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5多普勒效应[学习目标]1.知道多普勒效应这种现象,了解多普勒效应的产生原因.2.能运用多普勒效应解释一些物理现象.课前预习感悟新知教材探究知识点一多普勒效应及产生的原因[问题导学]警车鸣笛从你身边飞速驶过,对于警车向你靠近的过程和警车远离你的过程,你听到的警笛的音调有何不同?实际上警笛的音调变了吗?答案:靠近过程,音调变高;远离过程,音调变低.实际上警笛的音调由声源决定,并未发生变化.[知识梳理]1.多普勒效应(1)音调:音调由决定,频率则音调高,频率则音调低.(2)多普勒效应:波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的都会发生变化的现象.2.多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相对静止时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是的,观察者观测到的频率波源振动的频率.(2)当波源与观察者相互靠近时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目,观察到的频率;反之,当波源与观察者互相远离时,观察到的频率.频率低频率一定等于增加增加变小高知识点二多普勒效应的应用[知识梳理]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,可得星球靠近或远离我们的速度.3.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,测出反射波的就可得血流速度.频率已知反射波变化的多少频率静止已知频率反射频率变化思考判断1.多普勒效应是波独有的特性.()2.当观察者向波源做减速运动时,观察者接收到的频率变小.()3.多普勒效应是在1842年由奥地利物理学家多普勒发现的.()4.当观察者远离波源做加速运动时,观察者接收到的频率变大.()5.音调由频率决定,频率高则音调高.()√×√×√要点对多普勒效应和音调的理解1.波源频率:波源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,称为一个完全波.频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数.2.接收频率❶(1)波源和观察者相对静止,观察者接收到的频率等于波源的频率.(2)波源和观察者有相对运动,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化,即感觉到波的频率发生变化.3.音调:音调由频率决定,频率高则音调高,频率低则音调低.观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的.课堂探究突破要点状元心得❶1)多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并不是接收到波的强度发生变化的现象,要正确区分频率和强度这两个物理量;2)发生多普勒效应时,波源产生波的频率并没有变化,只是观察者接收到的波的频率发生了变化.3)观察者垂直于波的传播方向移动时,不产生多普勒效应.4)波的传播速度不因波源的移动而改变.5)多普勒效应的普遍特性:不只有机械波会产生多普勒效应,后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象.[例题](多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz,在汽车向你驶来又擦身而过的过程中,下列说法正确的是()A.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率大于300HzB.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率小于300HzC.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率大于300HzD.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率小于300HzAD解析:当汽车向你驶来时,两者距离减小.你接收的声波个数增多,频率升高,将大于300Hz,故A选项正确;当汽车和你擦身而过后,两者距离变大,你接收的声波个数减少,频率降低,将小于300Hz,故D选项正确.方法总结多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象(波源与观察者).(2)确定波源与观察者之间是否有相对运动.若有相对运动,则能发生多普勒效应,否则不发生.(3)判断:当两者远离时,观察者接收到的频率变小,靠近时,观察者接收到的频率变大,但波源的频率不变.[针对训练](多选)如图所示,a为静止不动的声源,发出声波;b为接收者,接收a发出的声波.若b沿着ab连线向a匀速运动,则在这一过程中()A.b接收到的声音频率比a发出的声音频率大B.b离a越近,接收到的声音频率越大C.b离a越远,接收到的声音频率越小D.b接收到的声音频率与远近无关AD解析:波源与接收者发生相向运动时,接收者接收的频率增大.只要二者发生相对运动,接收者接收到的频率就要发生变化,与远近无关.1.(2019·湖北黄石校级检测)(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.当声源静止、观察者运动时,也可以观察到多普勒效应C.只要声源在运动,观察者总是感到声音的频率变高D.当声源相对于观察者运动时,观察者听到的声音的音调可能变高,也可能变低随堂演练检测效果BD解析:当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大,感到声音的音调变高;如果二者远离,观察者接收到的频率减小,感到声音的音调变低,所以应选B,D.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BD解析:当观察者与测量对象无相对运动时,不发生多普勒效应,A,C错误;当观察者与测量对象相对运动时,发生多普勒效应,根据接收频率的变化来测速,故B,D正确.3.公路巡警开车在高速公路上以100km/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,如果该电磁波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,说明那辆轿车的车速()A.高于100km/hB.低于100km/hC.等于100km/hD.无法确定A解析:本题以实例的形式考查对多普勒效应的理解,因警车(观察者)接收到的电磁波比发出时低,由多普勒效应可知,警车与轿车在相互远离,而警车的速度恒定且在后面,可判断轿车车速比警车大,故A选项正确,B,C,D错误.4.(2019·湖南长沙校级检测)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(2)波源正在移向.A.A点B.B点C.C点D.D点(3)观察到波的频率最低的点是.A.A点B.B点C.C点D.D点解析:(1)该图表示的是多普勒效应,正确选项为D.(2)从图中情况来看,波源正在移向A点.(3)由于波源远离B点,所以,观察到波的频率最低的点是B点.答案:(1)D(2)A(3)B[科学·技术·社会·环境]多普勒效应的发现虽然不像苹果砸到牛顿头上,激发“万有引力”的灵感那么神奇,多普勒效应也是一个偶然的发现.1842年的一天,奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处,恰逢一列火车从他身旁驰过,他发现火车从远而近时汽笛声变响,音调变尖,而火车从近而远时汽笛声变弱,音调变低.他对这个物理现象感到极大兴趣,并进行了研究.发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象,这就是频移现象.因为声源相对于观测者在运动时,观测者所听到的声音会发生变化.当声源离观测者而去时,音调变得低沉,当声源接近观测者时,音调就变高.后人把这种现象称为“多普勒效应”.核心素养提升(教师备用)