2020_2021年新教材高中物理第三章机械波5多普勒效应
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3．测血流速度：向人体内发射___频__率__已__知___的超声波，超声波被 血管中的血流__反__射____后又被仪器接收，测出反射波的__频__率__变__化____， 就可得血流速度。
思考辨析
『判一判』
(1)产生多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化。 ( √ )
(2)我们在剧场听演唱会时，听到的声音频率与声源的频率是不一致
5．多普勒效应
目标体系构建
【学习目标】 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．能用多普勒效应解释有关问题。
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 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，观察者观察到的频率___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____，观察到的频率__增__加____；反之，当波源与观察者互相远 离时，观察到的频率___变__小___。
『想一想』 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，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。
动，二者相互靠近时，观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到 的频率变低。
(2)多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决于观 察者相对于波源的运动速度的大小和方向。
典例剖析
典例1 (多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是 ( CD ) A．只有声波才能发生多普勒效应 B．当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源的频率 升高了 C．当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时，不会发 生多普勒效应 D．火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低
发生多普勒效应时，声源的频率并没有发生变化，而是观察者接收 到的频率发生了变化，B项错误。
当波源和观察者以相同的速度同向运动时，两者之间无相对运动， 不会发生多普勒效应，C项正确。
火车离站时，站台上的旅客和火车相互远离，听到火车的汽笛音调 降低，D项正确。
对点训练
1．(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)如图表示产生机械波的 波源O做匀速运动的情况下，某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆 表示波峰。
课内互动探究
探究 情景导入
对多普勒效应的理解
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加，卫星 向远地点运动时返回的信号频率降低。
(1)波源的频率由谁决定？ (2)观察者接收到的频率与哪些因素有关？
提示：(1)由波源决定。 (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。
要点提炼
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
相对位置
图示
波源S和观察者A相对静
止不动，如图所示
思路引导：①多普勒效应是波具有的特征，电磁波和光波也会发生 多普勒效应。
②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 高，即音调增高；反之，观测者与波源远离时，观测者接收到的频率降 低，即音调降低。
解析：多会发生多普勒效应，A项错误。
的。
(×)
(3)人与波源有相对运动时，接收到的频率一定发生变化。 ( × )
(4)只有横波才能发生多普勒效应。
(×)
(5)波源与观察者相互远离时，观察者感觉到的频率变小。 ( √ )
『选一选』
(2020·江苏省南通市高二下学期线上测试)(多选)如图所示，男同学
站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的
知识点 2 多普勒效应的应用
1．测车辆速度：交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声 波，同时测量___反__射__波__的__频__率___，根据__反__射__波__频__率____变化的多少就能 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__频__率____。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。
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→S2，如图所示
结论
f波源＝f观察者，音调不变
若靠近波源，由A→B，则f波源 <f观察者，音调变高；若远离波 源，由A→C，则f波源>f观察者， 音调变低
f波源<f观察者，音调变高
特别提醒 (1)无论什么情况，发生多普勒效应时，波源与观察者肯定有相对运
感受的说法正确的是
( AD )
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近 声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向 左运动时，她感到音调变低。选项A、D正确，B、C错误。
(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
(D) (A) (B)
解析：(1)该图表示的是多普勒效应，正确的选项为D。 (2)从波长变化情况来看，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。
思考辨析
『判一判』
(1)产生多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化。 ( √ )
(2)我们在剧场听演唱会时，听到的声音频率与声源的频率是不一致
5．多普勒效应
目标体系构建
【学习目标】 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．能用多普勒效应解释有关问题。
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 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，观察者观察到的频率___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____，观察到的频率__增__加____；反之，当波源与观察者互相远 离时，观察到的频率___变__小___。
『想一想』 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，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。
动，二者相互靠近时，观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到 的频率变低。
(2)多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决于观 察者相对于波源的运动速度的大小和方向。
典例剖析
典例1 (多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是 ( CD ) A．只有声波才能发生多普勒效应 B．当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源的频率 升高了 C．当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时，不会发 生多普勒效应 D．火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低
发生多普勒效应时，声源的频率并没有发生变化，而是观察者接收 到的频率发生了变化，B项错误。
当波源和观察者以相同的速度同向运动时，两者之间无相对运动， 不会发生多普勒效应，C项正确。
火车离站时，站台上的旅客和火车相互远离，听到火车的汽笛音调 降低，D项正确。
对点训练
1．(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)如图表示产生机械波的 波源O做匀速运动的情况下，某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆 表示波峰。
课内互动探究
探究 情景导入
对多普勒效应的理解
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加，卫星 向远地点运动时返回的信号频率降低。
(1)波源的频率由谁决定？ (2)观察者接收到的频率与哪些因素有关？
提示：(1)由波源决定。 (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。
要点提炼
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
相对位置
图示
波源S和观察者A相对静
止不动，如图所示
思路引导：①多普勒效应是波具有的特征，电磁波和光波也会发生 多普勒效应。
②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 高，即音调增高；反之，观测者与波源远离时，观测者接收到的频率降 低，即音调降低。
解析：多会发生多普勒效应，A项错误。
的。
(×)
(3)人与波源有相对运动时，接收到的频率一定发生变化。 ( × )
(4)只有横波才能发生多普勒效应。
(×)
(5)波源与观察者相互远离时，观察者感觉到的频率变小。 ( √ )
『选一选』
(2020·江苏省南通市高二下学期线上测试)(多选)如图所示，男同学
站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的
知识点 2 多普勒效应的应用
1．测车辆速度：交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声 波，同时测量___反__射__波__的__频__率___，根据__反__射__波__频__率____变化的多少就能 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__频__率____。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。
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→S2，如图所示
结论
f波源＝f观察者，音调不变
若靠近波源，由A→B，则f波源 <f观察者，音调变高；若远离波 源，由A→C，则f波源>f观察者， 音调变低
f波源<f观察者，音调变高
特别提醒 (1)无论什么情况，发生多普勒效应时，波源与观察者肯定有相对运
感受的说法正确的是
( AD )
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近 声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向 左运动时，她感到音调变低。选项A、D正确，B、C错误。
(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
(D) (A) (B)
解析：(1)该图表示的是多普勒效应，正确的选项为D。 (2)从波长变化情况来看，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。