新教材人教版高中物理选择性必修第一册教案设计3.5多普勒效应
3.5 多普勒效应 学案—【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
预习案【自主学习】阅读教材74页-76页，思考：1.什么情况下会观察到多普勒效应？2.多普勒效应有哪些应用？【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。
）课堂案【合作探究一】观察水波的多普勒现象演示实验，思考并回答：什么叫多普勒效应？什么情况下会观察到？【合作探究二】站在马路边，一辆响着喇叭的汽车从身边驶过。
你听到的喇叭音调是否变化？【合作探究三】生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低，判断它是从远处飞来，还是掠过头顶而去？【合作探究四】多普勒效应有哪些应用？简要说明工作原理。
课堂练习：教材76页练习1、2总结：【进阶闯关检测】A类基础关1．有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向。
他所利用的应是()A．声波的反射现象B．声波的多普勒效应C．声波的干涉现象D．声波的衍射现象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3（多选）．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()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4．关于多普勒效应，下列说法正确的是()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．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应D．只有声波才能发生多普勒效应B类能力关5．(多选)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()A．波速变大B．波速不变C．频率变高D．频率不变6．(多选)如图所示是一个机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D是四个观察者的位置，由图可以看出()A．波源正在向A运动B．波源正在向C运动C．处在B点的观察者接收到的波的频率最低D．处在A点的观察者接收到的波的频率最高7．下列应用利用了多普勒效应的是()A．利用地球上接收到遥远星体发出的光波的频率来判断遥远星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电磁波，电磁波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断有火车在运动D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去C类综合关（选做）8．如图分别反映了飞机以三种速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况。
《第三章 5 多普勒效应》学历案-高中物理人教版19选择性必修第一册
《多普勒效应》学历案（第一课时）一、学习主题本课时学习主题为“多普勒效应”。
通过本课的学习，学生将掌握多普勒效应的基本概念、原理以及其在生活中的应用。
本课时重点将聚焦于多普勒效应的定义、产生条件和现象解析，旨在为学生后续学习打下坚实的基础。
二、学习目标1. 知识与理解：掌握多普勒效应的定义、产生条件及基本原理。
2. 过程与方法：通过实验观察和理论分析，理解多普勒效应的物理过程。
3. 情感态度与价值观：培养学生对物理现象的好奇心和探究精神，激发学生对物理学的学习兴趣。
三、评价任务1. 知识理解评价：通过课堂提问和小组讨论，检验学生对多普勒效应基本概念和原理的理解程度。
2. 过程参与评价：观察学生在实验操作中的表现，评价其参与度和实验能力。
3. 作业与测试：布置相关作业和测试题，检验学生对多普勒效应的理解和应用能力。
四、学习过程1. 导入新课：通过生活中的多普勒效应现象（如警车警报声的变化），引发学生兴趣，导入新课。
2. 新课学习：- 定义与原理：讲解多普勒效应的定义、产生条件和基本原理。
- 实例分析：通过具体实例（如火车远近时汽笛声的变化），分析多普勒效应的物理过程。
- 实验演示：通过实验演示多普勒效应的现象，让学生直观感受其变化过程。
3. 课堂互动：组织学生进行小组讨论，分享对多普勒效应的理解和观察到的实验现象。
4. 总结归纳：教师总结学生讨论内容，强调多普勒效应的重点和难点。
五、检测与作业1. 课堂检测：通过课堂小测验，检验学生对多普勒效应基本概念和原理的掌握情况。
2. 作业布置：布置相关作业，包括多普勒效应的练习题和探究性实验报告等。
要求学生结合所学知识，分析生活中的多普勒效应现象，并撰写实验报告。
六、学后反思1. 学生反思：学生在完成作业和实验后，应进行自我反思，总结学习过程中的收获和不足。
2. 教师反思：教师应对本课时的教学过程进行反思，总结教学经验和教训，为后续教学提供参考。
3. 改进措施：针对学生反馈和教学反思中发现的问题，制定改进措施，优化教学方案。
5 多普勒效应-人教版高中物理选择性必修 第一册(2019版)教案
5 多普勒效应-人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）教案一、教学目标1.了解多普勒效应的概念和分类；2.掌握多普勒效应的计算方法和特点；3.理解多普勒效应在医学、交通和天文学中的应用。
二、教学内容1.多普勒效应的概念；2.多普勒效应的分类；3.多普勒效应的计算方法和特点；4.多普勒效应在医学、交通和天文学中的应用。
三、教学重点1.多普勒效应的分类和计算方法；2.多普勒效应在医学、交通和天文学中的应用。
四、教学难点1.多普勒效应的实际应用；2.学生对医学、交通和天文学的认识。
五、教学方法1.课前导入，引发学生兴趣；2.示范演示，让学生感受到多普勒效应；3.小组合作，让学生自主探究；4.讲解示范，巩固学生的知识点。
六、教学过程1. 导入（5分钟）通过视频、听力、图片等多种形式介绍多普勒效应的概念和应用，激发学生的兴趣。
2. 示范演示（15分钟）老师穿着警察制服，拿着激光枪指向距离较远的墙壁，并注释出激光在运动过程中所发生的变化。
把激光在墙壁上打出来的图形呈现给学生。
3. 小组合作（20分钟）根据老师提供的数据和计算公式，让学生进行实践操作，自己计算如何得出激光在发射和反弹过程中的变化。
4. 讲解示范（20分钟）老师讲解多普勒效应的分类、计算方法和应用，并通过实例加深学生的印象和理解。
比如，在医学中应用多普勒技术检测胚胎的心跳。
5. 作业布置要求学生在阅读教材后重新计算实验数据，发现计算过程的错误并进行改正。
七、课后反思此次教学运用了多种教学方法，学生的参与度高，培养了学生的动手能力和实践操作能力。
但是，在教学过程中也存在一些问题。
对于初学者，有些难度较高，难以理解和掌握。
因此，需要老师在讲解过程中要加强对该知识点的讲解和案例的引导，提高学生的兴趣和理解。
3.5 多普勒效应 教案【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
