2025版新教材高中物理第3章机械波5多普勒效应课内探究新人教版选择性必修第一册

5．多普勒效应探究对多普勒效应的理解要点提炼1.波源频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。2．视察者接收到的频率发生多普勒效应时，波源的频率并没有变更，是接收者接收的频率(单位时间内接收到的完全波的个数)发生变更(大于或小于波源频率)，缘由是存在相对运动。3．发生多普勒效应的几种状况相对位置图示结论波源S和视察者A相对静止不动，如图所示f视察者＝f波源，音调不变波源S不动，视察者A运动，由A→B或A→C，如图所示若靠近波源，由A→B，则f视察者>f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f视察者<f波源，音调变低视察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示f视察者>f波源，音调变高(1)无论什么状况，发生多普勒效应时，波源与视察者确定有相对运动，二者相互靠近时，视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视察者距波源多远，而是取决于视察者相对于波源的运动速度的大小和方向。典例剖析1．如图表示产朝气械波的波源O做匀速运动的状况下，某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆表示波峰。(1)该图表示的是(D)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．A点 B．B点C．C点 D．D点(3)视察到波的频率最低的点是(B)A．A点 B．B点C．C点 D．D点解析：(1)该图表示的是多普勒效应，正确的选项为D。(2)从波长变更状况来看，波源正在移向A点。(3)由于波源远离B点的速率最大，所以，视察到波的频率最低的点是B点。对点训练❶如图所示为波源S发出的波，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz且不运动，而视察者在1s内由A运动到B，此时间内视察者接收到多少个完全波？设波速为340m/s，要让视察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？解析：假如视察者不动，则1s内，视察者接收到的完全波的个数应为20个。当视察者从A运动到B的过程中，由图可知，接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。要想让视察者完全接收不到波，他必需随其所在的波峰一起运动并远离波源。由x＝vt得x＝340×1m＝340m，即视察者每秒要远离波源340m。答案：19340m探究多普勒效应及超声波的应用要点提炼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，了解血管血流等状况。(3)电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)供应了一种简洁的方法。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。典例剖析2．蝙蝠在洞窟中飞来飞去时，利用超声脉冲导航。这种超声脉冲持续1ms或不到1ms，且每秒重复放射几次。假定蝙蝠发出的超声脉冲频率为39000Hz，在它朝着表面平直的墙壁飞行期间，下列推断正确的是(C)A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收到的超声脉冲频率C．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的超声脉冲频率D．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz解析：由于蝙蝠向墙壁靠近，墙壁接收到的超声脉冲频率大于39000Hz，蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲的频率也大于墙壁接收到的超声脉冲频率。故选项C正确。对点训练❷如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，速度v2>v1。甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为(A)A．f1，f3，f2 B．f3，f1，f2C．f2，f3，f1 D．f3，f2，f1解析：由于v2>v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的笛声的频率变大，即f1>f0。由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的笛声的频率变小，即f2<f0。由于司机和声源相对静止，所以司机听到的笛声的频率不变，即f3＝f0。综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2因此选项A正确。多普勒效应的推断方法(1)确定探讨对象(波源与视察者)。(2)确定波源与视察者是否有相对运动。若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生。(3)推断：当两者远离时，视察者接收到的波的频率变小，靠近时视察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。案例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)A．越来越低 B．越来越高C．先变高后变低 D．先变低后变高易错分析：飞机从人头顶匀速飞过，匀速是指飞机相对地面，但相对视察者的速度是先减小后增大，这须要将速度分解。一些同学思维简洁，只考虑到起初是飞机(声源)相对视察者靠近，飞机过了人的正头顶后，变成了声源相对视察者远离，因此认为接收的频领先变高后变低，错选了C项。解析：当飞机飞近人时，将飞机的速度分解，如图甲所示，飞机相对人的速度为v1＝vcosα，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，飞机相对人的速度v3＝vcosα，α越来越小，则v3越