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物理选择性必修 第一册第三章 机械波第四节 多普勒效应说课课件ppt
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这是一份物理选择性必修 第一册第三章 机械波第四节 多普勒效应说课课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了反射波，频率变化，探究总结，核心素养微专题等内容，欢迎下载使用。
1．了解多普勒效应及其产生的原因2．了解多普勒效应在生活中的应用
1．通过实验和观察，认识多普勒效应2．通过查资料分析多普勒效应产生的原因3．解释多普勒效应的各种应用
预习导学 | 新知领悟
1．多普勒效应波源与观察者相互________或者相互________时，观察者接收到的波的________都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应．
多普勒效应的认识及应用
2．多普勒效应产生的原因(1)当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时，________的频率有所改变，此种频率的变化被称为________．(2)波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目________，观测到的频率________．(3)波源与观察者相互远离时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观测到的频率________．
3．多普勒效应的应用(1)测量汽车速度．交通警车向行进中的车辆发射________已知的超声波，同时测量________的频率，根据反射波__________的多少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________时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度．
(3)多普勒彩超．其工作原理是在高清晰度的黑白B超基础上引入彩色多普勒技术进行工作．可以形成彩色多普勒超声血流图像，既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”．
1．多普勒效应能否产生，与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？2．火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？
【答案】1．能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系．2．不能．坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的．
(多选)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．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
【答案】AD 【解析】女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低．A、D正确，B、C错误．
多维课堂 | 素养初培
阅读下面情景，并回答问题．问题(1)生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低，判断它是从远处飞来，还是掠过头顶而去？(2)站在马路边，一辆响着喇叭的汽车从身边驶过．你听到的喇叭音调是否变化？【答案】(1)能． (2)变化．
多普勒现象的理解和应用
1．波源频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完整波的个数．2．观察者接收到的频率发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)．
3．发生多普勒效应的几种情况
特别提醒：(1)无论什么情况，发生多普勒效应时，波源与观察者肯定有相对运动，二者相互靠近时，观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到的频率变低．(2)多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决于观察者相对于波源的运动速度的大小和方向．素养点评：本探究通过对多普勒效应的理解和应用，培养“物理观念”素养．
对多普勒效应的理解精练1 (多选)下列关于多普勒效应的说法中，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．如果声源静止，就观察不到多普勒效应C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变D．当声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低【答案】CD
【解析】波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错误；声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错误；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低，C、D正确．
变式1 (2020年肥城校级期中)在下列现象中，不能用多普勒效应解释的是( )A．医生用超声波检查血流情况的“彩超”B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离D．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声【答案】D
【解析】检查血流情况的“彩超”机是利用超声波的多普勒效应工作，故A错误；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低属于多普勒效应的现象，可以由多普勒效应解释，故B错误；根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，故C错误；雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声是因为声音传播速度慢，与多普勒效应无关，故D正确．
多普勒效应的应用精练2 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，如果该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波频率比发出时低．(1)此现象属于( )A．波的衍射 B．波的干涉C．多普勒效应 D．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？(3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？
【答案】(1)C (2)超速 (3)偏高 【解析】(1)巡警车接收到的电波频率比发出时低，此现象为多普勒效应，C正确．(2)因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比警车车速大，故该车超速．(3)若该车以20 m/s的速度行进时，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应增大．
变式2 (多选)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【答案】ABD
【解析】凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球的运动速度，A正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，B正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，D正确．
多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象(波源与观察者)．(2)确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．(3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．
【考题延伸】某人站在地面上某处，一架飞机由远而近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【答案】A
【解析】当飞机飞近人时，将飞机的速度分解，如图甲所示，飞机相对人的速度为v1＝vcs α，α越来越大，则v1越来越小，即人听到飞机声音的频率越来越低，但总是f听>f源．当飞机远离人时，将飞机的速度分解如图乙所示，
飞机相对人的速度v3＝vcs α，α越来越小，则v3越来越大，即人听到飞机声音的频率越来越低，且都是f听f源；恰好在人头顶正上方时，f听＝f源；越过头顶正上方之后，f听
1．(2021届厦门外国语学校期中)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( )A．波速变大B．波速不变C．频率变低D．频率不变【答案】B
【解析】渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，A错误，B正确；根据声音的多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高，C、D错误．
2．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )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．多普勒效应仅仅在观察者远离波源时才会发生D．当观察者向波源靠近时，观察者接收到波的频率变小【答案】B
【解析】发生多普勒效应时是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化，故A错误，B正确；当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，故C错误；当观察者向波源靠近时，接收到波的频率变大，故D错误．
3．(2021届宁波北仑中学期中)医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速，这一技术利用了物理学中的原理是( )A．回声B．波的衍射C．波的干涉D．多普勒效应【答案】D
【解析】由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化．波的干涉、波的衍射及回声都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化．故该技术体现的是多普勒效应；故选D.
