《物理 第十二章 機(jī)械波 第5課時(shí) 多普勒效應(yīng) 惠更斯原理 新人教版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第十二章 機(jī)械波 第5課時(shí) 多普勒效應(yīng) 惠更斯原理 新人教版選修3-4（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第5課時(shí)多普勒效應(yīng)惠更斯原理課時(shí)多普勒效應(yīng)惠更斯原理研究選考研究選考把握考情把握考情知識(shí)內(nèi)容知識(shí)內(nèi)容多普勒效應(yīng)、惠更斯原理多普勒效應(yīng)、惠更斯原理考試要求考試要求加試加試b教學(xué)要求教學(xué)要求1.了解多普勒效應(yīng)了解多普勒效應(yīng)2.了解多普勒效應(yīng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用了解多普勒效應(yīng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用3.初步理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因初步理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因4.了解波面、波線的概念，知道惠更斯原理了解波面、波線的概念，知道惠更斯原理5.理解球面波與平面波的傳播特點(diǎn)理解球面波與平面波的傳播特點(diǎn)6.會(huì)用惠更斯原理解釋波的反射會(huì)用惠更斯原理解釋波的反射7.會(huì)用惠更斯原理解釋波的折射會(huì)用惠更斯原理解釋波的折射8.會(huì)用惠更斯原理分

2、析簡(jiǎn)單的問(wèn)題會(huì)用惠更斯原理分析簡(jiǎn)單的問(wèn)題說(shuō)明說(shuō)明1.不要求推導(dǎo)接收頻率與波源頻率的關(guān)系式不要求推導(dǎo)接收頻率與波源頻率的關(guān)系式2.不要求用惠更斯原理證明波的反射定律和波的折射定律不要求用惠更斯原理證明波的反射定律和波的折射定律 知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)一多普勒效應(yīng)基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理1.定義定義波源波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的的_都會(huì)都會(huì)發(fā)生變化，發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。波的頻率波的頻率2.成因成因(1)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，1 s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部或密部

3、)的數(shù)目的數(shù)目是是_的的，觀，觀察到的察到的頻率頻率_波源波源振動(dòng)的頻率。振動(dòng)的頻率。(2)當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，1 s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部或密部)的的數(shù)目數(shù)目_，觀察觀察到的到的頻率頻率_ ；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率頻率_ 。3.應(yīng)用應(yīng)用(1)測(cè)車輛速度；測(cè)車輛速度；(2)測(cè)星球速度；測(cè)星球速度；(3)測(cè)血流速度。測(cè)血流速度。一定一定等于等于增加增加增大增大變小變小1.多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光

4、波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。2.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率。發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率。3.當(dāng)聲源與觀察者相互接近時(shí)，當(dāng)聲源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者觀察者變大，音調(diào)變高。如圖變大，音調(diào)變高。如圖1甲中波源甲中波源S不動(dòng)，觀不動(dòng)，觀察者由察者由A向向B運(yùn)動(dòng)和圖乙中觀察者運(yùn)動(dòng)和圖乙中觀察者A不動(dòng)，波源由不動(dòng)，波源由S1向向S2運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。當(dāng)當(dāng)聲源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，聲源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，f觀察者觀察者變小，音調(diào)變低。如圖甲中波源變小，音調(diào)變低。如圖甲中波源S不動(dòng)，觀察不動(dòng)，觀察者由者由A向向C運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。要要 點(diǎn)

5、點(diǎn) 精精 講講圖圖1【例【例1】 下面說(shuō)法中正確的是下面說(shuō)法中正確的是()A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化C.多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D.多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的解析解析當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項(xiàng)當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，故選項(xiàng)C正確；發(fā)生多正確；發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到

