《高考物理 核心要點突破系列 第10章第八節(jié)《駐波》《多普勒效應》《次聲波和超聲波》課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理 核心要點突破系列 第10章第八節(jié)《駐波》《多普勒效應》《次聲波和超聲波》課件 新人教版選修34（31頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第六節(jié)駐波第六節(jié)駐波(略略)第七節(jié)多普勒效應第七節(jié)多普勒效應第八節(jié)次聲波和超聲波第八節(jié)次聲波和超聲波學習目標：學習目標：1.知道波源的頻率與觀察者接收到的知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別頻率的區(qū)別2知道什么是多普勒效應，了解多普勒效應的知道什么是多普勒效應，了解多普勒效應的一些應用一些應用3知道什么是次聲波，什么是超聲波及次聲波知道什么是次聲波，什么是超聲波及次聲波和超聲波的一些特性和應用和超聲波的一些特性和應用4根據聲波的特性對實際問題進行分析根據聲波的特性對實際問題進行分析重點難點：重點難點：1.重點：多普勒效應及產生原因、次重點：多普勒效應及產生原因、次聲波、超聲波的應用聲波、超
2、聲波的應用2難點：多普勒效應的應用難點：多普勒效應的應用學法指導：從觀察者接收完全波的個數的角度理學法指導：從觀察者接收完全波的個數的角度理解和體會解和體會“相對運動相對運動”對接收頻率的影響對接收頻率的影響目標概覽目標概覽課堂互動講練課堂互動講練隨堂達標自測隨堂達標自測課時活頁訓練課時活頁訓練第第八八節(jié)節(jié)次次聲聲波波和和超超聲聲波波基礎知識梳理基礎知識梳理核心要點突破核心要點突破一、多普勒效應一、多普勒效應1現(xiàn)象：當火車向你駛來時，感覺音調現(xiàn)象：當火車向你駛來時，感覺音調_；當火車離你遠去時，感覺音調當火車離你遠去時，感覺音調_ (音調由頻音調由頻率決定，頻率高音調高；頻率低音調低率決定，頻
3、率高音調高；頻率低音調低)2多普勒效應：由于波源和觀察者之間有多普勒效應：由于波源和觀察者之間有_，使觀察者感到，使觀察者感到_的現(xiàn)象叫做多普勒效應它是奧地利物理學家多的現(xiàn)象叫做多普勒效應它是奧地利物理學家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的普勒首先發(fā)現(xiàn)的3多普勒效應的成因：聲源完成一次全振動，向多普勒效應的成因：聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成基礎知識梳理基礎知識梳理升高升高降低降低相對運動相對運動頻率發(fā)生變化頻率發(fā)生變化_的次數，因此波源的頻率等于單位時間的次數，因此波源的頻率等于單位時間內波源向外發(fā)出完整波的個數，而觀察者聽到的內波源
4、向外發(fā)出完整波的個數，而觀察者聽到的聲音的音調，是由觀察者接收到的頻率，即單位聲音的音調，是由觀察者接收到的頻率，即單位時間內觀察者接收到的完整波的個數決定的時間內觀察者接收到的完整波的個數決定的.多多普勒效應是波動過程共有的特征，不僅機械波，普勒效應是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應全振動全振動( (1) )多普勒效應是指波源頻率的改變嗎？波的速多普勒效應是指波源頻率的改變嗎？波的速度改變嗎度改變嗎？( (2) )觀察者繞著靜止的波源做圓周運觀察者繞著靜止的波源做圓周運動，能出現(xiàn)多普勒效應現(xiàn)象嗎動，能出現(xiàn)多普勒效應現(xiàn)象嗎？思考思考【
