2020-2021学年4 波的衍射和干涉学案

学习内容

江苏省新沂市王楼中学高中物理 3-4（12.5）导学案

学习目标

1．  知道波源的频率和观察者接收到频率的区别。

2．  知道什么是多普勒效应。（不要求进行定量计算）

3．  了解多普勒效应的一些应用。

学习重、难点

理解多普勒效应

学法指导

自主、合作、探究

知识链接

1．音调是由         决定，     越高，音调越高。

2．机械波的频率是        决定的，所以波的频率就是     振动频率。

学习过程

用案人自我创新

【自主学习】

1．（生活体验）当正在鸣笛火车向你驶来时，感觉音调变      ，当火车离你远去时，感觉音调变       。

2．多普勒效应是指：                                         

                                                         。

根据课本图12.5-2多普勒模拟实验体会：波源的频率和观察者接收到频率的区别。

声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出完整波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收的完整波的个数决定的。

3．  （讨论）多普勒效应的成因。

⑴波源和观察者相对静止。

单位时间内波源发出多少个完全波数，观察者就接收到多少个完全波数。因此，f波源      f观察者，观察者感觉到的波源频率       ，即音调    。

⑵波源不动，观察者运动。

①波源频率不变，当观察者靠近波源时，与观察者不动相比，观察者在单位时间内接收到（遇到）的完全波的个数       （增多或减少），即f波源      f观察者，从而观察者感到音调比相对静止时      （高/低）。

②当观察者远离波源时，与观察者不动相比，观察者在单位时间内接收到（遇到）的完全波的个数       （增多或减少），即f波源      f观察者，从而观察者感到音调比相对静止时      （高/低）。若观察者的速度等于波的传播速度，即f观察者=            。

⑶观察者不动，波源动。

设波源频率不变，波源靠近观察者，由于波向前传播1个波长距离时，波源也向前运动一段距离，这样使波传播的波长减小。在空间传播的波在同样的距离上包含完全波的个数增多，因此观察者单位时间内接收到完全波的个数比二者相对静止时要多，因此有f波源      f观察者，观察者感觉到音调比相对静止时要         ；同理，当波源远离观察者时，       f波源      f观察者。。

总结：当                                    时，音调比原来高；

当                                    时，音调比原来高。

4．多普勒效应应用在         、             、                等。

【例题与问题】

1．下面说法中正确的是  （        ）

    A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了

    B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化

    C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的

    D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的

2．关于多普勒效应，以下说法正确的有    (    )

    A．只有机械波才能产生多普勒效应

    B．机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应

    C．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化

    D．产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化

3．下面哪些应用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面来，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判断飞行炮弹是接近还是远去  

4．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，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，她感觉哨声音调变高

  B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高

  C．女同学从C点向右运动时，她感觉哨声音调不变

  D．女同学从C点向左运动时，她感觉哨声音调变低

达标检测

1．关于多普勒效应，下列说法正确的是    (    )

  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改变

  c．多普勒效应是由于波源与观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

2．下列哪些现象是多普勒效应    (    )

  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

3．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    (    )                           C

    A．干涉现象    B．衍射现象                     

    c．反射现象    D．多普勒效应               A            

 (2)波源正在向哪处移动    (    )

    A．A    B．B    C．C    D．D

(3)观察到波的频率最低的位置是    (    )              D

    A．A处  B．B处    C．C处    D．D处

  4．站在火车站台上的旅客听到火车鸣笛声的音调变化情况是    (    )

    A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调变低

    B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调变高

    c．当火车减速离站时，鸣笛声的音调变低

    D．当火车减速离站时，鸣笛声的音调变高

  5．公路巡警开车在高速公路上以100 km／h的恒定速度巡查，在同一车道上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，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100 km／h    B．低于100 km／h

    C．等于100 km／h    D．无法确定

6．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减小，V增大

7．图中在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v=400 m／s。为了接收信号，在x=400 m处放置一接收器A(图中未标出)。已知t=0时，波已经传播到x-=40 m，则下列说法中不正确的是    (    )

  A．波源振动的周期为0.05 s

  B．x=40 m处的质点在t=0.5 s时位移最大

C．接收器在f=1.O s时才能接收到此波

  D．若波源向z轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz

学习反思