6、的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒(méi)有改變，故選項(xiàng)普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒(méi)有改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確；此現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的，故選項(xiàng)正確；此現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的，故選項(xiàng)D正確。正確。答案答案BCD知識(shí)點(diǎn)二惠更斯原理知識(shí)點(diǎn)二惠更斯原理1.波面和波線波面和波線(1)波面：在波的傳播過(guò)程中，任一波面：在波的傳播過(guò)程中，任一時(shí)刻時(shí)刻_都都相同的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所組成的面。相同的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所組成的面。波面波面為球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如圖為球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如圖2所示。所示。基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理圖圖

7、2(2)波線：與波面垂直的那些線代表了波的傳播方向，叫做波線。波線：與波面垂直的那些線代表了波的傳播方向，叫做波線。振動(dòng)狀態(tài)振動(dòng)狀態(tài)2.惠更斯原理惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的的_，其后任意時(shí)刻，其后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向這些子波在波前進(jìn)方向的的_就是就是新的波面。新的波面。(2)應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)某個(gè)_的的位置，還知道波速，利用惠更斯原理位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻可以得到下一時(shí)刻這個(gè)這個(gè)_的的位置，從而確定波的傳播方向。位置，從而確定波的

8、傳播方向。波源波源包絡(luò)面包絡(luò)面波面波面波面波面要要 點(diǎn)點(diǎn) 精精 講講1.對(duì)惠更斯原理的理解對(duì)惠更斯原理的理解(1)惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源。子波波源的頻率與波惠更斯原理中，同一波面上的各點(diǎn)都可以看做子波的波源。子波波源的頻率與波源的頻率相等。源的頻率相等。(2)波線的指向表示波的傳播方向。波線的指向表示波的傳播方向。(3)在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直。在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直。(4)球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線。球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線。(5)利用惠更斯原理可以解釋

9、平面波和球面波的傳播、波的衍射、干涉和折射現(xiàn)象，利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的衍射、干涉和折射現(xiàn)象，但無(wú)法說(shuō)明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系。但無(wú)法說(shuō)明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系。2.對(duì)波的反射與折射的理解對(duì)波的反射與折射的理解(1)波的反射：反射波的波長(zhǎng)、波速、頻率跟入射波的相同。波的反射：反射波的波長(zhǎng)、波速、頻率跟入射波的相同。(2)波的折射：在波的折射中，波的頻率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。波的折射：在波的折射中，波的頻率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。(3)波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的原因是波在不同的介質(zhì)中的傳播速度不同。波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的原因是波在不同

10、的介質(zhì)中的傳播速度不同?！纠纠?】 關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于對(duì)惠更斯原理的理解，下列說(shuō)法正確的是()A.同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B.同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C.球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D.無(wú)論怎樣的波，波線始終和波面垂直無(wú)論怎樣的波，波線始終和波面垂直解析解析按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故按照惠更斯原理：波面是由任意時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同的點(diǎn)構(gòu)成的面，故A正確，正確，B錯(cuò)；由波面和波線的概念，不難判

11、定錯(cuò)；由波面和波線的概念，不難判定C、D正確。正確。答案答案ACD【例【例3】 在室內(nèi)講話的聲音比在室外空曠處講話的聲音要洪亮，是因?yàn)樵谑覂?nèi)講話的聲音比在室外空曠處講話的聲音要洪亮，是因?yàn)?)A.室內(nèi)空氣不流動(dòng)室內(nèi)空氣不流動(dòng) B. .室內(nèi)聲音多次反射室內(nèi)聲音多次反射C.室內(nèi)聲音發(fā)生折射室內(nèi)聲音發(fā)生折射 D. .室內(nèi)物體會(huì)吸附聲音室內(nèi)物體會(huì)吸附聲音解析解析在室內(nèi)聽(tīng)到的聲音洪亮是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)墻壁上經(jīng)過(guò)多次反射而得到加強(qiáng)。在室內(nèi)聽(tīng)到的聲音洪亮是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)墻壁上經(jīng)過(guò)多次反射而得到加強(qiáng)。答案答案 B1.下面描述沒(méi)有利用多普勒效應(yīng)的是下面描述沒(méi)有利用多普勒效應(yīng)的是()A.利用在地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)

