多普勒效應(yīng)新人教（2019版）選擇性必修11.通過觀察生活中的現(xiàn)象，知道什么是多普勒效應(yīng)，理解多普勒效應(yīng)的形成原因(重難點)。2.了解多普勒效應(yīng)在生活中的應(yīng)用，會用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象(重點)。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)象：當(dāng)火車向你駛來時，感覺音調(diào)變高；當(dāng)火車離你遠去時，感覺音調(diào)變低。（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）．即：當(dāng)波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者會感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫多普勒效應(yīng).一、多普勒效應(yīng)1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時就注意到了上面描述的現(xiàn)象。單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)與實際通過的人數(shù)相同。單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變多。單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變少。模擬實驗：一、多普勒效應(yīng)設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為fˊ。1.當(dāng)波源和觀察者相對靜止時多普勒效應(yīng)的解釋:一、多普勒效應(yīng)SA2.波源和觀察者之間有相對運動時(1)觀察者朝波源運動時BAS(2)觀察者遠離波源運動時BAS一、多普勒效應(yīng)3.觀察者不動(1)波源向著觀察者運動時(2)波源遠離觀察者運動時一、多普勒效應(yīng)運動和頻率的關(guān)系波源的運動情況觀察者運動情況頻率的關(guān)系波源靜止觀察者靜止觀察者接收頻率波源的頻率波源靜止觀察者朝著波源運動波源靜止觀察者遠離波源運動波源朝著觀察者運動觀察者靜止波源遠離觀察者運動觀察者靜止等于大于大于小于小于一、多普勒效應(yīng)情境探究1：兩列高速列車在同一軌道上，列車A和列車B均靜止，列車A發(fā)出一鳴笛聲，若持續(xù)時間為t=2s，空氣中的聲速為v=340m/s，則列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為多少?一、多普勒效應(yīng)【解析】聲音的傳播速度取決于介質(zhì)，鳴笛聲持續(xù)2s的時間，則在空氣中聲音傳播的總長度為s=vt=340m/s×2s=680m聲音完全經(jīng)過列車B上的乘客所需的時間即為列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為【解析】鳴笛聲持續(xù)2s的時間內(nèi)，聲波最前端向右運動的路程為s1=v1t=680m列車A相對列車B運動的路程為s2=v2t=85m/s×2s=170m則在空氣中聲音的總長度為s=s1-s2=680m-170m=510m聲音完全經(jīng)過列車B上的乘客所需的時間即為列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為情境探究2：兩列高速列車在同一軌道上，列車B靜止，列車A以v2=85m/s的速度駛向列車B，列車A發(fā)出一鳴笛聲，若持續(xù)時間為t=2s，空氣中的聲速為v1=340m/s，則列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為多少?一、多普勒效應(yīng)情境探究3：兩列高速列車在同一軌道上，列車B靜止，列車A以v2=85m/s的速度駛離B車，列車A發(fā)出一鳴笛聲，持續(xù)時間為t=2s，空氣中的聲速為v=340m/s，則列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為多少?一、多普勒效應(yīng)【解析】聲音的傳播速度取決于介質(zhì)，鳴笛聲持續(xù)2s的時間，聲音最前端向右運動的路程為s1=v1t=680m列車A相對列車B運動的路程為s2=v2t=85m/s×2s=170m則在空氣中聲音的總長度為s=s1+s2=680m+170m=850m聲音完全經(jīng)過列車B上的乘客所需的時間即為列車B上的乘客聽到鳴笛聲持續(xù)的時間為一、多普勒效應(yīng)規(guī)律：1.時間t=t'時，乘客和聲源相對靜止。聲源發(fā)出的聲音與乘客聽到的聲音完全相同，聲音沒有被拉長也沒有被壓縮，也就是聲音的頻率也完全相同。2.時間t<t'時，乘客和聲源在逐漸遠離。乘客聽到的聲音相當(dāng)于被拉長了，相同的振動次數(shù)用了更長的時間，振動變慢了，頻率降低了。3.時間t>t'時，乘客和聲源在逐漸靠近。乘客聽到的聲音相當(dāng)于被壓縮了，相同的振動次數(shù)用了更短的時間，振動變快了，頻率升高了。總之，當(dāng)波源與觀察者有相對運動時：(1)如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；(2)如果二者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小。一、多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用二多普勒頸腦血液測速儀醫(yī)療應(yīng)用利用超聲多普勒技術(shù)和超聲回波原理，同時進行采集血流運動、組織運動信息和人體器官組織成像的設(shè)備。多普勒彩超1.利用多普勒測速儀測速交通警察向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的_____，根據(jù)反射波

變化的多少就能知道車輛的速度。2.利用超聲波測血流速度醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，測出被血管中的血流反射后的波的

