邊駛過 你聽到的喇叭音調(diào)是否變化 1 音調(diào)音調(diào)由頻率決定 頻率高則音調(diào) 頻率低則音調(diào) 2 響度響度由振幅決定 振幅大則響度 振幅小則響度 音調(diào)與響度 高 低 大 小 1 定義多普勒效應指由于波源與觀察者之間有 使觀察者感到 變化的現(xiàn)象 多普勒效應 相對運動 頻率 2 現(xiàn)象分析 1 波源與觀察者相對靜止時 單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰 或密部 的數(shù)目是 的 觀察者感覺到的頻率 波源振動的頻率 2 波源與觀察者相互靠近時 單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰 或密部 的數(shù)目 觀察者感覺到的頻率 波源的頻率 即感覺到的頻率 3 波源與觀察者相互遠離時 觀察者感覺到的頻率 一定 等于 增加 大于 增加 變小 3 應用 1 交通大城市中的一些路段通常需限制車速 如學校附近 可在公路上安裝 便可監(jiān)視到過往車輛的行駛速度是否符合要求 2 測天體運動通過測量某天體上元素發(fā)出的光波的 就可以算出此天體相對地球的運動情況 多普勒測速儀 頻率 3 醫(yī)療醫(yī)院里用的 通過測定 可以檢查大腦 眼底等處的血管病變 4 軍事以炮彈飛行的 判斷炮彈的飛行方向 彩超 血液流速 尖叫聲 一 發(fā)生多普勒效應的幾種情況 特別提醒 1 無論什么情況 發(fā)生多普勒效應時 波源與觀察者肯定有相對運動 二者相互靠近時 觀察者接收到的頻率變高 相互遠離時 接收到的頻率變低 2 多普勒效應的產(chǎn)生不是取決于觀察者距波源多遠 而是取決于觀察者相對于波源的運動速度的大小和方向 如圖所示 男同學站立不動吹口哨 一位女同學坐在秋千上來回擺動 下列關(guān)于女同學的感受的說法正確的是 A 女同學從A向B運動過程中 她感覺哨聲音調(diào)變高B 女同學從E向D運動過程中 她感覺哨聲音調(diào)變高C 女同學在C點向右運動時 她感覺哨聲音調(diào)不變D 女同學在C點向左運動時 她感覺哨聲音調(diào)變低答案 AD解析 女同學蕩秋千的過程中 只要她有向右的速度 她都有靠近聲源的趨勢 根據(jù)多普勒效應 她都感到哨聲音調(diào)變高 反之女同學向左運動時 她感到音調(diào)變低 選項A D正確 B C錯誤 二 多普勒效應及超聲波的應用1 多普勒效應的應用 1 多普勒效應測車速 2 醫(yī)用彩色超聲波測定心臟跳動 了解血管血流等情況 3 電磁波的多普勒效應為跟蹤目標物 如導彈 云層等 提供了一種簡單的方法 在軍事 航天 氣象預報等領(lǐng)域有了廣泛的應用 4 用多普勒效應測量其他星系向著或遠離地球運動的速率 2 超聲波及其應用 1 定義 頻率高于2 104Hz的聲波 2 特點 大功率的超聲波幾乎沿直線傳播 3 應用 超聲波洗滌 超聲波碎石 超聲波探測儀 醫(yī)用彩超等 答案 A 解析 儀器接收到的波的頻率發(fā)生變化 是因為血液的流動使波源與接收儀器間距離發(fā)生變化 從而發(fā)生了多普勒效應 選項A對 B C D錯 下列關(guān)于多普勒效應的說法 正確的是 A 只有聲波才能發(fā)生多普勒效應B 當觀察者靠近聲源時 聽到聲音的音調(diào)升高 說明聲源的頻率升高了C 當聲源和觀察者同時以相同的速度向同一方向運動時 不會發(fā)生多普勒效應D 火車離站時 站臺上的旅客聽到火車的汽笛音調(diào)降低 對多普勒效應的理解 解析 多普勒效應是波動過程共有的特征 不僅是機械波 電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應 A項錯誤 發(fā)生多普勒效應時 聲源的頻率并沒有發(fā)生變化 而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 B項錯誤 當波源和觀察者以相同的速度同向運動時 兩者之間無相對運動 不會發(fā)生多普勒效應 C項正確 火車離站時 站臺上的旅客和火車相互遠離 聽到火車的汽笛音調(diào)降低 D項正確 答案 CD 如圖分別反映了飛機以三種速度在空中 不考慮空氣的流動 水平飛行時 產(chǎn)生聲波的情況 圖中一系列圓表示聲波的傳播情況 A表示飛機的位置 請你利用給出的圖 確定飛機飛行速度最大的是 選填 甲 乙 或 丙 答案 丙 解析 題圖甲中 飛機飛到A點時 聲波已傳播到前面了 即飛機慢于聲音 題圖乙中飛機與聲音速度相同 題圖丙中 飛機運動到A點時 聲波還在后面 故飛機運動快于聲音 沿直線行駛的汽車通過某觀察站時 觀察到汽車發(fā)出的頻率由1200Hz下降為1000Hz 已知空氣中聲速為340m s 求車速 解析 本題考查了觀察者不動而聲源運動時發(fā)生的多普勒效應 由題意可知 觀察的頻率由高到低 說明波源朝觀察者運動 爾后又背離觀察者運動 這是本題的創(chuàng)新之處 當汽車駛近觀測站時 波長被壓縮為 1 v車 T 觀測到的頻率 多普勒效應的應用 答案 30 9m s 點評 當觀察者不動 聲源運動時 聲源兩側(cè)波長不相等 背離方向波長變大 接收頻率變小 前進方向波長變小 接收的頻率變大 但無論哪一方波在介質(zhì)中的傳播速度都不變 它只由介質(zhì)決定 與波源是否運動無關(guān) 下面哪些應用是利用了多普勒效應 A 利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度B 交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波 波被運動的汽車反射回來 根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化 就知道汽車的速度 以便于進行交通管理C 鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況D 有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去答案 ABD 解析 凡是波都具有多普勒效應 因此利用光波的多普勒效應便可以測定遙遠星體相對地球遠離的速度 A正確 被反射的電磁波 相當于一個運動的物體發(fā)出的電磁波 其頻率發(fā)生變化 由多普勒效應的計算公式可以求出運動物體的速度 B正確 鐵路工人是根據(jù)振動的強弱而對列車的運動作出判斷的 C錯誤 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運動方向有關(guān) D正確