高中物理 第十二章 机械波 5 多普勒效应名师导航学案 新人教版选修34
高中物理 第十二章 5多普勒效应教案 新人教版选修3-4
多普勒效应本节教材分析：多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.这比波动现象又复杂了一些.本节以声波为例介绍多普勒效应，原因是声波比较常见，易于为学生接受.本节教学中应注意：1.只要求对多普勒效应做定性的分析说明.使学生对多普勒效应有初步的了解，教学中注意不要引申.2.教学时为理解多普勒效应，必须使学生知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.教学中可多举一些例子，结合学生的实际进行讲解.3.多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，除了课本中提到的，还可根据实际情况补充介绍一些应用实例，以开阔眼界和引起兴趣.教学目标：1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.2.知道什么是多普勒效应，知道它是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象.3.了解多普勒效应的一些应用.教学重点：1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.2.知道什么是多普勒效应，知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.3.了解多普勒效应的一些应用.教学难点：波源的频率与观察者接收到的频率的区别.教学方法：讲练法、阅读法、分析法.教学用具：课件教学过程一、引入［视频］汽车、飞机经过时的声音.注意提醒学生听声音的区别.［学生叙述听到的声音情况］［教师］同是汽笛发声，为什么会产生两种不同的现象呢？本节课我们就来研究这种现象.［板书］多普勒效应二、新课教学（一）多普勒效应的实例当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应。
这一效应是奥地利物理学家多普勒在1842年首先发现的，所以称为多普勒效应。
多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.(二)多普勒效应的解释1. 波源的频率与观察者接收到的频率⑴波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
这时因为声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数。
⑵观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
(新)高中物理第十二章机械波第5课时多普勒效应惠更斯原理教师用书新人教版选修3-4
第5课时多普勒效应惠更斯原理研究学考·把握考情]知识内容多普勒效应、惠更斯原理考试要求加试b 教学要求1.了解多普勒效应2．了解多普勒效应的简单应用3．初步理解多普勒效应产生的原因4．了解波面、波线的概念，知道惠更斯原理5．理解球面波与平面波的传播特点6．会用惠更斯原理解释波的反射7．会用惠更斯原理解释波的折射8．会用惠更斯原理分析简单的问题说明1.不要求推导接收频率与波源频率的关系式2．不要求用惠更斯原理证明波的反射定律和波的折射定律知识点一多普勒效应基础梳理]1．定义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，这种现象叫做多普勒效应。
2．成因(1)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，观察到的频率增大；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。
3．应用(1)测车辆速度；(2)测星球速度；(3)测血流速度。
要点精讲]1．多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应。
2．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率。
3．当声源与观察者相互接近时，f观察者变大，音调变高。
如图1甲中波源S不动，观察者由A 向B运动和图乙中观察者A不动，波源由S1向S2运动。
当声源与观察者相互远离时，f观察者变小，音调变低。
如图甲中波源S不动，观察者由A向C运动。
图1【例1】下面说法中正确的是( )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．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，故选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确。
2020-2021学年高中物理 第十二章 机械波 5 多普勒效应教案2 新人教版选修3-4
2020-2021学年高中物理第十二章机械波5 多普勒效应教案2 新人教版选修3-4年级：姓名：多普勒效应【教材分析】使用教材是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-4第十二章第5节。
多普勒效应是波的一种重要现象，在生活中具有广泛的应用。
本节课通过对多普勒效应的形成过程进行分析，提高学生对机械波的认识水平，培养学生的分析能力与科学探究能力。
【学情分析】教学主体——学生是普通高中二年级学生，此前已经学习了声音及机械波的相关知识，了解声音的特性及其影响因素。
学生具有一定的实验观察能力及科学探究的能力，学习欲望较强，乐于将所学知识运用于实际生活中。
