物理人教版選修3-4學(xué)案第十二章第5節(jié)多普勒效應(yīng)

5多普勒效應(yīng)課堂合作探究問題導(dǎo)學(xué)一、多普勒效應(yīng)活動(dòng)與探究11．聲音的音調(diào)由什么來決定？2．多普勒效應(yīng)中聲源的頻率發(fā)生變化了嗎？3．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是什么？遷移與應(yīng)用1下列說法中正確的是（）A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了B．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化C．多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D．多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的1．波源與觀察者相對靜止時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的，觀察者感覺到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率。2．波源與觀察者相互靠近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目增加，觀察者感覺到的頻率大于波源的頻率，即感覺到的頻率增加。3．波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者感覺到的頻率變小。二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用活動(dòng)與探究21．公路巡警開車在高速公路上以100km/h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(gè)已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。若該路段限速為100km/h，則該車是否超速？2．列舉多普勒效應(yīng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。遷移與應(yīng)用2下列哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)（）A．利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度B．交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來時(shí)，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就可知汽車的速度，以便于交通管理C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去1．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用很多，但基本原理都是利用波源與觀察者相對運(yùn)動(dòng)時(shí)引起接收波數(shù)的變化。2．無論什么情況，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源與觀察者肯定有相對運(yùn)動(dòng)，二者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變高，相互遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的頻率變低。3．多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生不是取決于觀察者距波源多遠(yuǎn)，而是取決于觀察者相對于波源的運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。當(dāng)堂檢測1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變C．多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D．只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2．站在火車站臺上的旅客聽到路過的火車鳴笛聲的音調(diào)變化情況，以下說法正確的是（）A．當(dāng)火車進(jìn)站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變低B．當(dāng)火車進(jìn)站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變高C．當(dāng)火車離站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變低D．當(dāng)火車離站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變高3．a(chǎn)為聲源，發(fā)出聲波；b為接收者，接收a發(fā)出的聲波。a、b若運(yùn)動(dòng)，只限于在沿兩者連線方向上，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)靜止，b向a運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高B．a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的高C．a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的低D．a(chǎn)、b都向相互背離的方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高4．上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端后迅速水平旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是（）A．旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)出的頻率變化了B．由于旋轉(zhuǎn)，改變了同學(xué)們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，一定是向靠近觀察者的方向運(yùn)動(dòng)D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的5．如圖所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2＞v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機(jī)自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此三人聽到笛聲的頻率由高至低順序?yàn)開__________________。答案：課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：1．答案：由頻率決定，頻率大則音調(diào)高，頻率小則音調(diào)低。2．答案：多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。其實(shí)波源的頻率并沒有發(fā)生變化，只是觀察者感受到的頻率發(fā)生了變化。3．答案：聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長的波，稱為一個(gè)完全波。頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)。因此波源的頻率又等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。（1）波源和觀察者相對介質(zhì)都靜止觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。（2）波源和觀察者距離發(fā)生相對變化觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)發(fā)生變化，即感覺到的頻率發(fā)生變化。波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。遷移與應(yīng)用1：BCD解析：該題考查對多普勒效應(yīng)的理解。當(dāng)波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，C正確。但波源的頻率并沒有發(fā)生變化，A錯(cuò)。多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)是觀察者接收到的頻率不等于波源頻率，它首先由奧地利科學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)，B、D正確?；顒?dòng)與探究2：1．答案：因巡警車接收到的頻率低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車車速恒定又在后面，可判斷轎車車速比巡警車車速大，故該車超速。2．答案：例如：多普勒雷達(dá)、多普勒超聲波檢查等。其他應(yīng)用同學(xué)們可以上網(wǎng)查找。遷移與應(yīng)用2：ABD解析：凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測定遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度，A選項(xiàng)正確。被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)可求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，B選項(xiàng)正確。鐵路工人根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對列車的運(yùn)動(dòng)作出判斷，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，D選項(xiàng)正確。選A、B、D?！井?dāng)堂檢測】1．C2．BC解析：音調(diào)由頻率決定，頻率大時(shí)音調(diào)高，頻率小時(shí)音調(diào)低，火車進(jìn)站時(shí)旅客接收到的頻率會(huì)變大，故音調(diào)變高，B項(xiàng)正確；火車離站時(shí)，旅客接收到的頻率會(huì)變小，故音調(diào)會(huì)變低，C項(xiàng)正確。3．A4．BC解析：由多普勒效應(yīng)知蜂鳴器的頻率并沒有發(fā)生變化，只是同學(xué)們感受到的頻率發(fā)生了變化，當(dāng)二者靠近時(shí)，聽到的音調(diào)變高，故A錯(cuò)，B、C對。當(dāng)發(fā)生波的干涉時(shí)，是聲音的強(qiáng)弱發(fā)生變化，而不是頻率發(fā)生變化，故D錯(cuò)。5．答案：f1＞f3＞f2解析：由于