【学霸笔记：同步精讲】21 第三章 5．多普勒效应 讲义--高中人教版物理选择性必修第一册

5．多普勒效应 [学习目标]　1．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。2．培养利用控制变量法探究问题的能力。 3．了解多普勒效应在实际生活中的应用。 [教用·问题初探]———通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会如何变化？ 问题2　如果用竹杆拴着蜂鸣器运动，可能会有什么现象发生？ 　多普勒效应 【链接教材】　如人教版教材P79图3.5-1所示：将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听一听它发出的声音。请一位同学用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速转动。 问题1　在几米外听到蜂鸣器的音调有何不同？ 提示：听到的蜂鸣器的音调忽高忽低。 问题2　实际上蜂鸣器的音调会变化吗？ 提示：实际上蜂鸣器的音调不会变化。 问题3　听到的音调发生变化的原因是什么？ 提示：蜂鸣器与观察者之间的相对位置变化，观察者听到的频率发生变化。 【知识梳理】　 1．定义：波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应。 2．产生原因 (1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率变大。 (2)波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观察者观测到的频率变小。 提醒：无论波源与观察者间是否有相对运动，是否发生多普勒效应，波源发出的波的频率不变，改变的仅是接收的波的频率。 【思考讨论】 问题　只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，这种说法对吗？为什么？ 提示：不对，如果观察者绕着波源做圆周运动，虽然两者间发生了相对运动，但观察者接收的频率与波源发出的频率依然相等，并未发生多普勒效应。 【知识归纳】　 1．多普勒效应的成因：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。 2．相对位置变化与频率的关系(规律) 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止，如图所示 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示 f波源＜f观察者，音调变高 【典例1】　(多普勒效应问题分析)如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。 (1)该图表示的是(　　) A．干涉现象 B．衍射现象 C．反射现象 D．多普勒效应 (2)波源正在移向(　　) A．A点　　 B．B点 C．C点 　 D．D点 (3)观察到的波的频率最低的点是(　　) A．A点 　 B．B点 C．C点 　 D．D点 思路点拨：本题主要是对多普勒效应的分析，判断问题时必须明确以下几点：(1)常见的波动现象有哪些；(2)怎样根据波形判断波源的移动方向；(3)波源的移动对观察到的波的频率有何影响。 [解析]　(1)由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，即D选项正确。 (2)由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点，即A选项正确。 (3)由于波源远离B点，由题图分析可知在B点观察到的波的频率最低，即B选项正确。 [答案]　(1)D　(2)A　(3)B 　多普勒效应的判断方法 (1)确定研究对象(波源与观察者)。 (2)确定波源与观察者是否有相对运动，若有相对运动，则发生多普勒效应；否则不发生。 (3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率均不变。 【典例2】　(由多普勒效应判断频率变化)春节假期，小明坐在沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客 ... ...