1、,第十二章 机械波,5多普勒效应,1.了解多普勒效应. 2.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象.,学科素养与目标要求,物理观念：,科学思维：,能运用多普勒效应解释一些物理现象.,进行演示实验“蜂鸣器音调的变化”，让学生实际感受一下音调随波源与观察者距离的变化而发生的变化.,科学探究：,科学态度与责任：,在实验过程中很好地保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.多普勒效应 波源与观察者互相靠近
2、或者互相远离时，接收到的波的 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，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是 的，观察到的频率 波源振动的频率.,一、多普勒效应,频率,一定,等于,(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_ (填“增加”或“减小”)，观察到的频率 (填“增加”或“减小”)；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率 .(填“增加”或“减小”) 3.应用 (1)测车辆速度. (2)测星球速度. (3)测血流速度.,增加,增加,减小,1.反射现象：波遇到介质界面会 原介质继续传播的现象. 2.折射现象：波
3、从一种介质 另一种介质时，波的 发生改变的现象.,返回,进入,传播方向,二、波的反射和折射,1.判断下列说法的正误. (1)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化.() (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)波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化.(),即学即用,2.如图1表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰.该图表示_现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是_、_.,图1,B,多普勒效应,A,重点探究,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.思考下列问题：(1)你听到警笛的
4、音调有何不同？,一、多普勒效应,导学探究,答案警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低.,(2)实际上警笛的音调会变化吗？,答案实际上警笛的音调不会变化.,(3)听到音调发生变化的原因是什么？,答案警车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，因此会感觉警笛音调变化.,多普勒效应产生的原因分析 1.相对位置变化与频率的关系(规律),知识深化,2.成因归纳 根据以上分析可以知道，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.,例1关于多普勒效应，下列说法中正确的是 A.发生多普勒效应时，波源频率发生了变化 B.要发
5、生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化 C.火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽 笛声音调变高 D.只有声波才能发生多普勒效应,解析发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化才能发生多普勒效应，故A错误，B正确； 根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，听到的声音音调变高，当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，听到的声音音调变低，故C错误； 所有波都能发生多普勒效应，故D错误.,学科素养例1这道题判断是不是发生了多普勒效应.首先确定波源与
6、观察者间距是否发生了变化.当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变.意在考查学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”学科素养.,针对训练(2017盐城高二检测)装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波.当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比 A.频率不变，波速变小B.波速不变，频率变小 C.频率不变，波速变大D.波速不变，频率变大,解析波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比波速
7、不变，根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正确，A、B、C错误.,二、波的反射和折射及应用,如图所示，当波从介质传播到两介质的交界面时，返回介质的波和进入介质的波的频率变化吗？波长变化吗？,导学探究,答案返回介质时波的频率和波长均不变，进入介质的波的频率不变，波速变化，由vf得，波长变化.,1.波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的. 2.波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变. 3.波长是由
8、频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由 可知波长变大；反之变小.,知识深化,例2图2中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等 C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等,图2,解析波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错； 波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由 得波长不同，故C错，D对.,例3某测量员利用回声测距，他
9、站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？,答案425 m,解析设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为sx， 第一次听到回声时，2xvt1 第二次听到回声时，2(sx)v(t1t) 其中t0.5 s，t11 s，代入数据得：s425 m.,回声测距的三种情况 1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为sv声 . 2.当
10、声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s(v声v) . 3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s(v声v) .,达标检测,1.(对多普勒效应的理解)(多选)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图3所示，下列判断正确的是 A.观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 Hz B.观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 Hz C.观察者接收到声源在C点发出声音的频
11、率等于600 Hz D.观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz,图3,1,2,3,4,2.(多普勒效应的应用)(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应 A.利用地球上接收到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波，波被运动的汽车反射回来， 根据接收到的频率发生的变化，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啸声判断飞行炮弹是接近还是远去,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(对波的现象的综合认识)下列物理现象：(1)在春天里一次闪电过后，有
12、时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波的 A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉 C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、折射、干涉、多普勒效应,解析在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应.,1,2,3,4,4.(波的反射和折射)一列声波在空气中的波长为0.2 m.当该声波从空气中以某一角度传入介质中时，波长变为0.6 m，如图4所示，若空气中的声速是340 m/s.求：,图4,(1)该声波在介质中传播时的频率；,答案1 700 Hz,1,2,3,4,解析声波在空气中传播时，由vf得：,由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质中传播时，频率为1 700 Hz.,1,2,3,4,(2)该声波在介质中传播的速度；,答案1 020 m/s,解析由vf得声波在介质中的传播速度为v22f0.61 700 m/s1 020 m/s.,(3)若声波垂直进入介质，经0.4 s返回空气，则介质的深度为多少？,答案204 m,
