高中物理 第12章 第5节 多普勒效应课件 新人教版选修3-4.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械波 第十二章 第五节多普勒效应 第十二章 生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低 判断它是从远处飞来 还是掠过头顶而去 站在马路边 一辆响着喇叭的汽车从身边驶过 你听到的喇叭音调是否变化 1 音调音调由频率决定 频率高则音调 频率低则音调 2 响度响度由振幅决定 振幅大则响度 振幅小则响度 音调与响度 高 低 大 小 1 定义多普勒效应指由于波源与观察者之间有 使观察者感到 变化的现象 多普勒效应 相对运动 频率 2 现象分析 1 波源与观察者相对静止时 单位时间内通过观察者的波峰 或密部 的数目是 的 观察者感觉到的频率 波源振动的频率 2 波源与观察者相互靠近时 单位时间内通过观察者的波峰 或密部 的数目 观察者感觉到的频率 波源的频率 即感觉到的频率 3 波源与观察者相互远离时 观察者感觉到的频率 一定 等于 增加 大于 增加 变小 3 应用 1 交通大城市中的一些路段通常需限制车速 如学校附近 可在公路上安装 便可监视到过往车辆的行驶速度是否符合要求 2 测天体运动通过测量某天体上元素发出的光波的 就可以算出此天体相对地球的运动情况 多普勒测速仪 频率 3 医疗医院里用的 通过测定 可以检查大脑 眼底等处的血管病变 4 军事以炮弹飞行的 判断炮弹的飞行方向 彩超 血液流速 尖叫声 一 发生多普勒效应的几种情况 特别提醒 1 无论什么情况 发生多普勒效应时 波源与观察者肯定有相对运动 二者相互靠近时 观察者接收到的频率变高 相互远离时 接收到的频率变低 2 多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远 而是取决于观察者相对于波源的运动速度的大小和方向 如图所示 男同学站立不动吹口哨 一位女同学坐在秋千上来回摆动 下列关于女同学的感受的说法正确的是 A 女同学从A向B运动过程中 她感觉哨声音调变高B 女同学从E向D运动过程中 她感觉哨声音调变高C 女同学在C点向右运动时 她感觉哨声音调不变D 女同学在C点向左运动时 她感觉哨声音调变低答案 AD解析 女同学荡秋千的过程中 只要她有向右的速度 她都有靠近声源的趋势 根据多普勒效应 她都感到哨声音调变高 反之女同学向左运动时 她感到音调变低 选项A D正确 B C错误 二 多普勒效应及超声波的应用1 多普勒效应的应用 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 2 超声波及其应用 1 定义 频率高于2 104Hz的声波 2 特点 大功率的超声波几乎沿直线传播 3 应用 超声波洗涤 超声波碎石 超声波探测仪 医用彩超等 答案 A 解析 仪器接收到的波的频率发生变化 是因为血液的流动使波源与接收仪器间距离发生变化 从而发生了多普勒效应 选项A对 B C D错 下列关于多普勒效应的说法 正确的是 A 只有声波才能发生多普勒效应B 当观察者靠近声源时 听到声音的音调升高 说明声源的频率升高了C 当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时 不会发生多普勒效应D 火车离站时 站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低 对多普勒效应的理解 解析 多普勒效应是波动过程共有的特征 不仅是机械波 电磁波和光波也会发生多普勒效应 A项错误 发生多普勒效应时 声源的频率并没有发生变化 而是观察者接收到的频率发生了变化 B项错误 当波源和观察者以相同的速度同向运动时 两者之间无相对运动 不会发生多普勒效应 C项正确 火车离站时 站台上的旅客和火车相互远离 听到火车的汽笛音调降低 D项正确 答案 CD 如图分别反映了飞机以三种速度在空中 不考虑空气的流动 水平飞行时 产生声波的情况 图中一系列圆表示声波的传播情况 A表示飞机的位置 请你利用给出的图 确定飞机飞行速度最大的是 选填 甲 乙 或 丙 答案 丙 解析 题图甲中 飞机飞到A点时 声波已传播到前面了 即飞机慢于声音 题图乙中飞机与声音速度相同 题图丙中 飞机运动到A点时 声波还在后面 故飞机运动快于声音 沿直线行驶的汽车通过某观察站时 观察到汽车发出的频率由1200Hz下降为1000Hz 已知空气中声速为340m s 求车速 解析 本题考查了观察者不动而声源运动时发生的多普勒效应 由题意可知 观察的频率由高到低 说明波源朝观察者运动 尔后又背离观察者运动 这是本题的创新之处 当汽车驶近观测站时 波长被压缩为 1 v车 T 观测到的频率 多普勒效应的应用 答案 30 9m s 点评 当观察者不动 声源运动时 声源两侧波长不相等 背离方向波长变大 接收频率变小 前进方向波长变小 接收的频率变大 但无论哪一方波在介质中的传播速度都不变 它只由介质决定 与波源是否运动无关 下面哪些应用是利用了多普勒效应 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 交通警察向行进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 铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去答案 ABD 解析 凡是波都具有多普勒效应 因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球远离的速度 A正确 被反射的电磁波 相当于一个运动的物体发出的电磁波 其频率发生变化 由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度 B正确 铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的 C错误 炮弹飞行 与空气摩擦产生声波 人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关 D正确