多普勒效应的现象在生活中很常见，但学生不能应用物理知识进行分析。
通过本节课的学习，使学生感受并探究多普勒效应现象，理解其产生原因，并了解其在生活中的应用。
【教学目标】(一)知识与技能:1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别；2．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象；3．了解多普勒效应的一些应用。
(二)过程与方法:1．通过实验、多媒体课件演示激发学生学习物理的兴趣，培养学生观察能力，和从物理现象入手，通过理论演绎和实验验证研究物理问题的方法；2．通过对物理问题的分析论证培养学生勤于思考的习惯和分析问题的能力；3．通过多普勒效应应用的学习，培养学生查阅资料和整理资料的能力。
(三)情感、态度与价值观:1．通过对多普勒效应的学习，让学生体会到物理源于生活又服务于生活；2．通过对多普勒效应的探究性学习，激发学生的合作意识和创新意识，树立正确的学习观。
【教学重点】1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别；2.多普勒效应的定义及产生条件。
【教学难点】1．波源的频率与观察者接收到的频率的区别；2．对多普勒效应成因的探究论证。
【教学方法】理论探究、讲授法、演示实验【教学用具】多媒体辅助教学设备【教学设计】知识回顾：提问1：声音是如何产生的？——振动发声提问2：声音的高低与什么有关？——与频率有关播放录像：看下面几段录像，注意仔细听声音除音量大小以外的变化生活实例：第五节多普勒效应板书：一、多普勒效应由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接受到的频率发生变化的现象。
高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应随堂检测新人教版选修3-4(new)
第5节多普勒效应1．（对应要点一)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。
答案:BD2．（对应要点一)下列哪些现象是多普勒效应（)A．远去的汽车声音越来越小B．炮弹迎面飞来，声音刺耳C．火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时,音调变低D．大风中，远处人的说话声时强时弱解析：声波音调的高低由其频率决定，根据多普勒效应，当声源与观察者发生相对运动时，观察者听到的声音会变化，B、C正确。
声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越大，听起来越响亮,但音调不一定变化，A、D项不是由多普勒效应造成的，故选择B、C。
答案：BC3．（对应要点二）如图12－5－1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．衍射现象图12－5－1C．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。
答案:(1）D (2）A (3)B尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
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新人教版高中物理选修3-4第十二章机械波第5节多普勒效应学案
——教学信息分享网 第5节 多普勒效应1．了解多普勒效应，初步理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，了解多普勒效应的应用。
一、多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的□01波的频率都会发生变化的现象。
二、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□01一定的，观察者观测到的频率□02等于波源振动的频率。
2．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□03增加，观测到的频率□04增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观测到的频率□05变小。
三、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射□01频率已知的超声波，同时测量□02反射波的频率，根据反射波频率□03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□04频率，然后与地球上这些元素□05静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
3．测血流速度：医生向人体内发射□06频率已知的超声波，超声波被血管中的血流□07反射后又被仪器接收，测出反射波的□08频率变化，就能知道血流的速度。
判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。
( )(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。
( )(3)只有横波才能发生多普勒效应。
( )(4)只有声波才能发生多普勒效应。
( )(5)当发生多普勒效应时，观察者接收到的波的频率可能增大，也可能减小。
( ) 提示：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，声波频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。
