2020-2021學(xué)年高中物理 第三章 機械波 5 多普勒效應(yīng)教案1 新人教版選擇性必修第一冊

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第三章 機械波 5 多普勒效應(yīng)教案1 新人教版選擇性必修第一冊2020-2021學(xué)年高中物理 第三章 機械波 5 多普勒效應(yīng)教案1 新人教版選擇性必修第一冊年級：姓名：- 7 -多普勒效應(yīng)【學(xué)習(xí)目標】1源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別 2多普勒效應(yīng)，知道它是在波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象 3了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用4知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時，會發(fā)生反射和折射 5知道波發(fā)生反射時，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長都與入射波相同 6知道波發(fā)生折射是由于波在不同的介質(zhì)中速度不同知道折射角與入射角的關(guān)系知識回顧：1. 什么是頻率？答：單位時間發(fā)

2、生的次數(shù)叫頻率2. 什么叫衍射和什么叫干涉？答：波跑到障礙物的后面的現(xiàn)象叫衍射，頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動總是加強，某些區(qū)域的振動總是減弱，并且加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉3. 干涉的條件是什么？ 答：條件是兩列同類波的頻率相同且振動情況相同，相差恒定知識點一、多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)： 由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)是波獨有的特征 聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，稱為一個完全波頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)因此波源的頻率又等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到

3、的頻率，即單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)多普勒效應(yīng)的解釋：為簡單起見，我們只討論波源和觀察者在二者的連接線上運動的情形（1）波源與觀察者相對于介質(zhì)均靜止的情況： 觀察者所接收到的頻率與波源的振動頻率相同（2）波源靜止而觀察者運動的情況：若觀察者朝波源運動，由于觀察者迎著波傳來的方向運動，使得觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)大于波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，即觀察者接收的頻率高于波源頻率。 若觀察者背離波源即順著波的傳播方向運動，觀察者的接收頻率低于波源頻率 （3）觀察者靜止而波源運動的情況： 當波源向觀察者運動時，波源在前進過程中，不斷地發(fā)射出波，而已經(jīng)發(fā)射出的波仍以波速前進，而后繼波的波源地

4、點（球面的中心）向前移動，所以波源前面的波面被擠緊，因此波面間隔減小了；波源后面的波面稀疏了，因此，波面間隔增大了，如圖所示 波在介質(zhì)中的傳播速度并沒有改變，觀察者在波源右方時，即波源接近觀察者時，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大，；同樣道理，觀察者在波源左方時，即波源遠離觀察者時，接收到的頻率減小，多普勒效應(yīng)中接收到的頻率的計算公式 （1）波源相對介質(zhì)靜止，觀察者以速度相對于介質(zhì)運動 “+”表示觀察者走向波源， “”表示觀察者離開波源 （2）波源以速度vs相對于介質(zhì)運動，觀察者相對于介質(zhì)靜止 “+”表示波源離開觀察者， “”表示波源向觀察者運動 （3）波源與觀察

5、者同時相對于介質(zhì)運動相向運動：；反向運動：多普勒效應(yīng)的定性分析方法 波源與觀察者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；波源與觀察者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 （1）多普勒測速儀測車速 （2）醫(yī)用彩色超聲波多普勒心動圖儀測定心臟跳動，血管血流等情況 （3）電磁波的多普勒效應(yīng)為跟蹤目的物（如導(dǎo)彈、云層等）提供了一種簡單的方法在軍事、航天、氣象預(yù)報等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用 （4）用多普勒效應(yīng)測量其他星系向著還是遠離地球運動的速率例題1.下列說法正確的是（ ） a若聲波波源向觀察者靠近，則觀察者接收到的聲波頻率減小 b聲波擊碎玻璃杯的實驗原理是共振 c超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線

6、電波遠得多 d“聞其聲不見其人”是聲波的干涉現(xiàn)象【思路點撥】注意“波源的頻率”、 “觀察者接收到的頻率”的不同?！敬鸢浮縝、c 【解析】由多普勒效應(yīng)可知，若聲波波源向著觀察者運動，則觀察者接收到的聲波頻率增大，a項錯誤；聲波擊碎玻璃杯是聲波頻率與玻璃杯的固有頻率相同，玻璃杯發(fā)生共振導(dǎo)致破碎，b項正確；由于水對光波和無線電波吸收比對聲波吸收得多，所以超聲波在水中傳播的距離比光波和無線電波在水中傳播的距離遠得多，c項正確；“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象，d項錯誤 【總結(jié)升華】發(fā)生多普勒效應(yīng)時，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生變化，而波源的頻率并沒有變化，這一點是學(xué)生的易錯點課堂練習(xí)一：公路巡警開車在

7、高速公路上以的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速（ ） a高于 b低于 c等于 d無法確定 【答案】a【解析】由多普勒效應(yīng)知，巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說明轎車和巡警車在相互遠離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故a項正確 【總結(jié)升華】由前面的分析可得出：當波源與觀察者遠離時，頻率變低；當波源與觀察者靠近時，頻率變高課堂練習(xí)二：利用超聲波遇到物體發(fā)生反射，可測定物體運動的有關(guān)參量，如圖甲所示儀器和通過電纜線駁接，為超聲波

8、發(fā)射與接收一體化裝置，而儀器為提供超聲波信號源而且能將接收到的超聲波信號進行處理并在屏幕上顯示其波形?，F(xiàn)固定裝置，并將它對準勻速行駛的小車，使其每隔固定時間t0發(fā)射一短促的超聲波脈沖（如圖乙中幅度大的波形），而接收到由小車反射回的超聲波經(jīng)儀器處理后顯示如圖乙中幅度較小的波形，反射滯后的時間已在圖乙中標出，其中，和為已知量，另外還知道該測定條件下聲波在空氣中的速度為，則根據(jù)所給信息可判斷小車的運動方向為_（填“向左”或“向右”），速度大小為_?！敬鸢浮肯蛴遥?課堂練習(xí)三：生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)測速雷達向