2024_2025学年新教材高中物理第3章机械波第4节多普勒效应学案粤教版选择性必修第一册.docVIP

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第四节多普勒效应

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

多普勒效应.

科学思维

相对法理解多普勒效应．

科学探究

探究声波的多普勒效应.

科学看法与责任

了解多普勒效应的应用.

学问点一相识多普勒效应

1．定义：假如波源或视察者或两者都相对于传播介质运动，那么视察者接收到的频率与波源发出的频率就不相同了．这样的现象叫作多普勒效应．

2．多普勒效应产生的缘由

(1)波源与视察者相对静止时，单位时间内通过视察者的完全波的个数是肯定的，视察者观测到频率等于波源振动的频率．

(2)波源与视察者相互靠近时，单位时间内通过视察者的完全波的个数增加，视察者观测到的频率大于波源的频率，即视察到的频率增大．

(3)波源与视察者相互远离时，视察到的频率变小．

学问点二多普勒效应的应用

1．铁路工人可以从火车的汽笛声推断火车的运行方向和快慢．

2．交警向汽车放射电磁波，通过分析反射回来的电磁波的频率可以测出汽车的速度．

3．依据光的多普勒效应，由地球上接收到遥远天体发出的光波频率，推断遥远天体相对地球的运动速度．

4．利用彩色多普勒超声图像分析病情．

1．思索推断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)铁路工人用耳贴在铁轨上推断火车的运动状况是利用多普勒效应． (×)

(2)有阅历的战士从炮弹飞行的声音推断飞行的炮弹是接近还是远去． (√)

(3)交警向行驶中的汽车放射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，依据接收到的波的频率发生的变更，就可知汽车的速度，以便于交通管理． (√)

(4)多普勒效应的发生是因为波源的振动频率发生了变更． (×)

2．(多选)下列说法中正确的是()

A．发生多普勒效应时，波源的频率变更了

B．发生多普勒效应时，视察者接收到的频率发生了变更

C．多普勒效应是在波源与视察者之间有相对运动时产生的

D．多普勒效应是由奥地利科学家多普勒首先发觉

BCD[该题考查对多普勒效应的理解．当波源和视察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确；但波源的频率并没有发生变更，A错误；多普勒效应产生的本质是视察者接收到的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发觉，B、D正确．]

3．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()

A．多普勒效应是由波的干涉引起的

B．多普勒效应说明波源的频率发生变更

C．多普勒效应是由于波源与视察者之间有相对运动而产生的

D．只有声波才可以产生多普勒效应

C[在多普勒效应中，波源的频率是不变更的，只是由于波源和视察者之间有相对运动，视察者感觉到的频率发生了变更．多普勒效应是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应．故选项C正确．]

考点多普勒效应

美国霍普金斯高校利用多普勒效应对苏联第一颗人造卫星进行了跟踪试验．科学家发觉，当卫星向近地点运动时返回的信号频率增加，卫星向远地点运动时返回的信号频率降低．

(1)波源的频率由谁确定？

(2)视察者接收到的频率与哪些因素有关？

提示：(1)由波源确定．

(2)视察者接收到的频率与波源的频率、波源与视察者的相对运动有关．

1．发生多普勒效应时几种状况的比较

相对位置

图示

结论

波源S和视察者A相对介质不动

f波源＝f视察者，接收频率不变

波源S不动，视察者A运动，由A→B或A→C

若靠近波源，由A→B则f波源＜f视察者，接收频率变高

若远离波源，由A→C则f波源＞f视察者，接收频率变低

若视察者A不动，波源S运动，由S1→S2

f波源＜f视察者，接收频率变高

2.当波源与视察者相互接近，视察者接收到的频率f视察者变大，反之视察者接收到的频率f视察者变小．

3．发生多普勒效应时，不论视察者接收到的频率发生了怎样的变更，波源的真实频率并不会发生任何变更．

【典例】(多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是()

A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300Hz

B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz

C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz

D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz

[思路点拨]解答本题时应把握以下两点：

(1)当视察者与波源的距离减小时，视察者接收到的频率变大．

(2)当视察者与波源的距离增大时，视察者接收到的频率变小．

AD[当汽车向你驶来时，两者距离减小，你单位时间内接收的声波个数增多，频率上升，将大于300Hz，故A选项正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你单位时间内接收的声波个数削减，频率降低，将小于300Hz，故D选项正确．]

多普勒效应的分析方法

(1)确定探讨对象．(波源与视察者)

(2)确