4．(2021届河南偃师高中月考)有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2，则( )A．f1>f2B．f1＝f2C．f1
1．了解多普勒效应及其产生的原因2．了解多普勒效应在生活中的应用
1．通过实验和观察，认识多普勒效应2．通过查资料分析多普勒效应产生的原因3．解释多普勒效应的各种应用
预习导学 | 新知领悟
1．多普勒效应波源与观察者相互________或者相互________时，观察者接收到的波的________都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应．
多普勒效应的认识及应用
2．多普勒效应产生的原因(1)当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时，________的频率有所改变，此种频率的变化被称为________．(2)波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目________，观测到的频率________．(3)波源与观察者相互远离时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观测到的频率________．
3．多普勒效应的应用(1)测量汽车速度．交通警车向行进中的车辆发射________已知的超声波，同时测量________的频率，根据反射波__________的多少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________时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度．
(3)多普勒彩超．其工作原理是在高清晰度的黑白B超基础上引入彩色多普勒技术进行工作．可以形成彩色多普勒超声血流图像，既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”．
1．多普勒效应能否产生，与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？2．火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？
【答案】1．能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系．2．不能．坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的．
(多选)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．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
【答案】AD 【解析】女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低．A、D正确，B、C错误．
多维课堂 | 素养初培
阅读下面情景，并回答问题．问题(1)生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低，判断它是从远处飞来，还是掠过头顶而去？(2)站在马路边，一辆响着喇叭的汽车从身边驶过．你听到的喇叭音调是否变化？【答案】(1)能． (2)变化．
多普勒现象的理解和应用
1．波源频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完整波的个数．2．观察者接收到的频率发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)．
3．发生多普勒效应的几种情况
特别提醒：(1)无论什么情况，发生多普勒效应时，波源与观察者肯定有相对运动，二者相互靠近时，观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到的频率变低．(2)多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决于观察者相对于波源的运动速度的大小和方向．素养点评：本探究通过对多普勒效应的理解和应用，培养“物理观念”素养．
对多普勒效应的理解精练1 (多选)下列关于多普勒效应的说法中，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．如果声源静止，就观察不到多普勒效应C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变D．当声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低【答案】CD
【解析】波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错误；声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错误；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低，C、D正确．
变式1 (2020年肥城校级期中)在下列现象中，不能用多普勒效应解释的是( )A．医生用超声波检查血流情况的“彩超”B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离D．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声【答案】D
【解析】检查血流情况的“彩超”机是利用超声波的多普勒效应工作，故A错误；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低属于多普勒效应的现象，可以由多普勒效应解释，故B错误；根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，故C错误；雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声是因为声音传播速度慢，与多普勒效应无关，故D正确．
多普勒效应的应用精练2 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，如果该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波频率比发出时低．(1)此现象属于( )A．波的衍射 B．波的干涉C．多普勒效应 D．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？(3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？
【答案】(1)C (2)超速 (3)偏高 【解析】(1)巡警车接收到的电波频率比发出时低，此现象为多普勒效应，C正确．(2)因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比警车车速大，故该车超速．(3)若该车以20 m/s的速度行进时，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应增大．
变式2 (多选)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【答案】ABD
【解析】凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球的运动速度，A正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，B正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，D正确．
多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象(波源与观察者)．(2)确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．(3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．
【考题延伸】某人站在地面上某处，一架飞机由远而近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【答案】A
【解析】当飞机飞近人时，将飞机的速度分解，如图甲所示，飞机相对人的速度为v1＝vcs α，α越来越大，则v1越来越小，即人听到飞机声音的频率越来越低，但总是f听>f源．当飞机远离人时，将飞机的速度分解如图乙所示，
飞机相对人的速度v3＝vcs α，α越来越小，则v3越来越大，即人听到飞机声音的频率越来越低，且都是f听
1．(2021届厦门外国语学校期中)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( )A．波速变大B．波速不变C．频率变低D．频率不变【答案】B
【解析】渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，A错误，B正确；根据声音的多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高，C、D错误．
2．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )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．多普勒效应仅仅在观察者远离波源时才会发生D．当观察者向波源靠近时，观察者接收到波的频率变小【答案】B
【解析】发生多普勒效应时是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化，故A错误，B正确；当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，故C错误；当观察者向波源靠近时，接收到波的频率变大，故D错误．
3．(2021届宁波北仑中学期中)医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速，这一技术利用了物理学中的原理是( )A．回声B．波的衍射C．波的干涉D．多普勒效应【答案】D
【解析】由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化．波的干涉、波的衍射及回声都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化．故该技术体现的是多普勒效应；故选D.
4．(2021届河南偃师高中月考)有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2，则( )A．f1>f2B．f1＝f2C．f1
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