高二12.5《多普勒效应》

知识深化
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(规律)
相对位置 波源S和观察者A相对静止， 如图所示
图示
波源S不动，观察者A运动， 由A→B或A→C，如图所示
观察者A不动，波源S运动， 由S→S′，如图所示
结论 f观察者＝f波源 音调不变
若靠近波源，由A→B，则f观察者>f波源， 音调变高；若远离波源，由A→C，则 f观察者<f波源，音调变低
√D.有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去
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本课结束
f观察者>f波源 音调变高
2.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 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，波源频率发生了变化
√B.要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C.火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽 笛声音调变高
图1
多普勒效应
导学探究 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.思考下列问题：(1)你听到警笛的音调有何不同？ 答案 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 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 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.
针对训练 (2017·盐城高二检测)装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在
公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来
的反射波.当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速
监视器发出的超声波相比
A.频率不变，波速变小 C.频率不变，波速变大
B.波速不变，频率变小
多普勒效应
1.多普勒效应 波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的 频率 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 一定 的，观察到的频率 等于 波源振动的频率.
(2)当波源与观察者相向运动时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目_增__加__ (填“增加”或“减小”)，观察到的频率 增加 (填“增加”或“减小”)；反之， 当波源与观察者互相远离时，观察到的频率 减小 .(填“增加”或“减小”) 3.应用 (1)测车辆速度. (2)测星球速度. (3)测血流速度.
√D.波速不变，频率变大
解析 波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的 超声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率 变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正 确，A、B、C错误.
巩固1.(对多普勒效应的理解)(多选)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度
即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化.( × ) (2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应.( × )
2.如图1表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰.该图 表示_多__普__勒__效__应__现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是_A___、_B___.
图3
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巩固2.(多普勒效应的应用)(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应
√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
沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且
相对于圆心静止，如图3所示，下列判断正确的是
√A.观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 Hz √B.观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 Hz
C.观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600 Hz
D.观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz
第十二章 机械波
学科素养与目标要求
物理观念： 了解多普勒效应.
科学思维： 能运用多普勒效应解释一些物理现象.
科学探究：
进行演示实验“蜂鸣器音调的变化”，让学生实际感受一下音调随波源与观察者距离 的变化而发生的变化.
科学态度与责任：
在实验过程中很好地保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或 想法，并且能正确表达自己的观点.
D.只有声波才能发Biblioteka Baidu多普勒效应
[学科素养] 例1这道题判断是不是发生了多普勒效应.首先确定波源与观察者 间距是否发生了变化.当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时， 观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变.意在考查学生灵活运用相 关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”学科素养.