2、7多普勒效應(yīng)學(xué)案人教版選修3-4

1、第七節(jié)多普勒效應(yīng)新知預(yù)習(xí)1由于_之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到_ 發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率 _ ，如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率_.2波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源 _ ，觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)_3鐵路工人可以通過(guò)火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)行方向和快慢，如果汽笛聲變得尖細(xì)，則火 車（填 靠近”或 遠(yuǎn)離”）工人；如果汽笛聲頻率變化加快，說(shuō)明火車在_ （填加速”或減速”）.典題熱題知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng)例 1 以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說(shuō)法中正確的是（）A. 有多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的振動(dòng)頻率發(fā)生變化B. 有多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的振動(dòng)頻率并沒(méi)有發(fā)生變化C.

2、多普勒效應(yīng)實(shí)際上是指波速相對(duì)介質(zhì)發(fā)生變化D. 人與波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察到的頻率一定發(fā)生變化解析：當(dāng)觀察者與聲源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（接近或遠(yuǎn)離），觀察者測(cè)得聲波頻率有變化，但波源的頻 率不變當(dāng)觀察者盡管有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離不變時(shí)，此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，B 選項(xiàng)正確.答案：B方法歸納若觀察者與聲源在一直線上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則必發(fā)生多普勒效應(yīng)若觀察者與聲源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不共線（如圓周運(yùn)動(dòng)）則就不一定發(fā)生多普勒效應(yīng) 例 2 下面哪些應(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(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)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(lái)時(shí)

3、，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(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)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(duì)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的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，D 選項(xiàng)正確答案：ABD誤區(qū)警示鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況，

4、這是根據(jù)火車與鐵軌發(fā)生的機(jī) 械振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)作出判斷，因?yàn)檫@時(shí)觀察者并不是根據(jù)聲音的頻率變化來(lái)判斷的，所以不是利用多普勒效應(yīng) 例 3 如圖 12-7-5 所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度w 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(guò)路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f,車速 V2 V1.甲聽到的笛聲的頻率為 fl,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依次為 _ 圖 12-7-5解析：由于 V2 W，所以汽車和甲的相對(duì)距離減小，甲聽到的頻率變大，即fi f。，由于乙靜止不動(dòng)，則汽車和乙的相對(duì)距離增大，

5、乙聽到的頻率變低，即f2 fo.由于司機(jī)和汽車相對(duì)靜止，所以司機(jī)聽到的頻率不變，即f3=fo.綜上所述，三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為fl、f3、f2.答案：fl、f3、f2方法歸納 多普勒效應(yīng)是指由于觀察者和波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn) 象.當(dāng)二者相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者接收到的頻率比波源頻率高，當(dāng)二者相對(duì)距離增大時(shí)， 觀察者接收到的頻率比波源頻率低.知識(shí)點(diǎn)二多普勒效應(yīng)的應(yīng)用例 4 公路巡警開車在高速公路上以100 km/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，如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那

6、輛轎車的車速（）A.高于 100 km/hB.低于 100 km/hC.等于 100 km/hD.無(wú)法確定解析：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(shuō)明轎車和巡警車在相互遠(yuǎn)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選項(xiàng)正確.答案：A方法歸納 當(dāng)波源與觀察者遠(yuǎn)離時(shí)，頻率變低；當(dāng)波源與觀察者靠近時(shí)，頻率變高例 5 如圖 12-7-6 所示，實(shí)線表示波峰， S 為波源，設(shè)波源頻率為 20Hz，且不運(yùn)動(dòng)，而觀察 者在 1 s內(nèi)由 B 運(yùn)動(dòng)到 A，觀察者接收到多少個(gè)完全波？設(shè)波速為 340 m/s,若要讓觀察者 完全接收不到波，那么，他的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)

7、該是多少？圖 12-7-6解析：（1）觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)，即接收到的頻率.如果觀察者不運(yùn)動(dòng)，在 1s 內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)是20 個(gè)，然而當(dāng)觀察者從 B 運(yùn)動(dòng)到 A 的過(guò)程中，所能接收到的完全波的個(gè)數(shù)正好比不運(yùn)動(dòng)時(shí)少1 個(gè)，即他只能接收到 19 個(gè)完全波.（2）要想讓觀察者完全接收不到波，他必須遠(yuǎn)離波并隨同所在的波峰一起運(yùn)動(dòng)，即觀察者的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)該是 340 m/s.答案：19340 m/s巧妙變式 如果觀察者在 1 s 內(nèi)由 A 運(yùn)動(dòng)到 B，觀察者接收到多少個(gè)完全波？答案：21辛Ix知識(shí)點(diǎn)三多普勒效應(yīng)的定量研究例 6 一警車上的警報(bào)器發(fā)射頻率f=1 000

8、Hz 的聲波，警車遠(yuǎn)離靜止的觀察者向一懸崖行駛，車速 v=10 m/s，已知聲音在空氣中的傳播速度為v聲=330 m/s，試問(wèn)：（1）觀察者直接從警報(bào)器聽到的聲音頻率是多大？（2 ）觀察者聽到從懸崖反射的聲音頻率是多大？解析：首先應(yīng)分清楚三個(gè)速度，即波的傳播速度、波源的速度、觀察者的速度，當(dāng)波源背離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于波長(zhǎng)變長(zhǎng)；觀察者聽到從懸崖反射回的聲音，相當(dāng)于有一聲源以速度v 靠近觀察者，此時(shí)波長(zhǎng)變短答案：（1）當(dāng)警車遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，其波長(zhǎng)增大vT，則單位時(shí)間通過(guò)觀察者的完全波的個(gè)數(shù)，即觀察者聽到的聲音頻率為, V聲330f = f=X1 000 Hz=970.6 Hz.v聲v330 10（2） 觀察者聽到從懸崖反射的聲音，等效于有一波源以速度 v 靠近靜止的觀察者所發(fā)聲音， 此時(shí)波長(zhǎng)減小 vT，所以觀