2020-2021学年5 多普勒效应图文ppt课件

这是一份2020-2021学年5 多普勒效应图文ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了图3-5-1，答案超速，答案变高，ABD等内容，欢迎下载使用。

1.通过实验了解多普勒效应及其产生的原因,知道多普勒效应是波特有的现象.2.知道多普勒效应的简单应用.
本节主要以声波为例介绍多普勒效应.声波的多普勒效应比较常见,但是学生对相关概念比较陌生,也缺少对此类现象的关注.教材以救护车鸣笛声调的变化为情境,引导学生关注生活现象,用物理眼光审视生活现象.观察者与波源之间发生相对运动时会产生多普勒效应.要理解多普勒效应,应主要关注以下几个方面:一方面是相对运动与运动的区别,另一方面是音调与音量的区别.教材只对多普勒效应做定性的分析说明,使学生对多普勒效应有初步的了解,教学中不宜做过多的定量推导.
多普勒效应在生活中普遍存在,随着科学技术的发展,它的应用日益广泛,应结合实际给学生多做介绍,拓展学生的视野,认识到科学、技术、社会和环境之间存在的相互联系.
学习任务一:对多普勒效应的理解
[教材链接] 阅读教材第74~75页,填写多普勒效应的相关知识(1)多普勒效应①音调:音调由　　　　决定,　　　　高则音调高,　　　　低则音调低. ②多普勒效应:波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的　　　　都会发生变化的现象. 
(2)多普勒效应产生的原因①当波源与观察者相对静止时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是　　　　的,观测到的频率　　　　波源振动的频率. ②当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目　　　　,观测到的频率　　　　;反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率　　　　. 
例1 新型列车动车组速度可达487.3 km/h,与该车汽笛声的音调相比:(1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调　　　　(选填“偏高”或“偏低”).站在车运动后方路旁的观察者听起来音调　　　　(选填“偏高”或“偏低”). 
[解析]站在车运动前方的观察者与列车在靠近,因此听起来音调偏高;站在车运动后方的观察者与列车在远离,因此听起来音调偏低.
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样?此时列车汽笛声的音调变化了吗?
[答案] 偏高　不变[解析]迎面来的另一列车上的乘客听起来音调偏高;此时列车汽笛声的音调不变.
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样?
[答案] 不变[解析]坐在新型列车动车组上的乘客与该列车的相对位置不变,故听起来音调不变.
变式 如图3-5-1所示的三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时产生声波的情况,图中一系列圆表示声波的传播情况,A点表示飞机的位置.已知声波在空气中的传播速度为340 m/s,则由图可知 (　　)A.甲图中的飞机速度最大,乙图中的飞机速度大于 340 m/sB.乙图中的飞机速度最大,丙图中的飞机速度小于 340 m/sC.丙图中的飞机速度最大,乙图中的飞机速度等于 340 m/sD.不能判断哪个图中的飞机速度最大,也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小
[解析] 甲图中飞机运动到A点时,声波已经传播到前面了,乙图中飞机运动与声音同步,丙图中飞机运动到A点时,声波还在后面,所以丙图中的飞机速度最大,甲图中的飞机速度最小,乙图中的飞机速度与声波在空气中传播的速度相等,为340 m/s,选项A、B、D错误,选项C正确.
多普勒效应产生的原因分析(1)相对位置变化与频率的关系
(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,且两者间距发生变化.
[物理观念] 在日常生活中,有经验的铁路工人可以根据火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.同时,多普勒效应在科学技术中有着广泛的应用.(1)多普勒测速仪.测速仪向行进中的汽车发射已知频率的超声波,超声波被运动的汽车反射回来时,测速仪接收到的频率发生变化,由此可知汽车的速度.(2)在医学方面,多普勒超声诊断仪可以测出血液的流动速度,从而诊断出病情.(3)电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法,在军事、航天、气象预报等领域有广泛的应用(如根据多普勒效应可算出其他星球靠近或远离地球运动的速率).
学习任务二:多普勒效应的应用
例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超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低.(1)此现象属于　　　　(填选项前的字母). A.波的衍射 B.波的干涉 C.多普勒效应 D.波的反射
[解析]巡警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,选项C正确.
(2)若该路段限速为100 km/h,则该轿车是否超速?
[解析]因巡警车接收到的频率比发出的低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车车速比巡警车车速大,故该轿车超速.
(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,反射回的频率应怎样变化?
[解析]若该轿车以20 m/s的速度行进,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应变高.
变式 (多选)下列事例中利用了多普勒效应的是(　 　)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
[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测定遥远天体相对于地球运动的速度,故A符合题意;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,故B符合题意;铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的,故C不符合题意;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,故D符合题意.
1.(多选)一雷达向飞机发出微波,若飞机正远离雷达,则被飞机反射回来的微波与发出的微波相比(　 　)A.波速变小B.波速不变C.频率减小D.频率增大
[解析] 微波在空气里的传播速度不变,A错误,B正确;在远离的过程中,由多普勒效应知,频率在减小,故C正确,D错误.
2.(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减小
[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,就能发生多普勒效应,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,反之,观察者接收到的频率减小,C、D正确.
3.(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.关于女同学的感受,下列说法正确的是(　 　)A.女同学从A向B运动过程中,她感觉口哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中,她感觉口哨声音调变高C.女同学在C点向右运动时,她感觉口哨声音调不变D.女同学在C点向左运动时,她感觉口哨声音调变低
[解析] 女同学在向男同学方向运动过程中,她单位时间内接收到的完整波的个数增多,故感觉到音调变高;反之,在远离男同学运动过程中,她单位时间内接收到的完整波的个数减少,故感觉到音调变低,选项A、D正确.
4.如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形,实线为波峰,虚线为波谷,设波源频率为20 Hz,且不运动,而观察者在1 s内由A运动到B,观察者接收到多少个完整波?设波速为340 m/s,则要让观察者完全接收不到波,他每秒要运动多少米?
[答案] 19个　340 m
[解析] 观察者在单位时间内接收到完整波的个数就等于观察者接收到的频率.如果观察者不动,则1 s内观察者接收的完整波的个数应为20个,然而当观察者从A运动到B的过程中,所能接收到的完整波的个数正好比不运动时少1个,即他只接收到19个完整波.要想让观察者完全接收不到波,他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源.由x=vt得x=340×1 m=340 m,即观察者每秒要远离波源340 m.
1.(多普勒效应的应用)下列事例中利用了多普勒效应的是(　　)A.利用“声波”来探测海水深度B.利用“共鸣箱”来使声音增强C.将耳朵贴近铁轨听声音来判断是否有火车即将驶来D.通过炮弹飞行的尖叫声来判断炮弹是靠近还是远离
2.(对多普勒效应的理解)(多选)根据多普勒效应,下列说法正确的是(　　)A.当波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率一定发生变化B.当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C.当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D.当波源与观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低