教案上课时间：年月日题课选择性必修一第三章第五节：多普勒效应课型新课时 1教学目标1.通过实验了解多普照勒效应及其产生的原理，知道多普勒效应是波特有的现象。
2.知道多普勒效应的简单应用。
学习重点多普照勒效应及其原理学习难点多普勒效应的简单应用教学过程教学环节（含备注）教学内容引入新课进行新课一.引入新课播放实录视频，感受生活中的多普勒效应。
怎么解释所观察到的现象？二.进行新课1. 定义：多普勒效应指由于波源与观察者相互靠近或者远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。
奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2.观察模拟动画。
如何解释?3.音调与频率（补充）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，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的．个数多，则音调高。
4.多普勒效应产生的原因（1）波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目是_一定的，观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。
讨论练习与讲课后作业（2）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，观察者感觉到的频率大于波源的频率，即感觉到的频率增加，音调高。
（3）波源与观察者相互远离时，观察者感觉到的频率变小，音调变低。
注意：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．5.波特有的现象多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应．6.多普勒效应的应用（1）有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.（2）有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去. （3）交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度.（4）天体运动：由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.（5）医疗：彩超。
2024-2025学年新教材高中物理第三章机械波5多普勒效应教案1新人教版选择性必修第一册
五、教学实施过程
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。
- 提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。
教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。
- 信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。
作用与目的：
- 帮助学生提前了解多普勒效应课题，为课堂学习做好准备。
- 培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
- 解答：由于观察者与波源之间的相对速度为v，且声波在水中传播速度为c，因此观察者接收到的声波频率为f' = f + v/c。
4. 例题四：
- 题目：一个固定频率为f的声源在空气中发出声波，一个观察者在空气中以速度v向声源运动。求观察者接收到的声波频率。
- 解答：由于观察者与波源之间的相对速度为v，且声波在空气中传播速度为c，因此观察者接收到的声波频率为f' = f + v/c。
四、教学资源准备
1. 教材：确保每位学生都有2024-2025学年新教材高中物理第三章机械波5多普勒效应，新人教版选择性必修第一册。此外，教师需要准备教师用书，以便于教学设计和课堂指导。
2. 辅助材料：为了帮助学生更好地理解多普勒效应，教师应准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。例如，可以准备一些动画或实验视频，展示波源和观察者之间的相对运动，以及多普勒效应的现象。此外，还可以提供一些实际应用案例的资料，如雷达测速和医学成像技术的应用，以提高学生的学习兴趣和实际应用能力。
人教版高中物理选择性必修第一册第3章5多普勒效应学案
5．多普勒效应1．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。
2．培养利用控制变量法探究问题的能力。
3．了解多普勒效应在实际生活中的应用。
多普勒效应1．定义波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应。
2．产生原因(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增加。
(2)当波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观测到的频率减小。
无论波源与观察者间是否有相对运动，是否发生多普勒效应，波源发出的波的频率不变，改变的仅是接收到的波的频率。
当你站在路边，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。
问题1你听到警笛的音调有何不同？提示：警车向你靠近时听到警笛的音调变高，警车远离时听到警笛的音调变低。
问题2实际上警笛的音调会变化吗？提示：不会。
问题3听到音调发生变化的原因是什么？提示：警车与人之间发生了相对运动。
1．多普勒效应的成因发生多普勒效应时，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)相对位置图示结论波源S和观察者A相对静止，如图所示f波源＝f观察者，音调不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示若靠近波源，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，音调变低观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示f波源＜f观察者，音调变高【典例1】(2022·江苏苏州质检)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)观察到的波的频率最低的点是()A．A点B．B点C．C点D．D点[思路点拨]本题主要是对多普勒效应的分析，判断问题时必须明确如下几点：①常见的波动现象有哪些？②怎样根据波形判断波源的移动方向？③波源的移动对观察到的波的频率有何影响？(1)D(2)A(3)B[(1)由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，即D选项正确。
3.5 多普勒效应(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)
