粤教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波第四节多普勒效应课件.ppt

第四节多普勒效应一、认识多普勒效应1．填一填(1)定义：如果波源或观察者或者都相对于传播介质运动，观察者接收到的频率与波源发出的频率的现象。(2)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_____的，观察者观测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，即观察到的频率增大。 ③波源与观察者相互远离时，观察到的频率。不相同一定等于增多大于减小2．判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。 ()(2)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。 ()(3)只有横波才能发生多普勒效应。 ()3．想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？ 提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。√××二、多普勒效应的应用填一填(1)修理铁路的工人可以从火车的汽笛声判断火车运行的和快慢。(2)交警可以利用多普勒测速雷达测出汽车的。(3)根据光的多普勒效应，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率，可判断遥远天体相对地球的。(4)现代医学应用多普勒超声对人体体内器官进行观察。方向速度运动速度探究(一)多普勒效应产生的原因分析[问题驱动]有经验的铁路工人可以通过分辨火车的汽笛声来判断火车的运行方向和快慢。(1)火车的运动方向和快慢对铁路工人接收到的声音频率有影响吗？(2)铁路工人是怎样通过分辨火车的汽笛声来判断火车的运行方向和快慢的？提示：(1)有影响，火车的运动方向和快慢对铁路工人在单位时间里接收到声波的完整波的个数有影响，从而影响接收到声音的频率。(2)铁路工人是通过分辨所感受到汽笛的音调高低来判断火车的运行方向和快慢的：若火车靠近工人，工人感觉到汽笛的音调变高，速度越大，音调越高，反之速度越小，音调越低。[重难释解]1．相对位置变化与频率的关系相对位置图示结论波源S和观察者A相对介质不动f波源＝f观察者，音调不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者，音调变低观察者A不动，波源S运动，由S→S2f波源＜f观察者，音调变高2．成因归纳根据以上分析可知，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动。典例1汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则()A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态C．当f′f时，表明前车在加速行驶D．当f′f时，表明前车在减速行驶[解析]当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f′f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。[答案]A发生多普勒效应的条件(1)发生多普勒效应是由于波源与观察者发生了相对运动，当波源和观察者都运动但无相对运动时则不会发生多普勒效应。(2)多普勒效应的产生不是取决于波源距离观察者有多远，而是取决于波源相对于观察者运动速度的大小和方向。[素养训练]1．有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向。他所利用的是声波的 ()A．干涉现象 B．衍射现象C．多普勒效应 D．反射现象解析：据多普勒效应现象，当火车运动方向靠近养护人员时，他听到的声音音调较高，火车远离养护人员时，他听到的声音音调较低。答案：C2．(2023·广东高考)渔船