课堂任务 多普勒效应的理解及应用。
高中物理第十二章机械波5多普勒效应名师导航学案选修3_4
5 多普勒效应名师导航知识梳理1.由于____________之间有相对运动，使观察者感到____________发生变化的现象叫多普勒效应，如果二者相互接近，观察者接收的频率____________，如果二者远离，观察者接收到的频率____________，注意多普勒效应的实际应用.2.波源的频率等于单位时间内波源____________，观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内____________.知识导学我们在初中学过声音是由振动产生的，振动的频率决定声波的音调，因此学习本节知识时，应复习初中的知识.由于相对运动而产生了多普勒效应，在我们的日常生活中，多普勒效应也被广泛地应用，如测量星球上某些元素发出的光波的频率，再与地球上元素静止发光频率对照算出星球靠近或远离我们的速度等. 疑难突破1.分析多普勒效应形成的原因剖析：如图12-7-1所示，波源和观察者都不动，设波源频率为20 Hz ，则波源每秒发出20个完全波，波速v=λf，所以每秒经过观察者20个完全波，这时观察者接收到的频率等于波源的频率.图12-7-1图12-7-1中B 所示，波源不动，观察者向波源运动，人耳在1 s 内由位置A 移到位置B ，虽然波源每秒仍发出20个完全波，但观察者每秒却接收到21个完全波，即二者相互接近时，观察者接收到的频率大于波源的频率，反之，观察者远离波源运动，观察者接收到的频率小于波源的频率.图12-7-1中C 所示，波源向右运动，观察者不动，波源由S 1运动到S 2，波源右方的波面变得密集，因波速不变，波长变短，右方观察者接收到的频率大于波源的频率；左方的波面变得稀疏，波长变长，左方观察者接收到的频率小于波源的频率.2.计算波源频率和观察者接收到的频率剖析：v 1表示波源对介质的速度，v 表示波的传播速度，f 和f′分别表示波源频率和观察者接收到的频率.（1）若观察者R 静止，波源S 以速度v 1向观察者靠近，波速v 与波源的运动无关，而波源S 每发出一个完全波就向R 移近了v 1T ，故对R 来说，波长缩短了v 1T ，即λ′=λ-v 1T=v/f-v 1/f=（v-v 1）/f ，观察者接收（感觉）到的频率为f′=1v v v v -='λ，当波源S 以速度v 1远离观察者时，f′=f v v v 1+. （2）若波源S 不动，观察者R 以速度v 2向S 运动，经时间t 向S 运动了v 2t 的距离，同时波背离波源S 传播了vt ，观察者R 感觉到的频率（即通过他的波的个数）为f′=f v v v t t v vt /22+=+λ=(1+v v 2)f ，观察者以速度v 2远离波源S 时，f′=(1-vv 2)f. 典题精讲【例1】警车上的警笛每隔0.5 s 响一次，一个人坐在以60 km/h 的速度向警车行驶的汽车上，求此人在5 min 内听到声音的次数是多少.声音在空气中的传播速度为320 m/s.思路解析：响声在空气中的间隔类似于一个波长为λ=320×0.5 m=160 m 的波，人与声音的相对速度v=（320+350） m/s=31010m/s ，由f=λv =16031010⨯Hz=4801010 Hz ， 所以n=f·t=4801010×300=48030300=631（次）. 答案：n=631次绿色通道：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到完全波的个数.变式训练：一固定的超声波源发出频率为100 kHz 的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到从汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为110 kHz ，设空气中声音的传播速度是330 m/s ，计算汽车的行驶速度.答案：33 m/s【例2】一个观察者在铁路旁，当火车迎面驶来时，他听到的汽笛声频率为f 1=440 Hz;当火车驶过他身旁后，他听到的汽笛声的频率f 2=392 Hz.若大气中声速约为330 m/s ，求火车的速度和火车汽笛发声的频率f 0.思路解析：设火车的速度为V ，声速为v.当火车靠近时，声波的波长被压缩为λ′=vT -VT=0f V v -，观察者听到的频率 f 1=λ'v =0Vf v v -即 440=0330330Vf - ① 同理，当火车远离时，有392=0330330Vf + ② 联立①②解得：V=19.0 m/s,f 0=415 Hz.答案：19.0 m/s 415 Hz绿色通道：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生了变化.观察者与波源相互接近时接收到的频率变大，远离时接收到的频率变小.变式训练：如图12-7-2，观察者B 与声源ξ都是静止的，但在B 、ξ连线上有一垂直的反射面M.此反射面以速度v m =20 cm/s 向声源及观察者运动时，观察者测得拍频Δν=4 Hz.求此声源的频率ν.（已知此时空气中声速v=340 m/s ）图12-7-2答案：3 400 Hz问题探究问题：想象你以声波的速度随同某一个波峰一起远离波源，会是什么情景？导思：此问题是波源相对介质不动，观察者远离波源运动时，接收频率问题，充分地利用了相对运动解题.在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化.探究：波源是静止的，人和某一个波峰一起运动，人的速度等于波峰速度，人和波峰的相对速度为零，设人的速度为v，V为波的传播速度，任何一个完全波，接收的频率变为零，即听不到波源的声响.同时我们也可以定量地计算人接收到的频率即f=(1-v/V)λ，由v=V则有f=0，即听不到波源的声响.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示的电路中，AB和CD为两个水平放置的平行板电容器，AB板间有一点P，闭合开关K，待电路稳定后将开关断开。