3.5 多普勒效应教学设计播放视频，然后提问：从你身边疾驰而过的车辆鸣笛的音调会由高变低。
这到底是怎么回事？然后提问学生思考以下问题：1.观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。
观测者观察人数等于“过人频率”2.当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。
观测者观察人数大于“过人频率”3.当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。
观测者观察人数小于“过人频率”频率低音调低）．2.多普勒效应成因分析：(1)当波源和观察者都相对介质静止时观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数，即接受到的频率等于发出的频率。
(2)当波源不动，观察者靠近波源时观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数，即接受到的频率大于发出的频率。
(3)当波源不动，观察者远离波源时观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数，即接受到的频率小于发出的频率。
（二）运动和频率的关系（三）多普勒效应的实验验证学生观看演示实验的视频。
（四）多普勒效应成因当波源与观察者有相对运动时：(1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；(2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
你知道多普勒效应在生活中有什么应用吗？在学生总结分享的基础上总计多普勒效应在生活中的应用。
（一）测速仪雷达测速仪向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。
（二）军事应用（三）医用“彩超”医生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，就能知道血流的速度。
这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
（四）观察天体的运动理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。
3.5多普勒效应教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
-实例二：医生使用多普勒超声波检测胎儿的心跳和血液流速。
-实例三：天文学家使用多普勒效应观测恒星，研究宇宙的运动。
7.多普勒效应的拓展：
-多普勒效应在其他领域的应用，如声学、无线电波等。
-多普勒效应在现代科技中的重要作用，如卫星通信、雷达技术等。
课堂小结，当堂检测
-负多普勒效应：光源靠近观察者时，观察者接收到的光波频率升高。
3.多普勒效应的原理：
-光源向观察者靠近时，光波波长缩短，频率增加。
-光源远离观察者时，光波波长增加，频率降低。
4.多普勒效应的计算方法：
-公式：Δf = (v/c) * f
- Δf：观察者接收到的频率变化
- v：光源与观察者的相对速度
- c：光速
（一）教学特色创新
1.引入实际案例：通过展示多普勒效应在实际生活中的应用案例，如交通警察使用多普勒雷达测速仪、医生使用多普勒超声波等，激发学生的学习兴趣，增强学生的实际应用能力。
2.小组合作学习：采用小组合作学习的方式，鼓励学生积极参与讨论和探究，提高学生的合作能力和团队精神，促进学生之间的交流和互动。
展示一些关于多普勒效应的图片或视频片段，让学生初步感受多普勒效应的魅力或特点。
简短介绍多普勒效应的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
2.多普勒效应基础知识讲解（10分钟）
目标：让学生了解多普勒效应的基本概念、原理和分类。
过程：
讲解多普勒效应的定义，包括其主要原理和分类。
详细介绍多普勒效应的原理和计算方法，使用图表或示意图帮助学生理解。
课堂小结：
本节课我们学习了多普勒效应的基本概念、原理、分类、计算方法、应用实例和拓展知识。多普勒效应是光的一种波动性质，当光源和观察者相对运动时，观察者接收到的光波频率发生变化。这种现象分为正多普勒效应和负多普勒效应，分别对应光源远离和靠近观察者时的情况。多普勒效应的原理是光源向观察者靠近时，光波波长缩短，频率增加；光源远离观察者时，光波波长增加，频率降低。我们可以通过公式Δf = (v/c) * f来计算多普勒效应的频率变化，其中v是光源与观察者的相对速度，c是光速，f是光源发出的原始频率。
2023-2024学年人教版选择性必修第一册 3-5 多普勒效应动 学案
5多普勒效应［学习目标］1.知道什么是多普勒效应，理解多普勒效应的形成原因（重点）。
2.了解多普勒效应在生活中的应用，会用多普勒效应解释一些物理现象（重点）。
一、多普勒效应1.多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离时，的波的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，Is内通过观察者的波峰（或密部）的数目是的，观测到的频率波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目（选填“增加”或“减少”），观测到的频率（选填“增大”或“减小”）：反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率（选填“增大”或“减小”）。
「思考与讨论」只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，观测到的频率就大于波源振动的频率，这种说法对吗？为什么？I■深化总结」i∙相对位置变化与频率的关系2.成因归纳(1)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。
(2)发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。
■辨析(1)观察者与声源间没有相对运动也可能产生多普勒效应。
()(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)多普勒效应是由于波的干涉引起的。
()(4)当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率变小。
()(5)甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率。
()【例1】如图甲所示，某同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，如图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲A.女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变低B.女同学从E向。
