3.5 多普列效应 导学案 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.5 多普列效应 导学案 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 47.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-12 16:14:53 | ||
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文档简介
3.5 多普列效应
【学习目标】
1、认识多普勒效应，能解释多普勒效应产生的原因。
2、能列举多普勒效应的应用实例。
【学习目标重难点】
重点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。
难点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。
【新课引入】
站在火车站台上的旅客发现火车在进站时的鸣笛声的音调变高了，而火车出站时的鸣笛声的音调变低了。这是怎么回事？
【学习任务一】认识多普勒效应
1．定义：如果波源或观察者或两者都相对于 运动，那么观察者接收到的频率与波源发出的频率就 了，这样的现象叫作多普勒效应。
2．多普勒效应产生的原因
(1)波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的完全波的个数是一定的，观察者观测到频率 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完全波的个数 ，观察者观测到的频率 波源的频率，即观察到的频率 。
(3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率 。
3.相对位置变化与频率的关系（规律）
相对位置 图示 结论
波源S和观察者A相对静止，如图所示 f观察者＝f波源 音调不变
波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f观察者＞f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f观察者＜f波源，音调变低
观察者A不动，波源S运动，由S→S′，如图所示 f观察者＞f波源，音调变高
归纳：1．波源频率：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波．频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数．
2．接收频率
(1)波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率等于波源的频率．
(2)波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化．
若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率增大；若波源与观察者相互远离，则观察者接收到的频率减小．
3．音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低．观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的．
【学习任务二】多普勒效应的应用
1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的__ __，同时测量__ __ 的频率，根据反射波频率__ __就能知道车辆的速度。
2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的_______ ，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度．
3．测血流速度：向人体内发射 的超声波，超声波被血管中的血流 后又被仪器接收，测出反射波的 ，就可得出血流速度．
典型例题
例1、(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应
C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
针对训练1：装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比( )
频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小
C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大
例2、如图所示，产生机械波的波源P做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是( )
A．该图表示波源正在向A点移动
B．观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0
C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0
D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0
针对训练2：某人站在地面上某处，一架飞机由远及近地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．越来越低 B．越来越高 C．先变高后变低 D．先变低后变高
巩固练习
1．下列说法中不正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．只有声波会发生多普勒效应
C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
2．关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的物体经过平衡位置时的加速度为零
B．在外力作用下物体的振动频率称为固有频率
C．反射、衍射、干涉、多普勒效应都是波所特有的现象
D．同一个单摆从北京移到广州，周期变长
3．下面哪些应用不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．铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
4．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．教室内部的声音可以在教室外面听到
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动．以u表示声源的速度，v表示声波的速度（u＜v），f表示接收器接收到的频率．若u增大，则（ ）
A．f增大，v增大 B．f增大，v不变
C．f不变，v增大 D．f减少，v不变
6、分析下列物理现象：
①“闻其声而不见其人”；②学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．
这些物理现象分别属于波的（ ）
A．折射、干涉、多普勒效应 B．衍射、多普勒效应、干涉
C．折射、衍射、多普勒效应 D．衍射、干涉、多普勒效应
7、如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰．
(1)该图表示的是________．
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________(填“A”“B”“C”或“D”)点．
(3)观察到波的频率最低的点是_____________________________________ (填“A”“B”“C”或“D”)点．
【学习目标】
1、认识多普勒效应，能解释多普勒效应产生的原因。
2、能列举多普勒效应的应用实例。
【学习目标重难点】
重点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。
难点：能解释多普勒效应产生的原因。能用多普勒效应解释有关问题。
【新课引入】
站在火车站台上的旅客发现火车在进站时的鸣笛声的音调变高了，而火车出站时的鸣笛声的音调变低了。这是怎么回事？
【学习任务一】认识多普勒效应
1．定义：如果波源或观察者或两者都相对于 运动，那么观察者接收到的频率与波源发出的频率就 了，这样的现象叫作多普勒效应。
2．多普勒效应产生的原因
(1)波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的完全波的个数是一定的，观察者观测到频率 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完全波的个数 ，观察者观测到的频率 波源的频率，即观察到的频率 。
(3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率 。
3.相对位置变化与频率的关系（规律）
相对位置 图示 结论
波源S和观察者A相对静止，如图所示 f观察者＝f波源 音调不变
波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f观察者＞f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f观察者＜f波源，音调变低
观察者A不动，波源S运动，由S→S′，如图所示 f观察者＞f波源，音调变高
归纳：1．波源频率：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波．频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数．
2．接收频率
(1)波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率等于波源的频率．
(2)波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化．
若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率增大；若波源与观察者相互远离，则观察者接收到的频率减小．
3．音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低．观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的．
【学习任务二】多普勒效应的应用
1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的__ __，同时测量__ __ 的频率，根据反射波频率__ __就能知道车辆的速度。
2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的_______ ，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度．
3．测血流速度：向人体内发射 的超声波，超声波被血管中的血流 后又被仪器接收，测出反射波的 ，就可得出血流速度．
典型例题
例1、(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应
C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
针对训练1：装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比( )
频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小
C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大
例2、如图所示，产生机械波的波源P做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是( )
A．该图表示波源正在向A点移动
B．观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0
C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0
D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0
针对训练2：某人站在地面上某处，一架飞机由远及近地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．越来越低 B．越来越高 C．先变高后变低 D．先变低后变高
巩固练习
1．下列说法中不正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．只有声波会发生多普勒效应
C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
2．关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的物体经过平衡位置时的加速度为零
B．在外力作用下物体的振动频率称为固有频率
C．反射、衍射、干涉、多普勒效应都是波所特有的现象
D．同一个单摆从北京移到广州，周期变长
3．下面哪些应用不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．铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
4．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．教室内部的声音可以在教室外面听到
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动．以u表示声源的速度，v表示声波的速度（u＜v），f表示接收器接收到的频率．若u增大，则（ ）
A．f增大，v增大 B．f增大，v不变
C．f不变，v增大 D．f减少，v不变
6、分析下列物理现象：
①“闻其声而不见其人”；②学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．
这些物理现象分别属于波的（ ）
A．折射、干涉、多普勒效应 B．衍射、多普勒效应、干涉
C．折射、衍射、多普勒效应 D．衍射、干涉、多普勒效应
7、如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰．
(1)该图表示的是________．
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________(填“A”“B”“C”或“D”)点．
(3)观察到波的频率最低的点是_____________________________________ (填“A”“B”“C”或“D”)点．