高中物理人教版 (2019)選擇性必修第一冊5 多普勒效應學案-學案下載-教習網(wǎng)

3.5 多普勒效應[課程標準]: 1.通過實驗，認識多普勒效應；2.能解釋多普勒效應產(chǎn)生的原因；3.能列舉出多普勒效應的應用實例。[核心素養(yǎng)目標]：物理觀念：理解多普勒效應是由于波源和觀察者的相對運動引起的，物質性和運動性；科學思維：能夠通過建模進行分析多普勒效應的成因；科學探究：能顧用所學知識解釋多普勒效應的現(xiàn)象；科學態(tài)度和責任：能運用多普勒效應解釋一些物理現(xiàn)象及其應用。[重點難點]：產(chǎn)生多普勒效應的幾種情況和計算方式[活動方案]：活動一：聯(lián)系生活實際并觀看視頻體會和認識多普勒效應火車向你駛來時，汽笛本身的音調如何變？人聽到的汽笛音調如何變？火車離你而去時，汽笛本身的音調如何變？人聽到的汽笛音調如何變？同是汽笛發(fā)聲為什么會產(chǎn)生兩種不同的現(xiàn)象呢？① 定義：波源與觀察者互相或者時，接收到波的頻率都會發(fā)生的現(xiàn)象。② 什么叫頻率? ③ 聲音的音調由什么因素決定?④ 波源的頻率------單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)⑤ 觀察者接收到的頻率-----單位時間內(nèi)觀察者接收到完全波的個數(shù) 例題一：關于多普勒效應，下列說法正確的是（）A．多普勒效應是由波的干涉引起的B．多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生改變C．多普勒效應是由于波源和觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的D．只有聲波才可產(chǎn)生多普勒效應練習1：關于多普勒效應下列說法中正確的是（）A．只有聲波才有多普勒效應 B．光波也有多普勒效應C．只有機械波才有多普勒效應 D．電磁波不能發(fā)生多普勒效應活動二：閱讀材料思考多普勒效應的成因：1.閱讀圖3.5-2，利用模擬實驗理解多普勒效應。(1)波源與觀察者相互靠近時，單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目，觀察者觀測到的頻率波源的頻率，即觀察到的頻率．(2)波源與觀察者相互遠離時，觀察到的頻率．思考：多普勒效應是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化，而波源發(fā)出的波的頻率并沒有改變。當波源與觀察者相對靜止時，單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是的，觀測到的頻率波源振動的頻率．2.多普勒效應的成因：聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)。而接收者聽到的聲音的音調，是由接收者接收到的頻率決定的，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。（注意）：波在介質中的傳播速度(波速)仍為u——它只與介質性質有關，與波源的運動無關.波一經(jīng)從波源發(fā)出，在均勻介質中就以球面波的形式傳播，球面波的球心就是發(fā)出該波時波源所在的位置．波源向右運動時，相當于波面的球心向右運動。所以，波源右方的波面變得密集，左方的波面變得稀疏．也就是說，波源右方的波長變短，左方的波長變長．但波在介質中的傳播速度并沒有改變，與波源的運動無關。根據(jù)上圖和波速的理解回答下列問題，并寫出觀察者接收到的頻率公式：（1）波源不動，觀察者相對波源運動（2）觀察者不動，波源相對觀察者運動（3）波源與觀察者同時相對于介質運動例題二：關于多普勒效應，以下說法正確的有 (　　)A.只有機械波才能產(chǎn)生多普勒效應B.機械波和電磁波不能產(chǎn)生多普勒效應C.產(chǎn)生多普勒效應的原因是波源的頻率發(fā)生了變化D.產(chǎn)生多普勒效應的原因是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化練習2：如圖所示為由波源S發(fā)出的波某一時刻在介質平面中的情形，實線為波峰，虛線為波谷，設波源頻率為20 Hz，且不運動，而觀察者在1 s內(nèi)由A運動到B，觀察者接收到多少個完全波？活動三：了解生活中多普勒效應的應用(1)測量汽車速度交通警車向行進中的車輛發(fā)射已知的超聲波，同時測量波的頻率，根據(jù)反射波的多少就能知道車輛的速度．(2)測星球速度：測量星球上某些元素發(fā)出的光波的．然后與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率對照，可得星球的速度．(3)測血液流速向人體內(nèi)發(fā)射已知的超聲波，超聲波被血管中的血液后又被儀器接收，測出反射波的變化，就能知道血流的速度．