變化，就可知道血流的

。3.利用光波的頻率變化，計算星球靠近或遠離我們的

。頻率頻率頻率速度速度多普勒天氣雷達應(yīng)用:多普勒水流測速儀應(yīng)用:美國AH-64“阿帕奇”直升機

多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)法國幻影2000戰(zhàn)斗機拓展紅移現(xiàn)象測量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率對照，可測得星球靠近或遠離地球的速度。若星球遠離我們運動，接收到的光波的頻率變小，譜線就向頻率小的紅端移動，這種現(xiàn)象稱為紅移現(xiàn)象。

(多選)目前，多普勒效應(yīng)已在科學(xué)研究、工程技術(shù)和醫(yī)療診斷等各方面有著十分廣泛應(yīng)用。關(guān)于多普勒效應(yīng)下列說法正確的是A.有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的“尖叫”聲就能判斷飛行的炮彈是接近還是遠去B.醫(yī)院檢查身體血液流動速度的“彩超”運用了多普勒效應(yīng)原理C.某一遙遠星球離地球遠去，那么地球上接收到該星球發(fā)出光的波長要變小D.高速公路上的測速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測速的例3√√√利用聲波的多普勒效應(yīng)，有經(jīng)驗的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時的“尖叫”聲判斷炮彈的飛行方向，A正確；醫(yī)院檢查身體的“彩超”是通過測出反射波的頻率變化來確定血流的速度，其運用了多普勒效應(yīng)原理，B正確；某一遙遠星球離地球遠去，根據(jù)多普勒效應(yīng)，從地球上接收到該星球發(fā)出光的頻率減小，則波長變長，C錯誤；根據(jù)物體遠離或靠近聲源，接收到的頻率的變化能夠測出物體運動的速度大小，即高速公路上的測速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測速的，D正確。無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，某巡航控制系統(tǒng)可以控制無人車在前車減速時自動減速、前車加速時自動加速。汽車使用的傳感器會發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，通過多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測量目標(biāo)的相對距離和相對速度。若該傳感器發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則A.當(dāng)f′＝f時，表明前車一定做勻速直線運動B.當(dāng)f′＝f時，表明前車一定處于靜止?fàn)顟B(tài)C.當(dāng)f′>f時，表明無人車需要相對前車減速行駛D.當(dāng)f′<f時，表明無人車需要相對前車減速行駛例４√由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)f′＝f時，表明前車與無人車的距離保持不變，即前車與無人車保持相對靜止，可能勻速，可能靜止，也可能是變速，故A、B錯誤；由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)f′>f時，接收到的頻率增大，兩車距離減小，無人車需要相對前車減速行駛，故C正確；由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)f′<f時，接收到的頻率減小，兩車距離增大，無人車需要相對前車加速行駛，故D錯誤。返回課時對點練三考點一多普勒效應(yīng)的理解1.(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是A.只要聲源在運動，就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B.如果聲源靜止，就觀察不到多普勒效應(yīng)C.當(dāng)聲源朝靠近觀察者的方向運動時，聲源的頻率不變D.當(dāng)聲源朝遠離觀察者的方向運動時，觀察者接收到的頻率變小√√若聲源和觀察者均運動，且兩者間相對靜止，就不能觀察到多普勒效應(yīng)，故A錯誤；當(dāng)聲源靜止，觀察者靠近或遠離聲源時也能觀察到多普勒效應(yīng)，故B錯誤；當(dāng)聲源朝靠近觀察者的方向運動時，兩者間距變小，根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，但聲源的頻率不變，故C正確；當(dāng)聲源朝遠離觀察者的方向運動時，兩者間距變大，根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，故D正確。2.頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動。以u表示聲源的速度，v表示聲波的速度(u＜v)，f表示接收器接收到的頻率。若u增大，則A.f增大，v增大 B.f增大，v不變C.f不變，v增大 D.f減小，v不變√由于聲波的速度只由介質(zhì)決定，故v不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源接近接收器時接收到的頻率f增大，故B項正確。3.(多選)(2023·上海市浦東新區(qū)高二期末)如圖所示是產(chǎn)生機械波的波源O做勻速運動的情況，圖中的圓表示波峰。下列說法中正確的是A.該圖表示的是多普勒效應(yīng)B.此時波源正在向A觀測者靠近C.C、D兩位觀測者此時接收到的頻率和波源發(fā)出的頻率相等D.B觀測者此時接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率√√√該圖表示由波源移動而引起的多普勒效應(yīng)，故A正確；由圖可知，觀測者A在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)最多，說明波源向A觀測者靠近，故B正確；波源與C、D觀測者間的距離不斷增大，故接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故C錯誤；波源與B觀測者間的距離不斷增大，故B觀測者接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故D正確。