高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应学案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应学案，共5页。
3.5 多普勒效应[课程标准]: 1.通过实验，认识多普勒效应；2.能解释多普勒效应产生的原因；3.能列举出多普勒效应的应用实例。[核心素养目标]：物理观念： 理解多普勒效应是由于波源和观察者的相对运动引起的，物质性和运动性；科学思维： 能够通过建模进行分析多普勒效应的成因；科学探究： 能顾用所学知识解释多普勒效应的现象；科学态度和责任： 能运用多普勒效应解释一些物理现象及其应用。[重点难点]： 产生多普勒效应的几种情况和计算方式[活动方案]：活动一：联系生活实际并观看视频体会和认识多普勒效应火车向你驶来时，汽笛本身的音调如何变？人听到的汽笛音调如何变？火车离你而去时，汽笛本身的音调如何变？人听到的汽笛音调如何变？同是汽笛发声为什么会产生两种不同的现象呢？①     定义：波源与观察者互相      或者     时，接收到波的频率都会发生     的现象。②     什么叫频率? ③     声音的音调由什么因素决定?④     波源的频率------单位时间内波源发出的完全波的个数⑤ 观察者接收到的频率-----单位时间内观察者接收到完全波的个数 例题一：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和观察者之间有相对运动而产生的D．只有声波才可产生多普勒效应练习1：关于多普勒效应下列说法中正确的是（     ）A．只有声波才有多普勒效应    B．光波也有多普勒效应C．只有机械波才有多普勒效应    D．电磁波不能发生多普勒效应活动二：阅读材料思考多普勒效应的成因：1.阅读图3.5-2，利用模拟实验理解多普勒效应。(1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目       ，观察者观测到的频率        波源的频率，即观察到的频率         ．(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率         ．思考：多普勒效应是观察者接收到的波的频率发生了变化，而波源发出的波的频率并没有改变。当波源与观察者相对静止时，单位时间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.多普勒效应的成因：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的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。而接收者听到的声音的音调，是由接收者接收到的频率决定的，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。（注意）：波在介质中的传播速度(波速)仍为u——它只与介质性质有关，与波源的运动无关.波一经从波源发出，在均匀介质中就以球面波的形式传播，球面波的球心就是发出该波时波源所在的位置．波源向右运动时，相当于波面的球心向右运动。所以，波源右方的波面变得密集，左方的波面变得稀疏．也就是说，波源右方的波长变短，左方的波长变长．但波在介质中的传播速度并没有改变，与波源的运动无关。根据上图和波速的理解回答下列问题，并写出观察者接收到的频率公式：（1）       波源不动，观察者相对波源运动  （2）       观察者不动，波源相对观察者运动  （3）       波源与观察者同时相对于介质运动  例题二：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.机械波和电磁波不能产生多普勒效应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练习2：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全波？ 活动三：了解生活中多普勒效应的应用(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        波的频率，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静止时发光的频率对照，可得星球的速度．(3)测血液流速向人体内发射已知        的超声波，超声波被血管中的血液       后又被仪器接收，测出反射波的        变化，就能知道血流的速度．例题三：下列技术应用涉及到多普勒效应的是（　　）A．雷达定位                               B．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 D． 利用“共鸣箱”来使声音增强练习3：蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列说法正确的是  (　　)A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 HzB.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 课堂训练：1.在下列现象中，不可以用多普勒效应解释的有（　　）A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D．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2.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是(　 　)A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了              B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动 D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的3.如图所示，机械波的波源O的频率为f，正沿左右方向做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．下列说法正确的是(　　)A．波源O正在向右运动B．若静止的波接收器放置在上方，接收到该波的频率小于fC．若静止的波接收器放置在下方，接收到该波的频率等于fD．无论静止的波接收器放置何处，接收到该波的频率都是f4.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示，在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）A．波源开始振动时方向沿y轴正方向B．从t=0开始经过0.15s，x=40m处的质点运动路程为0.6mC．接收器在t=0.8s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11Hz5.如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x=0处是它的初始位置。图示为恰经10个周期时观察到的水面波。则下列说法正确的是(　　)A．位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率小于5HzB．位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率大于5HzC．水面波的传播速度是0.2m/s，小球匀速移动的速度是0.1m/sD．水面波的传播速度是0.4m/s，小球匀速移动的速度是0.2m/s6.正在报警的警钟每隔0.5 s响一声，一个人正坐在以60 km/h的速度向着警钟行驶的车中，已知声音在空气中的速度为330 m/s，则这个人每分钟能听到几声警钟？  7. 在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为1s，超声波在空气中传播的速度是340m/s。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s。问：(1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？(2)若这一时间间隔为1.2s，则汽车行驶的速度是多少？