例題三：下列技術應用涉及到多普勒效應的是（　?。?/span>A．雷達定位 B．用超聲波檢測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡C．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速 D．利用“共鳴箱”來使聲音增強練習3：蝙蝠在洞穴中飛來飛去時，它利用超聲脈沖導航非常有效。這種超聲脈沖的頻率高于20 000 Hz，能持續(xù)1 ms或不到1 ms的短促發(fā)射，且每秒重復發(fā)射數(shù)次。假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為39 000 Hz，在一次朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，下列說法正確的是 (　　)A.墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39 000 HzB.蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C.蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39 000 Hz 課堂訓練：1.在下列現(xiàn)象中，不可以用多普勒效應解釋的有（　?。?/span>A．雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B．超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C．觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調會變低D．測量星球上發(fā)出的光波頻率與地球上的同種元素靜止時發(fā)光頻率比較判斷星球的靠近或遠離2.上課時老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器迅速水平旋轉，蜂鳴器音調竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是(　　)A．旋轉時蜂鳴器發(fā)聲的頻率變化了 B．由于旋轉，改變了同學們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調變高時，一定是向遠離觀察者的方向運動 D．音調的忽高忽低是由波的干涉造成的3.如圖所示，機械波的波源O的頻率為f，正沿左右方向做勻速直線運動，圖中的若干個圓環(huán)表示同一時刻的波峰分布．下列說法正確的是(　　)A．波源O正在向右運動B．若靜止的波接收器放置在上方，接收到該波的頻率小于fC．若靜止的波接收器放置在下方，接收到該波的頻率等于fD．無論靜止的波接收器放置何處，接收到該波的頻率都是f4.在坐標原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v=200m/s。已知t=0時，波剛好傳播到x=40m處，如圖所示，在x=400m處有一接收器（圖中未畫出），則下列說法正確的是（　?。?/span>A．波源開始振動時方向沿y軸正方向B．從t=0開始經(jīng)過0.15s，x=40m處的質點運動路程為0.6mC．接收器在t=0.8s時才能接收到此波D．若波源向x軸負方向運動，根據(jù)多普勒效應，接收器接收到的波源頻率可能為11Hz5.如圖所示，小球P一邊貼著水面每秒振動5次，一邊沿x軸正方向勻速移動。x=0處是它的初始位置。圖示為恰經(jīng)10個周期時觀察到的水面波。則下列說法正確的是(　　)A．位于x軸正方向一側的觀測者，接收頻率小于5HzB．位于x軸負方向一側的觀測者，接收頻率大于5HzC．水面波的傳播速度是0.2m/s，小球勻速移動的速度是0.1m/sD．水面波的傳播速度是0.4m/s，小球勻速移動的速度是0.2m/s6.正在報警的警鐘每隔0.5 s響一聲，一個人正坐在以60 km/h的速度向著警鐘行駛的車中，已知聲音在空氣中的速度為330 m/s，則這個人每分鐘能聽到幾聲警鐘？ 7. 在高速公路上常用超聲波測速儀測量汽車的速度，測速儀是根據(jù)它發(fā)出并接收超聲波脈沖信號時間差來測出汽車速度的。設超聲波測速儀發(fā)出的脈沖信號的時間間隔為1s，超聲波在空氣中傳播的速度是340m/s。若汽車靜止時，超聲波測速儀所接收到的脈沖信號的時間間隔也為1s。問：(1)當超聲波測速儀所接收到的脈沖信號的時間間隔大于1s時，你能判定汽車是做怎樣的運動嗎？反之又怎樣？(2)若這一時間間隔為1.2s，則汽車行駛的速度是多少？

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