【课件】多普勒效应++课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章机械波第五节多普勒效应仔细听,注意除音量大小以外的变化课堂引入多普勒效应一警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题：(1)你听到警笛的音调有何不同？答案警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低；(2)实际上警笛的音调会变化吗？答案实际上警笛的音调不会变化；(3)听到音调发生变化的原因是什么？答案警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增加；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调变化。1.多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的

都会发生变化的现象。2.多普勒效应产生的原因(1)当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是______的，观测到的频率

波源振动的频率。(2)当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目______(选填“增加”或“减少”)，观测到的频率

(选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率

(选填“增大”或“减小”)。梳理与总结频率一定等于增加增大减小只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，这种说法对吗？为什么？思考与讨论答案不对，如果观察者绕着波源做圆周运动，虽然两者间发生了相对运动，但观察者接收的频率与波源发出的频率依然相等，并未发生多普勒效应。易错辨析(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。(

)(2)发生多普勒效应时，波源本身的频率没有变化。(

)(3)多普勒效应是由于波的干涉引起的。(

)(4)只有声波可产生多普勒效应。(

)(5)甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率。(

)×√×××如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，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，她听到的哨声音调变低B.女同学从E向D运动过程中，她听到的哨声音调变高C.女同学在C点向右运动时，她听到的哨声音调不变D.女同学在C点向左运动时，她听到的哨声音调变低例1√根据多普勒效应，当声源不动时，观察者向着声源运动时，听到的哨声调变高，远离声源运动时，听到的哨声音调变低。女同学从A向B运动过程中，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故A错误；女同学从E向D运动过程中，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故B错误；女同学在C点向右运动时，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故C错误；女同学在C点向左运动时，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故D正确。如图所示，以频率f上下振动的振针沿水平方向移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是A.振针在向左移动B.如果A处的观察者保持静止，接收到的水波频率大于fC.如果A处的观察者水平向左移动，接收到的水波频率可能大于fD.如果A处的观察者水平向右移动，接收到的水波频率可能小于f例2√振针前进方向上的水波变得密集，在其移动反方向的水波变得稀疏，因此振针向右移动，故A错误；波源远离观察者时，根据多普勒效应，观测者接收到的频率变小，即A处的观察者保持静止，接收到的水波频率小于f，故B错误；如果A处的观察者水平向左移动，波源向右移动，波源一定远离观察者，观察者接收到的频率一定小于f，故C错误；如果A处的观察者水平向右移动，当观察者的运动速度小于振针的运动速度，波源依然远离观察者，观察者接收到的频率可能小于f，故D正确。

一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动。一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到A.声源在A点时发出声音的频率等于600HzB.声源在B点时发出声音的频率等于600HzC.声源在C点时发出声音的频率等于600HzD.声源在D点时发出声音的频率小于600Hz√针对训练根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源运动到A、B、C、D四个点时，画出来相对于观察者的速度方向，可以得到声源在A点有接近观察者的趋势，声源在C点有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向垂直O点与观察者的连线，所以在B、D两点，观察者接收到的频率就等于声源的频率，而在A点观察者接收到的频率大于声源的频率，在C点观察者接收到的频率小于声源的频率，故选B。总结提升相对位置图示结论波源S和观察者A相对静止

f观察者＝f波源，音调不变波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C

由A→B，f观察者>f波源，音调升高由A→C，f观察者<f波源，音调降低总结提升相对位置图示结论观察者A不动，波源S运动，由S→S′，接近观察者或远离观察者接近观察者，f观察者>f波源，音调升高远离观察者，f观察者<f波源，音调降低返回1.用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率2.临床上应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊断系统3.雷达测速仪4.军事应用脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪等二、多普勒效应的应用多普勒测速二、多普勒效应的应用二、多普勒效应的应用军机机载雷达采用脉冲多普勒工作模式二、多普勒效应的应用军事应用:脉冲多普勒雷达三、应用二、多普勒效应的应用北斗导航三、应用二、多普勒效应的应用天眼利用多普勒效应观察其他星系多普勒彩超三、应用二、多普勒效应的应用2.波源不动，观察者以速度u相对介质运动。1.观察者与波源都静止,波速为v0:a.观察者朝向波源运动b.观察者远离波源运动

观察者运动时感受到的波速发生变化。

接收的频率增大接收的频率减小三、多普勒效应的应用拓展此处缺少视频Su三、多普勒效应的应用拓展3.波源运动,使观察者感受到的波长发生变化。此处缺少视频思考1:若波源运动的速度等于波传播的速度会怎么样？波源速度趋于波速,所有波面在一点相切,接收频率趋于无穷大。Su三、多普勒效应的应用拓展当波源在介质中的运动速度大于波在介质中的传播速度时，这时波源（物体）本身的运动会激起介质的扰动，激起另一种波，此时的运动物体充当了另一种波的波源，这种波是一种以运动物体的运动轨迹为中心的一系列球面波。由于球面波的波速u比物体的运动速度vs小，所以就会形成如下图的V形锥面波，这种波叫做击波。击波的包络面成圆锥状，并称之为马赫锥。思考2:若波源运动的速度大于波传播的速度会怎么样？三、多普勒效应的应用拓展突破音障进入超音速后，从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，在旁观者听来这股震波有如爆炸一般，故称为音爆或声爆。突破音速的瞬间三、多普勒效应的应用拓展课堂小结当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应.当波源与观察者有相对运动时：(1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；(2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。测量其它星系向着还是远离地球运动的速率、彩色多普勒超声诊断系统、雷达测速仪、多谱勒导航仪等应用多普勒效应波源运动的速度等于和大于波传播的速度拓展Su【典例1】（多选）下列哪些现象属于多普勒效应()A.远去的汽车声音越来越小B.炮弹迎面飞来,声音刺耳C.火车向你驶来时,音调变高;驶离你而去时,音调变低D.大风中,远处人的说话声时强时弱典例分析【正确答案】BC【典例2】（多选）下列哪些现象属于多普勒效应()A．利用地球上接收到的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，根据接收到的电磁波频率发生的变化，就能知道汽车的速度，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就能判断飞行的炮弹是接近还是远去典例分析【正确答案】ABD【典例3】公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．无法确定典例分析【正确答案】A【典例4】超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（）A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度B．超声波的频率越高衍射本领越强C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率典例分析【正确答案】C【典例5】单音源发生器装置在小车上，其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动，观察者甲静止于圆心处，测得频率为f1；图2中小车沿直线向左匀速运动，观察者乙、丙静止于该直线上，丙在乙的右侧，观察者乙测得频率为f2，观察者丙测得频率为f3，则（）A．B．C．D．f1时而大于f0时而小于f0，典例分析【正确答案】C【典例6】如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被a接收到。则（）A．a接收到b的反射波频率等于f0B．a的发射波与b的反射波相遇会发生干涉C．反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关D．a根据接收到的反射波的频率可确定b的速度典例分析【正确答案】D【典例7】（多选）如图甲所示，女同学站立不动吹口哨，一位小女孩坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于小女孩的感受的说法正确的是（）A．小女孩从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．小女孩从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．小女孩在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D．小女孩在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低典例分析【正确答案】AD【典例8】（多选）如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x=0处是它