高中物理 第十二章 机械波 5 多普勒效应预习导航 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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多普勒效应1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2．知道什么是多普勒效应,知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.3．了解多普勒效应的一些应用.在医院里给病人做检查的仪器--B超,应用的就是超声波.有一种B超叫做彩超，你知道它应用的是什么物理原理吗？提示：彩超就是应用超声波的多普勒效应原理来对病人的血液流速进行测定的.1．多普勒效应由于波源与观察者之间有________，使观察者感到接收到的________发生了变化的现象，叫做多普勒效应.如果二者相互接近，观察者接收到的波的频率____，如果二者远离，观察者接收到的波的频率____。
思考:用绳子把收录机悬挂在门的气窗横档上，按下放音按键，使收录机发声，再让收录机摆动起来，你可以感觉到当收录机向你摆来时音调变高，远离你时音调变低，这是为什么？2．多普勒效应的应用（1）测量汽车速度：交通警车向行进中的车辆发射____已知的超声波，同时测量______的频率，根据反射波______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____，然后与地球上这些元素____时发光的频率相对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
（3)测血液流速：向人体内发射已知______的超声波，超声波被血管中的血液______后又被仪器接收，测出反射波的__________,就能知道血流的速度。
高中物理 第十二章 机械波 第5节 多普勒效应教案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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第五节多普勒效应物理核心素养主要由“物理观念"“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成.教学分析。
1.新课程标准要求（1）学会运用观察、实验等方法获取信息;（2）能用文字、图表和物理语言表述有关的信息；（3)学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。
2。
教材分析1.机械波是力学部分的最后一章，是机械振动的延伸和扩展,同时也是以后学习光波和电磁波的基础。
2.将多普勒效应一节安排在机械波的相关知识之后的意义在于通过对多普勒效应的初步研究，对波动知识进行巩固、深化和提高.使学生对波动的认识更丰满更深入些；同时也初步培养了学生探索科学能力。
3.了解多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用，开拓学生眼界，激发学生学习物理的兴趣。
学情分析学生对于多普勒效应：现象虽在身边但不曾留意,感性认识不足。
理论基础虽有，却未涉及波动领域,有认知障碍。
教学目标：(一)物理观念1、知道波源频率与观察者接收到的频率的区别。
2、知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
3、了解多普勒效应的一些应用。
(二)科学思维、科学探究1、通过音频播放、多媒体演示观察体会，提高学生观察能力和正确表述物理现象的能力.2、通过改变波源与观察者距离,培养学生利用控制变量法分析问题的能力.3、熟悉和适应课堂教学中运用现代信息技术的环境。
高中物理12.5多普勒效应教案新人教版选修3_4
12.5多普勒效应【教学目标】1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别．2．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
3．了解多普勒效应的一些应用．重点：1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.2.多普勒效应的定义及产生条件；难点：波源的频率与观察者接收到的频率的区别.【自主预习】1.波源与观察者互相________或者互相________时，接收到的频率都会________，这种现象叫做多普勒效应。
2．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________波源振动的频率；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________，观察到的频率________；反之，当波源与观察者互相________时，观察到的频率________。
3．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用。
交通警察可以用来测量汽车的________，医生可用来测量血流的速度，这种方法俗称为“________”注意：①在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化。
