2、7多普勒效应学案人教版选修3-4

1、第七节多普勒效应新知预习1由于_之间有相对运动，使观察者感到_ 发生变化的现象叫做多普勒效应，如果二者相互接近，观察者接收到的频率 _ ，如果二者远离，观察者接收到的频率_.2波源的频率等于单位时间内波源 _ ，观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内_3铁路工人可以通过火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢，如果汽笛声变得尖细，则火 车（填 靠近”或 远离”）工人；如果汽笛声频率变化加快，说明火车在_ （填加速”或减速”）.典题热题知识点一多普勒效应例 1 以下关于多普勒效应的说法中正确的是（）A. 有多普勒效应时，波源的振动频率发生变化B. 有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化C.

2、多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D. 人与波源有相对运动时，观察到的频率一定发生变化解析：当观察者与声源有相对运动（接近或远离），观察者测得声波频率有变化，但波源的频 率不变当观察者尽管有相对运动，但距离不变时，此时不会出现多普勒效应，B 选项正确.答案：B方法归纳若观察者与声源在一直线上发生相对运动，则必发生多普勒效应若观察者与声源的相对运动不共线（如圆周运动）则就不一定发生多普勒效应 例 2 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电磁波，波被运动的汽车反射回来时

3、，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以便于交通管理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判断飞行炮弹是接近还是远去解析：凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地 球的运动速度，A 选项正确被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频 率发生变化，由多普勒效应可求出运动物体的速度，B 选项正确铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断，C 选项错误炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，D 选项正确答案：ABD误区警示铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况，

4、这是根据火车与铁轨发生的机 械振动的强弱而对列车的运动作出判断，因为这时观察者并不是根据声音的频率变化来判断的，所以不是利用多普勒效应 例 3 如图 12-7-5 所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度w 向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度V2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f,车速 V2 V1.甲听到的笛声的频率为 fl,乙听到的笛声的频率为 f2,司机自己听到的笛声的频率 为 f3,则此三人听到笛声的频率由高至低依次为 _ 图 12-7-5解析：由于 V2 W，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即fi f。，由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，

5、乙听到的频率变低，即f2 fo.由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3=fo.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为fl、f3、f2.答案：fl、f3、f2方法归纳 多普勒效应是指由于观察者和波源之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现 象.当二者相对距离减小时，观察者接收到的频率比波源频率高，当二者相对距离增大时， 观察者接收到的频率比波源频率低.知识点二多普勒效应的应用例 4 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

6、辆轿车的车速（）A.高于 100 km/hB.低于 100 km/hC.等于 100 km/hD.无法确定解析：由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离， 而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大，故 A选项正确.答案：A方法归纳 当波源与观察者远离时，频率变低；当波源与观察者靠近时，频率变高例 5 如图 12-7-6 所示，实线表示波峰， S 为波源，设波源频率为 20Hz，且不运动，而观察 者在 1 s内由 B 运动到 A，观察者接收到多少个完全波？设波速为 340 m/s,若要让观察者 完全接收不到波，那么，他的运动速度应

7、该是多少？图 12-7-6解析：（1）观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，即接收到的频率.如果观察者不运动，在 1s 内，观察者接收到的完全波的个数应当是20 个，然而当观察者从 B 运动到 A 的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1 个，即他只能接收到 19 个完全波.（2）要想让观察者完全接收不到波，他必须远离波并随同所在的波峰一起运动，即观察者的运动速度应该是 340 m/s.答案：19340 m/s巧妙变式 如果观察者在 1 s 内由 A 运动到 B，观察者接收到多少个完全波？答案：21辛Ix知识点三多普勒效应的定量研究例 6 一警车上的警报器发射频率f=1 000

8、Hz 的声波，警车远离静止的观察者向一悬崖行驶，车速 v=10 m/s，已知声音在空气中的传播速度为v声=330 m/s，试问：（1）观察者直接从警报器听到的声音频率是多大？（2 ）观察者听到从悬崖反射的声音频率是多大？解析：首先应分清楚三个速度，即波的传播速度、波源的速度、观察者的速度，当波源背离观察者运动时，相当于波长变长；观察者听到从悬崖反射回的声音，相当于有一声源以速度v 靠近观察者，此时波长变短答案：（1）当警车远离观察者时，其波长增大vT，则单位时间通过观察者的完全波的个数，即观察者听到的声音频率为, V声330f = f=X1 000 Hz=970.6 Hz.v声v330 10（2） 观察者听到从悬崖反射的声音，等效于有一波源以速度 v 靠近静止的观察者所发声音， 此时波长减小 vT，所以观