运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学在点C向左运动时，她感觉哨声■g调变低【例2】(2023.江苏苏州市质检)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。
3.5多普勒效应教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
在总结与作业布置环节，我回顾了本节课所学的内容，强调了多普勒效应的原理和应用。我布置了一些作业，要求学生结合实例分析多普勒效应，巩固所学知识。
3.提高观察能力、分析问题和解决问题的能力。通过本节课的学习，学生能够提高观察能力，能够从日常生活中发现多普勒效应的现象，并能够运用所学的知识分析和解决问题。
4.提高科学素养。通过本节课的学习，学生能够了解多普勒效应在科学技术中的重要地位和作用，提高对科学的认识和尊重，提高科学素养。
5.增强学习兴趣和主动性。通过本节课的学习，学生能够对多普勒效应产生兴趣，主动参与课堂讨论和实验，提高学习效果。
6.能够运用多普勒效应进行创新思维。学生能够运用所学的多普勒效应知识，进行创新思维，提出新的应用方案，如新的交通监测设备的设计等。
7.提高团队合作能力。通过分组讨论和实验，学生能够提高团队合作能力，学会与他人合作，共同解决问题。
8.能够运用多普勒效应进行批判性思维。学生能够运用所学的多普勒效应知识，进行批判性思维，对多普勒效应的理论和应用进行评价和反思。
5.总结与作业布置（5分钟）
-回顾本节课所学内容，强调多普勒效应的原理和应用。
-布置作业，要求学生结合实例分析多普勒效应，巩固所学知识。
学生学习效果
1.掌握多普勒效应的原理，理解声波的传播规律。学生能够准确描述多普勒效应的产生原因，并能够运用原理解释日常生活中的相关现象。
2.能够运用多普勒效应分析和解决实际问题。学生能够运用所学的多普勒效应知识，分析和解决实际生活中的问题，如交通监测、医学成像等。
《第三章5多普勒效应》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19选择性必修第一册
《多普勒效应》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：本节课的教学目标是让学生掌握多普勒效应的基本概念、理解其产生原理及在生活中的应用。
通过学习，学生应能够理解并解释多普勒效应的物理现象，如声音、光波的频率变化等，并能够通过实例分析，将理论知识与实际生活相联系。
同时，培养学生的观察能力和科学探究精神，激发其对物理学习的兴趣。
二、教学重难点：本课的教学重点是多普勒效应的基本原理和产生条件，难点在于理解多普勒效应中频率变化与相对运动的关系。
为突破难点，教师将通过图示和动画演示等方式，直观展示多普勒效应的过程，并引导学生通过小组讨论和实践活动加深理解。
三、教学准备：教学准备包括教学资源准备和学生预习准备。
教师需准备教学课件、多普勒效应相关视频、实验器材等教学资源。
学生需提前预习相关概念，了解波的传播基础知识。
同时，为提高课堂互动效果，教师可布置预习作业，让学生收集生活中的多普勒效应实例，为课堂讨论做准备。
教师还需确保教学环境的安静与舒适，以便于学生集中注意力进行学习。
四、教学过程：一、引入阶段（一）开启课堂教师通过播放一段含有多普勒效应的音频或视频素材，如警车驶近时发出的声音变化，让学生感受到这一现象的常见性。
随后，教师可以询问学生：“你们有没有注意到过类似的现象？能否描述一下？”通过这种方式，激发学生的兴趣和好奇心。
（二）概念引入在学生的注意力被吸引后，教师简要介绍多普勒效应的概念。
可以通过比喻的方式解释，如：“多普勒效应就像我们在火车上听到远处传来的声音，当火车驶近时，声音变得尖锐；驶远时，声音变得低沉。
”这样的解释有助于学生更好地理解多普勒效应的基本原理。
二、知识讲解阶段（一）详细解析教师利用课件、图表等教学工具，详细讲解多普勒效应的原理、产生条件及在不同领域的应用。
可以结合数学公式，解释频率变化与观测者和物体运动之间的关系。
此外，教师还可以引导学生思考多普勒效应在日常生活中的应用，如雷达测速、医学超声诊断等。
3.5多普勒效应+教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
3.5《多普勒效应》教学设计
发生多普勒效应
固定在振动片上的金属丝周期性触动水面形成水波，如图所示，分析振动片向哪个方向移动？
板书设计：
3.5多普勒效应
一、多普勒效应
概念：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应
二、多普勒效应成因分析：
○1波源和观察者均不动：f’=v/λ=f源
○2波源不动，观察者靠近：f’=v+v1/λ>f源
○3波源不动，观察者远离：f’=v-v1/λ<f源
○4观察者不动，波源靠近：f’=v/λ-v2=v/(v-v2)T>f 源
○5观察者不动，波源远离：f’=v/λ-v2=v/(v-v2)T<f 源
三、多普勒效应的应用
1.雷达测速仪
2.临床医学判断病变
3.判断遥远天体相对于地球的运动速度。
新教材人教版选择性必修第一册 第三章 第5节 多普勒效应 学案
第5节多普勒效应课标解读课标要求素养要求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.能列举多普勒效应的应用实例。
1.物理观念:知道什么是多普勒效应，了解多普勒效应的产生原因。
2.科学思维:能运用多普勒效应解释一些物理现象。
自主学习·必备知识教材研习教材原句要点多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离①时，接收到的波的频率都会发生变化。
人们把这种现象叫作多普勒效应。
自主思考①〔1〕火车进站和出站时，坐在火车上的乘客能感受到汽笛声的音调发生变化吗？〔2〕随着科技的开展和作战的需要，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340m/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为多大？ 答案：〔1〕提示不能。
坐在火车上的乘客会感受到汽笛声的音调不发生变化，是因为声源相对乘客是静止的。
〔2〕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，那么他随战斗机运动的速度应与波前进的速度相同，即战斗机应以340m/s 的速度远离爆炸点飞行。
名师点睛1.波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰〔或密部〕的数目是一定的，观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。
2.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，观察者感觉到的频率大于波源的频率，即感觉到频率增大。
3.波源与观察者相互远离时，观察者感觉到频率减小。