②多普勒效应是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应。
4.应用①超声波测速：发射装置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。
据反射波频率的变化的多少可以知道车辆的速度。
②红移现象：在20世纪初，科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”，所谓“红移现象”，就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移，这种现象可以用多普勒效应加以解释：由于星系远离我们运动，接收到的星光的频率变小，谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。
③医用“彩超”：向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后被仪器接收。
测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，据此诊断疾病。
④可据火车汽笛的音调的变化可以判断火车是进站还是出站；据炮弹飞行的尖叫声可以判断炮弹飞行的方向等。
高中物理第十二章机械波5多普勒效应学案新人教版选修34
高中物理第十二章机械波5多普勒效应学案新人教版选修34课堂探究一、多普勒效应中波源的频率发生变化了吗多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时，观察者接收到的频率发生变化的现象。
其实波源的频率并不是发生变化，只是观察者感受到的频率发生了变化。
二、分析多普勒效应形成的原因如图甲所示，波源和观察者都不动，设波源频率为20 Hz，则波源每秒发出20个完全波，波速v＝λf，所以每秒经过观察者20个完全波，这时观察者接收到的波的频率等于波源的频率。
如图乙所示，波源不动，观察者向波源运动，人耳在1 s内由位置A移到位置B，虽然波源每秒仍发出20个完全波，但观察者每秒却接收到21个完全波，即二者相互接近时，观察者接收到的波的频率大于波源的频率，反之，观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率小于波源的频率。
如图丙所示，波源向右运动，观察者不动，波源由S1运动到S2，波源右方的波面变得密集，因波速不变，波长变短，右方观察者接收到的波的频率大于波源的频率；左方的波面变得稀疏，波长变长，左方的观察者接收到的波的频率小于波源的频率。
可用“极端假设”的方法设想当自己随同某一个波峰一起远离波源，你将接收不到波，此时你接收到的频率变为零。
可以用这种方法想象观察者远离波源时，接收到的波的频率减小的道理，以理解多普勒效应。
类型一多普勒效应概念的理解【例1】下列说法中正确的是( )。
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小B．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C．超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多D．“闻其声不见其人”是声波的干涉现象解析：由多普勒效应可知，若声波波源向着观察者运动，则观察者接收到的声波频率增大，A项错误；声波击碎玻璃杯是声波频率与玻璃杯的固有频率相同，玻璃杯发生共振导致破碎，B项正确；由于水对光波和无线电波吸收比对声波吸收得多，所以超声波在水中传播的距离比光波和无线电波在水中传播的距离远得多，C项正确；“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，D项错误。
高中物理 第12章 机械波 第5节 多普勒效应 第6节 多普勒效应课件 新人教版选修3-4
(2)折射定律：入射波线、法线、折射波线在同一平面内， 入射波线与折射波线分居在法线两侧．入射角的正弦跟折射 角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种 介质中的速度之比，即ssiinn γi＝vv12.
3．波的反射与折射的对比
波现象 比较项目
波的反射
波的折射
传播方向
4．(多选)下列叙述中正确的是( ) A．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波 线就是以波源为圆心的同心圆 B．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行 C．根据惠更斯原理，波面各点都可看做一个子波源， 子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面 D．利用惠更斯原理，只要知道 t 时刻波面的位置和波 速，就可确定 t＋Δt 时刻波面的位置
改变(θ 反＝θ 入) 改变(θ 折≠θ 入)
频率 f
不变
不变Leabharlann 波速 v不变改变
波长 λ
不变
改变
(1)频率 f 由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与 入射波的频率，即波源的振动频率相同．
(2)波速 v 由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中 传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播， 所以波速变化．
要点三 波的反射和折射
1．波的反射 (1)入射角与反射角 入射角：入射波线与法线的夹角，如图中的 α； 反射角：反射波线与法线的夹角，如图中的 β.
