3.5 多普勒效应 课件(共27张PPT)-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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3.5 多普勒效应 课件(共27张PPT)-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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(共27张PPT)
仔细听,注意除音量大小以外声音还有什么变化
新课导入:
1.当火车、汽车、飞机疾驶而来的时候,你听到的音调怎么变化?
2.当火车、汽车、飞机疾驶而去的时候,你听到的音调怎么变化?
思考与讨论:
1.这种现象是奥地利物理学家多普勒在1842年最先发现的。
2.多普勒效应:当波源和观察者之间有相对运动时,使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应。
思考:为什么会出现这样的现象?如何解释?
多普勒效应:
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。
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。
v测=0
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。
观测者观察人数等于“过人频率”
多普勒效应成因模拟:
v测
v测
观测者观察人数大于“过人频率”
观测者观察人数小于“过人频率”
在模拟实验中,人不表示介质中的质点,只代表传播中的波峰或者波谷,于是“过人频率”就代表波的频率。
实验演示
观察波源运动时波长的变化特点
运动和频率的关系
波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系
波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率
波源静止 观察者朝着波源运动
波源静止 观察者远离波源运动
波源朝着观察者运动 观察者静止
波源远离观察者运动 观察者静止
等于
大于
大于
小于
小于
多普勒效应:
总之,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。
多普勒效应:
1.用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率
2.临床上应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊断系统
3.雷达测速仪
4.军事应用脉冲多普勒雷达,多谱勒导航仪等
多普勒效应的应用:
多普勒测速
多普勒效应的应用:
多普勒效应的应用:
军机机载雷达
采用脉冲多普勒工作模式
多普勒效应的应用:
军事应用: 脉冲多普勒雷达
三、应用
多普勒效应的应用:
天眼利用多普勒效应观察其他星系
多普勒彩超
三、应用
多普勒效应的应用:
多普勒效应
①定义:当波源和观察者之间有相对运动时,使观察者接收到的频率发生变化的现象。
②成因:如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者相互远离,观察者接收到的频率减小。
③应用:多普勒测速、彩超等。
【典例1】(多选)下列哪些现象属于多普勒效应(  )
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;驶离你而去时, 音调变低
D.大风中, 远处人的说话声时强时弱
【正确答案】BC
【典例2】(多选)下列哪些现象属于多普勒效应(  )
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
【正确答案】ABD
【典例3】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.高于100 km/h   B.低于100 km/h
C.等于100 km/h D.无法确定
【正确答案】A
【典例4】超声波是一种频率高于20000Hz的声波,波长很短,广泛应用于生活与生产实践.关于超声波及应用,下列说法中正确的是(  )
A.在同种介质中,超声波的速度大于次声波的速度
B.超声波的频率越高衍射本领越强
C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长,说明此时车正在靠近测速仪
D.“彩超”检查身体时,超声波迎着血液流动方向发射,仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
【正确答案】C
【典例5】单音源发生器装置在小车上,其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动,观察者甲静止于圆心处,测得频率为f1;图2中小车沿直线向左匀速运动,观察者乙、丙静止于该直线上,丙在乙的右侧,观察者乙测得频率为f2,观察者丙测得频率为f3,则(  )
A.
B.
C.
D.f1时而大于f0时而小于f0,
【正确答案】C
【典例6】如图所示,静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波,该超声波被迎面驶来的汽车b反射后,又被a接收到。则(  )
A.a接收到b的反射波频率等于f0
B.a的发射波与b的反射波相遇会发生干涉
C.反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关
D.a根据接收到的反射波的频率可确定b的速度
【正确答案】D
【典例7】(多选)如图甲所示,女同学站立不动吹口哨,一位小女孩坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于小女孩的感受的说法正确的是(  )
A.小女孩从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高
B.小女孩从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
C.小女孩在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变
D.小女孩在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低
【正确答案】AD
【典例8】(多选)如图所示,小球P一边贴着水面每秒振动5次,一边沿x轴正方向匀速移动。x=0处是它初始位置。图示为恰经10个周期时观察到的水面波。下列说法正确的是(  )
A.位于x轴正方向一侧的观测者,接收频率大于5Hz
B.位于x轴负方向一侧的观测者,接收频率大于5Hz
C.水面波的传播速度是0.2m/s,小球匀速移动的速度是0.1m/s
D.水面波的传播速度是0.4m/s,小球匀速移动的速度是0.2m/s
【正确答案】AC
1.下列选项与多普勒效应无关的是(  )
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.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
D.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
A
2.如图所示,将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形,下列说法正确的是(  )
A.振针在向右移动
B.振针在向左移动
C.在A处的观察者,接收到的水波频率不变
D.在A处的观察者,接收到的水波频率变大
A
3.如图所示,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
D
4.汽车无人驾驶技术已逐渐成热,最常用的是ACC自适应航控制,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去.其使用的传感器主要有毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波,再通过因波的时间差和多勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度.若该雷达发射的无线电就的频率为f,接收到的回波的频率为f′,则( )
A.当f=f′时,表明前车与无人车速度相同
B.当f=f′时,表明前车一定处于静止状态
C.当f′>f时,表明前车在加速行驶
D.当f′<f时,表明前车在减速行驶
A

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