互动探究·关键能力探究点多普勒效应情境探究1.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频率的电磁波，该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波频率比发出时的低。
〔1〕假设该路段限速为100km/ℎ，那么轿车是否超速？〔2〕假设轿车以20m/s的速度行进，反射回的电磁波的频率应怎样变化？答案：〔1〕提示巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低，此现象为多普勒效应。
3.5多普勒效应(教学设计)高二物理同步备课系列(人教版2019选择性必修第一册)
1. 学生已经学习过声波的基本知识，包括声波的产生、传播、反射、折射和衍射等现象，为本节课的学习提供了理论基础。
2. 学生已ห้องสมุดไป่ตู้了解过波的周期和频率的概念，多普勒效应的产生原因与波的频率变化密切相关，因此学生已经具备了理解多普勒效应的基础。
3. 多普勒效应的应用实例与学生已学的电磁学知识有关，如多普勒雷达的工作原理与电磁波的传播和反射有关，因此学生已经具备了理解多普勒效应应用的基础。
- 学生可以与教师和同学进行交流和讨论，分享对多普勒效应的理解和应用经验。
教学反思
这节课我教授的是人教版2019选择性必修第一册第3.5节“多普勒效应”。在教学过程中，我采用了多种教学方法，如讲解、实验演示、小组讨论等，旨在帮助学生理解和掌握多普勒效应的概念、原理和应用。然而，在教学过程中，我也发现了一些问题和不足之处，以下是我对这节课的教学反思：
③多普勒效应的实验演示：重点知识点包括实验目的、实验器材、实验步骤和实验结果。词句如“本节课我们将进行一个简单的多普勒效应实验，通过观察和实验来感受多普勒效应的存在。”
板书设计：
①多普勒效应的概念和原理
- 多普勒效应：声源和接收器相对运动时，接收器所接收到的声波频率发生变化的现象。
- 产生原因：声源和接收器相对运动导致声波传播方向上的速度变化。
2. 通过实际案例和生活中的应用实例来帮助学生理解多普勒效应的应用价值，如介绍多普勒雷达的工作原理和应用领域，让学生了解多普勒效应在实际生活中的重要作用。
3. 通过小组讨论和合作探究的方式，让学生共同探讨多普勒效应的数学表达式的推导，帮助学生理解和掌握推导过程。
学具准备
多媒体
课型
人教版(新教材)高中物理选择性必修1优质学案2：3 5 多普勒效应
3.5多普勒效应〖学习目标〗1．知道什么是多普勒效应，了解多普勒效应产生的原因.2．了解多普勒效应在生活中的应用，会用多普勒效应解释一些现象．〖知识梳理〗一、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，接收到的都会发生变化的现象．2．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)的数目是的，观察者接收到的频率波源振动的频率．3．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，接收到的频率；反之，当波源与观察者互相远离时，接收到的频率．二、多普勒效应的应用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．3．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，可得星球的速度．〖要点剖析〗一多普勒效应1．多普勒效应波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应．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．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．总结(1)发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化.波源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.(2)多普勒效应是波动过程所共有的特征，一切波，如机械波、电磁波、光波都会发生多普勒效应.2．形成多普勒效应的原因以声波为例分析如下：(1)波源与观察者相对于介质均为静止的情况观察者所接收到的频率与波源的振动频率相同，这时不会出现多普勒效应．(2)波源静止而观察者运动的情况若观察者朝波源运动，由于观察者迎着波传来的方向运动，使得观察者在单位时间内接收到的完全波的个数大于波源发出的完全波的个数，即观察者接收的频率高于波源频率；同理，若观察者背离波源即顺着波的传播方向运动，观察者接收的频率低于波源频率．(3)观察者静止而波源运动的情况当波源S向观察者O运动时，波源在前进过程中，不断地发射出波，已经发射出的波仍以波速v前进，而后继波的波源地点(球面的中心)向前移了，所以波源前面的波面被挤紧，因此波长减小了；波源后面的波面稀疏了，因此波长增大了，如图所示．波在介质中的传播速度并没有改变，观察者在波源右方时，即波源接近观察者时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样道理，观察者在波源左方时，即波源远离观察者时，接收到的频率减小．拓展(1)波源不动而观察者运动时，引起接收频率的变化是由于观察者接收到的波数增多或减少造成的．(2)当观察者不动而波源运动时，引起接收频率的变化是由于波长的改变而引起的．3．发生多普勒效应的几种情况相对位置图示结论波源S和观察者A相对于介质f波源＝f观察者，音调不变不动波源S不动，观察者A运动，由A→B或由A→C 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，音调变低观察者A、B不动，波源S运动，由S1→S2对于观察者A，f波源<f观察者，音调变高；对于观察者B，f波源>f观察者，音调变低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)多普勒效应的产生不取决于波源和观察者相距多远，而取决于波源和观察者相对运动速度的大小和方向．(3)波的传播速度不因波源的移动而改变．(4)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应．〖典例精析〗例1下面说法中不正确的是()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二多普勒效应的应用1．超声波测速交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可知汽车的速度．2．根据光的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体发出的光波频率，与地球上相应元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度．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判断火车是进站还是出站；据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等．拓展超声波(1)定义：频率高于2×104 Hz的声波叫超声波．(2)特点：频率大，波长短，因而衍射不明显；穿透力强，能透过几米厚的金属．