(2)反射定律 入射波线、法线和反射波线在同一平面内，入射波线和 反射波线分居在法线两侧，反射角等于入射角．
2．波的折射 (1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角
2．(多选)当人听到声音的频率越来越低时，原因可能是 ()
A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低 B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的 频率不变 C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动 的频率不变 D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动 的频率不变
2019高中物理 第十二章 机械波 第5节 多普勒效应课时作业 新人教版选修3-4
第十二章第五节多普勒效应一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( C )A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应说明波源的频率发生变化C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D．只有声波才可以产生多普勒效应解析：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化。
多普勒效应是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应。
故选项C正确。
2．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是( B )A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化，故A错误；旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故B正确，D错误，当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误。
3．轮船在进港途中的x－t图象如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个( A )解析：匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由x－t图象可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正确。
4．(2015·江苏高考)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( BC )A．波速变大B．波速不变C．频率变高D．频率不变解析：渔船与鱼群相互靠近，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高。
故选项B、C正确。
5．(北京大学附中河南分校2016年高二下学期期中)关于多普勒效应，下列说法中正确的是( BD ) 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，也可能变低解析：若波源和观察者都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；由定义可知，当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应，故B正确；若声源远离观察者，观察者会感到声音频率变低，故C错误；声源和观察者靠近时，音调会变高；若两者远离，则频率减小音调变低；故D正确。
2019_2020学年高中物理第12章5多普勒效应6惠更斯原理学案新人教版选修3_4
5 多普勒效应6 惠更斯原理[学习目标] 1.理解什么是多普勒效应．了解多普勒效应的应用．(重点)2.了解波面和波线的概念.3.掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点)4.知道波反射和折射的规律．(重点)一、多普勒效应及其应用1．多普勒效应由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到频率改变的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率变大．(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．3．多普勒效应的应用(1)测量汽车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．(3)测血液流速向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度．二、波面和波线惠更斯原理1．波面：在波的传播过程中，任一时刻振动状态都相同的介质质点所组成的面．2．波线：与波面垂直指向传播方向的直线，如图所示．3．波的分类(1)球面波：波面是球面的波．(2)平面波：波面是平面的波．4．惠更斯原理(1)内容介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面．(2)现象解释只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度．无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系．三、波的反射和折射1．反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象．2．折射现象波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应．(×)(2)火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者．(√)(3)波面一定与波线垂直．(√)(4)波的传播方向与波面平行．(×)(5)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×)2．下面说法中正确的是( )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．多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的E．多普勒效应是牛顿首先发现的BCD [当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，选项B 正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，选项D正确．]3．下列说法中正确的是( )A．惠更斯原理能解释波的衍射现象B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波E．横波和纵波都能形成球面波[答案]ABE1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． 2．相对位置变化与频率的关系(规律)车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(1)此现象属于( ) A ．波的衍射 B ．波的干涉 C ．多普勒效应D ．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h ，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20 m/s 的速度行进，反射回的频率应怎样变化？[解析] (1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，选项C 正确． (2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20 m/s 的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．。
高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应课堂达标新人教版选修34
第十二章第五节多普勒效应1．(江苏省扬州中学2017年高二下学期期中)下列事例中属“多普勒效应”运用的是( D ) A．利用“声波”来探测海水深度B．利用“共鸣箱”来使声音增强C．将耳朵贴近铁轨听声音来判断是否有火车即将驶来D．通过炮弹飞行的尖叫声来判断炮弹是靠近还是远离解析：选项D是“多普勒效应”的运用。
2．(辽宁省沈阳市郊联体2017～2018学年高二上学期期末联考)近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。
当战机在法定上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。
这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。
关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( C ) A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍涉现象，故D错误。
3．(多选)(福建省晋江市养正中学2017～2018学年高二下学期期中)下列选项与多普勒效应有关的是( BD )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选项科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用了波的反射原理，故选项A错误；选项B、D利用了超声波的多普勒效应；选项C利用了超声波波长短，穿透能力强的特点。
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5 多普勒效应
名师导航
知识梳理
1.由于____________之间有相对运动，使观察者感到____________发生变化的现象叫多普勒效应，如果二者相互接近，观察者接收的频率____________，如果二者远离，观察者接收到的频率____________，注意多普勒效应的实际应用.
2.波源的频率等于单位时间内波源____________，观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内____________.
知识导学
我们在初中学过声音是由振动产生的，振动的频率决定声波的音调，因此学习本节知识时，应复习初中的知识.
由于相对运动而产生了多普勒效应，在我们的日常生活中，多普勒效应也被广泛地应用，如测量星球上某些元素发出的光波的频率，再与地球上元素静止发光频率对照算出星球靠近或远离我们的速度等.
疑难突破
1.分析多普勒效应形成的原因
剖析：如图12-7-1所示，波源和观察者都不动，设波源频率为20 Hz ，则波源每秒发出20个完全波，波速v=λf ，所以每秒经过观察者20个完全波，这时观察者接收到的频率等于波源的频率.