考點二多普勒效應(yīng)的應(yīng)用4.下列現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)解釋的是A.雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B.微風(fēng)激起的水波遇到蘆葦?shù)燃毿≌系K物，會繼續(xù)傳播C.當(dāng)車從你身邊疾馳而過時，聽到的鳴笛音調(diào)會由高變低D.把耳朵貼在墻壁上，能夠聽到隔壁房間的說話聲√雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲，是因為光的速度大于聲音的傳播速度，A錯誤；微風(fēng)激起的水波遇到蘆葦?shù)燃毿≌系K物，會繼續(xù)傳播，這是波的衍射現(xiàn)象，B錯誤；當(dāng)車從你身邊疾馳而過時，聽到的鳴笛音調(diào)會由高變低，是因為車與觀察者之間的距離發(fā)生變化引起的，這屬于多普勒效應(yīng)，C正確；把耳朵貼在墻壁上，能夠聽到隔壁房間的說話聲，說明聲音可以在固體中傳播，D錯誤。5.下列技術(shù)應(yīng)用涉及多普勒效應(yīng)的是A.雷達定位B.利用“共鳴箱”來使聲音增強C.醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速D.用超聲波檢測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡√雷達定位是利用了電磁波的反射原理，選項A錯誤；共鳴箱利用的是共振的原理，選項B錯誤；醫(yī)生利用超聲波反射波頻率變化探測病人血管中血液的流速，是利用了聲波的多普勒效應(yīng)，選項C正確；用超聲波檢測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡，是利用了超聲波的穿透能力強，選項D錯誤。6.科學(xué)上利用多普勒效應(yīng)測量太空中星球相對地球的運動速度。某恒星與地球正相互遠離，則A.恒星發(fā)出光的頻率增大B.恒星發(fā)出光的波長增大C.地球接收光的光速減小D.地球接收光的頻率減小√恒星發(fā)出光的頻率不變，波長不變，故A、B錯誤；地球接收光的光速不變，故C錯誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，地球接收光的頻率減小，故D正確。7.蝙蝠在洞穴中飛來飛去時，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效。這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，且每秒連續(xù)發(fā)射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平滑的墻壁飛撲的過程，下列判斷中正確的是A.墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39000Hz√由于蝙蝠和墻壁發(fā)生相對運動，且相互靠近，因此墻壁接收到的頻率f1大于39000Hz，頻率為f1的波經(jīng)墻壁反射后，與蝙蝠相互靠近，因此蝙蝠接收到反射波的頻率f2＞f1，C選項正確。8.在t＝0時刻，兩輛汽車甲、乙到十字路口O處的距離分別為x甲和x乙。兩車分別以速率v甲和v乙沿水平的、相互正交的公路勻速前進，如圖所示。汽車甲持續(xù)地以固定的頻率f0鳴笛，則在任意時刻汽車乙的司機所檢測到的笛聲頻率將如何變化(已知聲速為u，且有u>v甲，u>v乙)A.當(dāng)兩車均向O運動(在到達O之前)時，乙司機接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低B.當(dāng)兩車均向O運動(在到達O之前)時，乙司機接收到的頻率可能等于波源發(fā)出的頻率C.當(dāng)兩車均向遠離O的方向運動時，乙司機接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低D.當(dāng)兩車均向遠離O的方向運動時，乙司機接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高√根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)兩車均向O運動(在到達O之前)時，乙司機接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高；當(dāng)兩車均向遠離O的方向運動時，乙司機接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低，故A、B、D錯誤，C正確。9.如圖所示，靜止的雷達測速儀a發(fā)射頻率為f0的超聲波，該超聲波被迎面駛來的汽車b反射后，又被a接收到。則A.測速儀a的發(fā)射波與汽車b的反射波相遇會發(fā)生干涉B.汽車b接收到的超聲波頻率大于f0C.測速儀a接收到汽車b的反射波頻率小于f0D.反射波在空氣中的傳播速度與b運動速度有關(guān)√由多普勒效應(yīng)可知，汽車b的反射波的頻率大于f0，所以測速儀a的發(fā)射波與汽車b的反射波相遇不會發(fā)生干涉，故A錯誤；由多普勒效應(yīng)可知汽車b接收到的超聲波頻率大于f0，故B正確；由多普勒效應(yīng)可知，a、b相互靠近，測速儀a接收到汽車b的反射波頻率大于f0，故C錯誤；同一介質(zhì)中波的傳播速度相等，故D錯誤。10.輪船在進港途中與港口間的距離隨時間變化規(guī)律如圖所示，則在港口所測到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是下列選項圖中的√輪船勻速靠近港口的過程中，測到的頻率不隨時間變化，但速度大時，頻率大，由x－t圖像可知，輪船靠近港口時三段時間內(nèi)的速度關(guān)系為v1＞v3＞v2，可知f1＞f3＞f2，