动物也可以发射和接收超声波．例2(多选)下列哪些应用是利用多普勒效应()A．利用地球上接收到的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电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波频率发生的变化，就能知道汽车的速度，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D ．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去三 多普勒效应的定量计算设u 表示波源相对介质的速度，v 表示观察者相对介质的速度，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)波源和观察者相对介质都不动：观察者接收到的频率是单位时间内通过观察者的完全波数，故f ′＝V λ＝f ，即接收到的频率等于波源的频率． (2)波源相对介质不动，而观察者向波源运动：则波对观察者的速度为(v ＋V )，据公式λ＝V f，知f ′＝V ＋v λ＝(1＋v V )f ，即接收到的频率增加为波源频率的(1＋v V)倍．同理可知，当观察者远离波源运动时，观察者接收到的频率减小，f ′＝(1－v V)f . (3)观察者静止，波源以速度u 向观察者运动：波速V 与波源的运动无关，但波长被压缩为λ′＝λ－uT ，故观察者接收到的频率f ′＝V λ－uT ＝V VT －uT ＝V V －uf ，即接收到的频率增大． 反之，当波源远离观察者时，接收到的频率减小，f ′＝V V ＋uf . (4)若波源和观察者都相对介质运动，则相向运动：f ′＝V ＋v V －uf ； 反向运动：f ′＝V －v V ＋uf . 例3 火车以20 m/s 的速度向一静止观察者驶近，机车鸣笛2 s 之久，声速为340 m/s ，问：(1)观察者听到的汽笛声持续多久？(2)如果火车以同样的速度从观察者身边驶过，则观察者前后听到的声音的频率之比是多少？〖课堂达标〗1．(多选)如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察波的频率变低D．在b处观察波的频率变低2．(多选)站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是()A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高3．下列哪些现象属于多普勒效应()A．夏日雷声轰鸣不绝B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同D．“未见其人，先闻其声”4．(多选)上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了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，一定是向靠近观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的5．野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时,能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度(选填“变大”“变小”或“不变”)．▁ ▃ ▅ ▇ █ 参 *考 *答 *案 █ ▇ ▅ ▃ ▁ 〖知识梳理〗一、波的频率 一定 等于 增加 增加 变小二、频率已知 反射波 变化的多少 反射 频率变化 频率 静止〖要点剖析〗例1 〖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，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．〖答 案〗A例2 〖解 析〗 凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应可测定遥远天体相对地球运动的速度，故A 正确．被运动的物体反射的电磁波，相当于运动的物体发出的电磁波，该电磁波的频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B 项正确．对于C 选项，铁路工人是根据振动的强弱来对火车的运动做出判断的，故不正确．炮弹飞行时与空气摩擦产生声波，人耳接收到的声波的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D 项正确．故正确〖答 案〗为A 、B 、D.〖答 案〗ABD例3 〖解 析〗 (1)观察者相对介质静止，波源以速度v 向观察者运动，声波相对观察者的速度不变仍为u ，t 时间内产生波的总长度L ＝(u －v )t ，所以经过观察者的时间为t ′＝(u －v )u t ＝340－20340×2 s ≈1.882 s. (2)火车向观察者驶近时，观察者听到的频率为f 1＝u u －v f 0.火车从观察者身边远离时，听到的频率为f 2＝u u ＋vf 0，所以f 1f 2＝u ＋v u －v ＝340＋20340－20＝98. 〖答 案〗 (1)1.882 s (2)98〖课堂达标〗1.〖答 案〗AD〖解 析〗波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源．波面半径大，表示产生时间早，传播时间长．对照图示，可确定出波源由右向左运动，故A 项对，B 项错．由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a 处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率大，同理在b 处时间间隔长、频率小，故C 项错，D 项对．2.〖答 案〗BC〖解析〗音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时旅客接收到的频率会变大，故音调变高，B项正确；火车离站时，旅客接收到的频率会变小，故音调会变低，C项正确．3.〖答案〗C〖解析〗夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声，这是声音的共振；战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同的现象是多普勒效应；“未见其人，先闻其声”是波的衍射现象．C正确．4.〖答案〗BC〖解析〗由多普勒效应知蜂鸣器的频率并没有发生变化，只是同学们感受到的频率发生了变化，当二者靠近时，听到的音调变高，故A错，B、C对．当发生波的干涉时，是声音的强弱发生变化，而不是频率发生变化，故D错．5.〖答案〗频率不变〖解析〗播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变．。