图12-7-1
图12-7-1中B 所示，波源不动，观察者向波源运动，人耳在1 s 内由位置A 移到位置B ，虽然波源每秒仍发出20个完全波，但观察者每秒却接收到21个完全波，即二者相互接近时，观察者接收到的频率大于波源的频率，反之，观察者远离波源运动，观察者接收到的频率小于波源的频率.
图12-7-1中C 所示，波源向右运动，观察者不动，波源由S 1运动到S 2，波源右方的波面变得密集，因波速不变，波长变短，右方观察者接收到的频率大于波源的频率；左方的波面变得稀疏，波长变长，左方观察者接收到的频率小于波源的频率.
2.计算波源频率和观察者接收到的频率
剖析：v 1表示波源对介质的速度，v 表示波的传播速度，f 和f′分别表示波源频率和观察者接收到的频率.
（1）若观察者R 静止，波源S 以速度v 1向观察者靠近，波速v 与波源的运动无关，而波源S 每发出一个完全波就向R 移近了v 1T ，故对R 来说，波长缩短了v 1T ，即λ′=λ-v 1T=v/f-v 1/f=（v-v 1）/f ，观察者接收（感觉）到的频率为f′=1
v v v v -='λ，当波源S 以速度v 1远离观察者时，f′=f v v v 1
+.
（2）若波源S 不动，观察者R 以速度v 2向S 运动，经时间t 向S 运动了v 2t 的距离，同时波背离波源S 传播了vt ，观察者R 感觉到的频率（即通过他的波的个数）为f′=f v v v t t v vt /22+=+λ=(1+v v 2)f ，观察者以速度v 2远离波源S 时，f′=(1-v
v 2)f. 典题精讲
【例1】警车上的警笛每隔0.5 s 响一次，一个人坐在以60 km/h 的速度向警车行驶的汽车上，求此人在5 min 内听到声音的次数是多少.声音在空气中的传播速度为320 m/s.
思路解析：响声在空气中的间隔类似于一个波长为λ=320×0.5 m=160 m 的波，人与声音的相对速度
v=（320+
350） m/s=3
1010m/s ，由f=λv =16031010⨯Hz=4801010 Hz ， 所以n=f·t=4801010×300=48030300=631（次）. 答案：n=631次
绿色通道：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到完全波的个数.
变式训练：一固定的超声波源发出频率为100 kHz 的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到从汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为110 kHz ，设空气中声音的传播速度是330 m/s ，计算汽车的行驶速度.
答案：33 m/s
【例2】一个观察者在铁路旁，当火车迎面驶来时，他听到的汽笛声频率为f 1=440 Hz;当火车驶过他身旁后，他听到的汽笛声的频率f 2=392 Hz.
若大气中声速约为330 m/s ，求火车的速度和火车汽笛发声的频率f 0.
思路解析：设火车的速度为V ，声速为v.
当火车靠近时，声波的波长被压缩为λ′=vT -VT=0
f V v -，观察者听到的频率 f 1=λ'v =0
Vf v v -即 440=
0330330Vf - ① 同理，当火车远离时，有 392=0
330330Vf + ② 联立①②解得：V=19.0 m/s,f 0=415 Hz.
答案：19.0 m/s 415 Hz
绿色通道：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生了变化.观察者与波源相互接近时接收到的频率变大，远离时接收到的频率变小.
变式训练：如图12-7-2，观察者B 与声源ξ都是静止的，但在B 、ξ连线上有一垂直的反射面M.此反射面以速度v m =20 cm/s 向声源及观察者运动时，观察者测得拍频Δν=4 Hz.求
此声源的频率ν.（已知此时空气中声速v=340 m/s）
图12-7-2
答案：3 400 Hz
问题探究
问题：想象你以声波的速度随同某一个波峰一起远离波源，会是什么情景？
导思：此问题是波源相对介质不动，观察者远离波源运动时，接收频率问题，充分地利用了相对运动解题.
在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化.
探究：波源是静止的，人和某一个波峰一起运动，人的速度等于波峰速度，人和波峰的相对速度为零，设人的速度为v，V为波的传播速度，任何一个完全波，接收的频率变为零，即听不到波源的声响.同时我们也可以定量地计算人接收到的频率即f=(1-v/V)λ，由v=V 则有f=0，即听不到波源的声响.。