物理选择性必修 第一册5 多普勒效应课文配套ppt课件

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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。
1.多普勒效应:波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的 .都会发生变化的现象。2.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,观察者接收到的频率 波源振动的频率。3.当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 ,接收到的频率 ;反之,当波源与观察者互相远离时,接收到的频率 。
1.测车辆速度:交警向行进中的车辆发射 的超声波,同时测量 的频率,根据反射波频率 就能知道车辆的速度。2.测血流速度:向人体内发射 的超声波,超声波被血管中的血流 后又被仪器接收,测出反射波的 ,就能知道血流的速度。3.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。
知识点二　多普勒效应的应用
美国霍普金斯大学利用多普勒效应对苏联第一颗人造卫星进行了跟踪试验。科学家发现,当卫星向近地点运动时返回的信号频率增大,卫星向远地点运动时返回的信号频率减小。(1)波源的频率由谁决定?答案:(1)由波源决定。(2)观察者接收到的频率与哪些因素有关?答案:(2)观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。
警车鸣笛从你身边飞速驶过,对于警车向你靠近和警车远离的过程,你会听到警笛的声音在变化。探究:(1)你听到警笛的音调有何不同?答案:(1)警车驶来时,音调变高;警车远离时,音调变低。(2)实际上警笛的音调会变化吗?答案:(2)实际上警笛的音调不会变化。(3)听到音调发生变化的原因是什么?
答案:(3)警车与观察者如果相互靠近,观察者接收到的频率增大;二者如果相互远离,
观察者接收到的频率减小,因此会感觉警笛音调变化。
1.波源频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。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
4.成因归纳根据以上分析可以知道,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。
[例1] 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　　　　。 A.干涉现象B.衍射现象C.反射现象D.多普勒效应
解析:(1)由题图所示波源左方的波面密集,右方的波面稀疏,可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况,即D选项正确。
[例1] 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。(2)波源正在移向　　　　。 A.A点B.B点C.C点D.D点
解析:(2)由波源左方的波长被压缩,右方的波长被拉长,可知波源正在移向A点,即A选项正确。
[例1] 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。(3)观察到的波的频率最低的点是　　　　。 A.A点B.B点C.C点D.D点
解析:(3)由波源远离B点,由题图分析可知在B点观察到波的频率最低,即B选项正确。
观测者向波源靠近时,波源频率不变,但观测者接收到的频率增大,即音调增高;反之,观测者远离波源时,观测者接收到的频率减小、音调降低。
[即时训练1] 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,观察到波的频率变小
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使距离变化时,就会发生多普勒效应,故C错误;当观察者向波源靠近时,会观察到波的频率变大,故D错误。
要点二　多普勒效应的应用
随着科技的发展和作战的需要,现在的战斗机飞得越来越快,有些战斗机的速度超过了声音在空气中的传播速度。假设某爆炸声在空气中的传播速度为340 m/s,一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行。探究:要使飞行员听不到爆炸声,战斗机飞行的速度至少多大?答案:要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样,即战斗机应以340 m/s的速度飞行远离爆炸点。
1.多普勒效应的应用(1)多普勒效应测车速。(2)医用彩色超声波测定心脏跳动,了解血管血流等情况。(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、气象预报等领域有了广泛的应用。(4)用多普勒效应测量其他星系向着或远离地球运动的速率。2.超声波及其应用(1)定义:频率高于2×104 Hz的声波。(2)特点:大功率的超声波几乎沿直线传播。(3)应用:超声波洗涤,超声波碎石,超声波探测仪,医用彩超等。
[例2] (多选)下列选项与多普勒效应有关的是(　 　)A.科学家用激光测量月球与地球间的距离B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C.技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
解析:A、C项利用的是波的反射,故A、C错误;当观察者与测量对象相对运动使距离变化时,发生多普勒效应,我们可以根据接收频率的变化来测速,故B、D正确。
[即时训练2] 打水漂是很多人喜欢的一个休闲游戏,通常按照击打了几次水面来计数,每击打一次水面便会泛起一次水波,现有一人在湖岸进行这样一项运动,观众在湖的中心观赏(如图为俯视图),假定石子多次击打水面,每次击打水面引起的水波波长一定,且石子可看作匀速直线运动,则观众所接收到的水波的频率(　 　)A.不变 B.逐渐变小C.逐渐变大D.先逐渐变大后逐渐变小
解析:由于波源与观察者之间有相对运动,使观察者接收到的频率发生变化,两者先靠近后远离,所以频率先逐渐变大后逐渐变小。故A、B、C错误,D正确。
【情境创设】汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制系统,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波,再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。
【素养训练】装有ACC自适应巡航控制系统的无人驾驶汽车在行驶过程中车上雷达发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f′,则(　 　)A.当f=f′时,表明前车与无人车速度相同B.当f=f′时,表明前车一定处于静止状态C.当f′>f时,表明前车相对无人车在加速行驶D.当f′f时,说明接收到的频率增大,说明两车距离减小,表明前车相对无人车在减速行驶,故C错误;当f′