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5多普勒效应一、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．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，观察者接收到的频率等于波源振动的频率．3．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)的数目增加，接收到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，接收到的频率变小．奥地利有一位名叫多普勒的数学家、物理学家.1842年的某一天，他正路过铁路交叉处，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．你知道这是为什么吗？提示：多普勒对这个物理现象产生极大兴趣，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．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，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”．二、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交警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．3．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．考点一多普勒效应1．多普勒效应波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应．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．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．(1)发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化.波源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.(2)多普勒效应是波动过程所共有的特征，一切波，如机械波、电磁波、光波都会发生多普勒效应.2．形成多普勒效应的原因以声波为例分析如下：(1)波源与观察者相对于介质均为静止的情况观察者所接收到的频率与波源的振动频率相同，这时不会出现多普勒效应．(2)波源静止而观察者运动的情况若观察者朝波源运动，由于观察者迎着波传来的方向运动，使得观察者在单位时间内接收到的完全波的个数大于波源发出的完全波的个数，即观察者接收的频率高于波源频率；同理，若观察者背离波源即顺着波的传播方向运动，观察者接收的频率低于波源频率．(3)观察者静止而波源运动的情况当波源S向观察者O运动时，波源在前进过程中，不断地发射出波，已经发射出的波仍以波速v前进，而后继波的波源地点(球面的中心)向前移了，所以波源前面的波面被挤紧，因此波长减小了；波源后面的波面稀疏了，因此波长增大了，如图所示．波在介质中的传播速度并没有改变，观察者在波源右方时，即波源接近观察者时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样道理，观察者在波源左方时，即波源远离观察者时，接收到的频率减小．【拓展延伸】(1)波源不动而观察者运动时，引起接收频率的变化是由于观察者接收到的波数增多或减少造成的．(2)当观察者不动而波源运动时，引起接收频率的变化是由于波长的改变而引起的．3．发生多普勒效应的几种情况相对位置图示结论波源S和观察者A相对于介质不动f波源＝f观察者，音调不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或由A→C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，音调变低观察者A、B不动，波源S运动，由S1→S2对于观察者A，f波源<f观察者，音调变高；对于观察者B，f波源>f观察者，音调变低(1)多普勒效应是所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到的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)多普勒效应的产生不取决于波源和观察者相距多远，而取决于波源和观察者相对运动速度的大小和方向．(3)波的传播速度不因波源的移动而改变．(4)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应．【例1】下面说法中不正确的是()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【审题指导】1．产生多普勒效应的原因是什么？2．产生多普勒效应时，波源的频率变化吗？【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，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．【答案】 A(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解析：选项个性分析综合点评A错误多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅是机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应多普勒效应产生的原因是波源与观察者有相对运动，使观察者接收到的频率大于或小于波源发出的频率，并不是波源频率发生改变B错误发生多普勒效应时，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C正确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D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考点二多普勒效应的应用1．超声波测速交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可知汽车的速度．2．根据光的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体发出的光波频率，与地球上相应元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度．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判断火车是进站还是出站；据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等．【拓展延伸】什么是超声波？(1)定义：频率高于2×104 Hz的声波叫超声波．(2)特点：频率大，波长短，因而衍射不明显；穿透力强，能透过几米厚的金属．动物也可以发射和接收超声波．【例2】(多选)下列哪些应用是利用多普勒效应()A．