12、出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的利用在地球上接收到遙遠(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)速率運(yùn)動(dòng)速率B.交通警察向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的超聲波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來(lái)，交通警察向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的超聲波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來(lái)，根據(jù)接收到的波的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理根據(jù)接收到的波的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理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可判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲可判斷飛行

13、的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去解析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)星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)星體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速率；被反射的超聲波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的超聲波，體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速率；被反射的超聲波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的超聲波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度；鐵路工人其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度；鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)做出判斷的；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)做出判斷的；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率

14、與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故只有選項(xiàng)人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故只有選項(xiàng)C不是利用多普勒效應(yīng)。不是利用多普勒效應(yīng)。答案答案C2.根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定發(fā)生變化當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定發(fā)生變化B.當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低C.當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻

15、率高D.當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低解析解析當(dāng)波源與觀察者的相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的當(dāng)波源與觀察者的相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的個(gè)數(shù)增多，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率高；當(dāng)二者的相對(duì)距離增大個(gè)數(shù)增多，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率高；當(dāng)二者的相對(duì)距離增大時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的個(gè)數(shù)減少，即觀察者接收到的頻率比波時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的個(gè)數(shù)減少，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率低。當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但

16、距離不變時(shí)源發(fā)出的頻率低。當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離不變時(shí)(如圓周運(yùn)動(dòng)如圓周運(yùn)動(dòng))，則不，則不會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的距離可能增錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的距離可能增大，也可能減小，也可能不變，選項(xiàng)大，也可能減小，也可能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離減小，故選項(xiàng)相對(duì)距離減小，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離增大，正確；當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離增大，選項(xiàng)選項(xiàng)D正確。正確。答案答案CD3.下列關(guān)于惠更斯原理的說(shuō)法正確的是

17、下列關(guān)于惠更斯原理的說(shuō)法正確的是()A.惠更斯原理能夠解釋波的反射和折射現(xiàn)象惠更斯原理能夠解釋波的反射和折射現(xiàn)象B.惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象C.介質(zhì)中任何一個(gè)波面的各點(diǎn)，都可以看成發(fā)射子波的波源介質(zhì)中任何一個(gè)波面的各點(diǎn)，都可以看成發(fā)射子波的波源D.惠更斯原理能夠解釋衍射現(xiàn)象與障礙物或孔的大小的關(guān)系惠更斯原理能夠解釋衍射現(xiàn)象與障礙物或孔的大小的關(guān)系解析解析惠更斯原理解釋了波的傳播相關(guān)的問(wèn)題，所以能夠解釋波的反射現(xiàn)象和折射惠更斯原理解釋了波的傳播相關(guān)的問(wèn)題，所以能夠解釋波的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，故現(xiàn)象，故A正確；同樣對(duì)波的衍射現(xiàn)象，惠更斯原理也可以解釋，但不能解釋

18、衍射正確；同樣對(duì)波的衍射現(xiàn)象，惠更斯原理也可以解釋，但不能解釋衍射現(xiàn)象與孔或障礙物大小的關(guān)系，故現(xiàn)象與孔或障礙物大小的關(guān)系，故B、C正確，正確，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案ABC4.如圖如圖3所示，所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A.2與與1的波長(zhǎng)、頻率相等的波長(zhǎng)、頻率相等 ，波速不等，波速不等 B.2與與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C.3與與1的波速、頻率、波長(zhǎng)相等的波速、頻率、波長(zhǎng)相等 D.3與與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等 解析解析反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速與入射波都應(yīng)該相等，故反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速與入射波都應(yīng)該相等，故A、B錯(cuò)誤；折射波的錯(cuò)誤；折射波的波長(zhǎng)、波速與入射波都不等，但頻率相等，故波長(zhǎng)、波速與入射波都不等，但頻率相等，故C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確。正確。答案答案 D圖圖3