利用地球上接收到的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电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波频率发生的变化，就能知道汽车的速度，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D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去【审题指导】由于观察者跟波源相对位置发生变化，使观察者接收到的波的频率发生变化，这种现象就是多普勒效应，多普勒效应在实际中有很多应用．【解析】凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应可测定遥远天体相对地球运动的速度，故A正确．被运动的物体反射的电磁波，相当于运动的物体发出的电磁波，该电磁波的频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B项正确．对于C选项，铁路工人是根据振动的强弱来对火车的运动做出判断的，故不正确．炮弹飞行时与空气摩擦产生声波，人耳接收到的声波的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D项正确．故正确答案为A、B、D.【答案】ABD公路巡警开车在高速公路上以100 km/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)A．高于100 km/h B．低于100 km/hC．等于100 km/h D．无法确定解析：由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离，而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车的速度大，故A正确．学科素养提升多普勒效应的定量计算设u表示波源相对介质的速度，v表示观察者相对介质的速度，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)波源和观察者相对介质都不动：观察者接收到的频率是单位时间内通过观察者的完全波数，故f′＝Vλ＝f，即接收到的频率等于波源的频率．(2)波源相对介质不动，而观察者向波源运动：则波对观察者的速度为(v ＋V )，据公式λ＝V f ，知f ′＝V ＋v λ＝(1＋v V )f ，即接收到的频率增加为波源频率的(1＋v V )倍．同理可知，当观察者远离波源运动时，观察者接收到的频率减小，f ′＝(1－v V )f .(3)观察者静止，波源以速度u 向观察者运动：波速V 与波源的运动无关，但波长被压缩为λ′＝λ－uT ，故观察者接收到的频率f ′＝V λ－uT ＝V VT －uT ＝V V －uf ，即接收到的频率增大． 反之，当波源远离观察者时，接收到的频率减小，f ′＝V V ＋uf . (4)若波源和观察者都相对介质运动，则相向运动：f ′＝V ＋v V －uf ； 反向运动：f ′＝V －v V ＋uf .【典例】 火车以20 m/s 的速度向一静止观察者驶近，机车鸣笛2 s 之久，声速为340 m/s ，问：(1)观察者听到的汽笛声持续多久？(2)如果火车以同样的速度从观察者身边驶过，则观察者前后听到的声音的频率之比是多少？【思路分析】 1.火车向静止的观察者驶近，鸣笛2 s ，则观察者听到的声音的时间比2 s 长还是短？2．观察者听到的频率和声源的频率有什么关系？【解析】 (1)观察者相对介质静止，波源以速度v 向观察者运动，声波相对观察者的速度不变仍为u ，t 时间内产生波的总长度L ＝(u －v )t ，所以经过观察者的时间为t ′＝(u －v )u t ＝340－20340×2 s ≈1.882 s. (2)火车向观察者驶近时，观察者听到的频率为f 1＝u u －vf 0.火车从观察者身边远离时，听到的频率为f 2＝u u ＋vf 0，所以f 1f 2＝u ＋v u －v ＝340＋20340－20＝98.【答案】 (1)1.882 s (2)98多普勒效应的本质在于，由于波源和观察者间的相对运动，使观察者接收到的频率不同于二者相对静止时接收到的频率．1．(多选)如图所示，为一波源O 做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则( AD )A ．该波源正在移向a 点B ．该波源正在移向b 点C ．在a 处观察波的频率变低D ．在b 处观察波的频率变低解析：波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源．波面半径大，表示产生时间早，传播时间长．对照图示，可确定出波源由右向左运动，故A 项对，B 项错．由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a 处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率大，同理在b 处时间间隔长、频率小，故C 项错，D 项对．2．(多选)站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是(BC)A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高解析：音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时旅客接收到的频率会变大，故音调变高，B项正确；火车离站时，旅客接收到的频率会变小，故音调会变低，C项正确．3．下列哪些现象属于多普勒效应(C)A．夏日雷声轰鸣不绝B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同D．“未见其人，先闻其声”解析：夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声，这是声音的共振；战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同的现象是多普勒效应；“未见其人，先闻其声”是波的衍射现象．C正确．4．(多选)上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是(BC) A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了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，一定是向靠近观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：由多普勒效应知蜂鸣器的频率并没有发生变化，只是同学们感受到的频率发生了变化，当二者靠近时，听到的音调变高，故A 错，B、C对．当发生波的干涉时，是声音的强弱发生变化，而不是频率发生变化，故D错．5．野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的频率(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度不变(选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变．。