5、思考思考提示提示】(1)多普勒效應不是波源頻多普勒效應不是波源頻率改變，也不是波速改變，是波源和觀察者率改變，也不是波速改變，是波源和觀察者發(fā)生相對運動發(fā)生相對運動(2)不會不會二、多普勒效應的應用二、多普勒效應的應用1根據汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，以根據汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等2紅移現(xiàn)象：在紅移現(xiàn)象：在20世紀初，科學家們發(fā)現(xiàn)許多世紀初，科學家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有星系的譜線有“紅移現(xiàn)象紅移現(xiàn)象”所謂所謂“紅移現(xiàn)象紅移現(xiàn)象”，就是整個光譜結構向光譜紅色的一端偏移，這種就是整個光譜結構向光譜紅色的一端偏移，
6、這種現(xiàn)象可以用多普勒效應加以解釋：由于星系遠離現(xiàn)象可以用多普勒效應加以解釋：由于星系遠離我們運動，接收到的星光的頻率變小，譜線就向我們運動，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變小頻率變小(即波長變大即波長變大)的紅端移動，科學家從的紅端移動，科學家從“紅移紅移”的大小還可以算出這種遠離運動速的大小還可以算出這種遠離運動速度這種現(xiàn)象是證明宇宙在膨脹的一個有力證度這種現(xiàn)象是證明宇宙在膨脹的一個有力證據據3人耳能聽到的聲波的頻率范圍大致在人耳能聽到的聲波的頻率范圍大致在_ Hz到到_ Hz之間之間三、次聲波和超聲波三、次聲波和超聲波1次聲波：次聲波：_的聲波稱為次聲波的聲波稱為次聲波2超聲波：超聲
7、波：_的聲波稱為的聲波稱為超聲波超聲波四、次聲波和超聲波的應用四、次聲波和超聲波的應用1次聲波的波長次聲波的波長_，傳播距離，傳播距離_，地震、臺風、核爆炸、火箭起飛、導彈發(fā)射等地震、臺風、核爆炸、火箭起飛、導彈發(fā)射等都產生次聲波，因此利用次聲波可以對以上情都產生次聲波，因此利用次聲波可以對以上情況作出預報況作出預報2020000頻率低于頻率低于20Hz頻率高于頻率高于20000Hz較長較長較遠較遠2超聲波波長超聲波波長_，直線傳播性好，可以定，直線傳播性好，可以定向發(fā)射用來確定潛艇、魚群的位置或海水深度向發(fā)射用來確定潛艇、魚群的位置或海水深度3超聲波的穿透能力超聲波的穿透能力_，能透過幾米厚
8、的，能透過幾米厚的金屬，可以用超聲波進行探傷金屬，可以用超聲波進行探傷4超聲波在液體中傳播時，可使液體內部產生超聲波在液體中傳播時，可使液體內部產生相當大的相當大的_，進行表面清洗，進行表面清洗，“超聲超聲加濕器加濕器”就是利用了超聲波就是利用了超聲波5“B超超”是超聲波在醫(yī)學上的一個重要應是超聲波在醫(yī)學上的一個重要應用用所謂所謂“B超超”，就是，就是“超聲波超聲波B型顯示切面成型顯示切面成像方法像方法”的簡稱，它利用的是超聲波的的簡稱，它利用的是超聲波的_較短較短很強很強液壓沖擊液壓沖擊反射反射核心要點突破核心要點突破一、對多普勒效應的理解一、對多普勒效應的理解波源的頻率等于單位時間內波源發(fā)
9、出的完全波的波源的頻率等于單位時間內波源發(fā)出的完全波的個數；觀察者接收到的頻率就是觀察者在單位時個數；觀察者接收到的頻率就是觀察者在單位時間內接收到的完全波的個數間內接收到的完全波的個數1波源和觀察者相對于介質都靜止波源和觀察者相對于介質都靜止圖圖1061單位時間內波源發(fā)出幾個完全波，觀察者在單位時間內波源發(fā)出幾個完全波，觀察者在單位時間內就接收到幾個完全波，如圖單位時間內就接收到幾個完全波，如圖1061所示，即觀察者接收到的頻率等于波源的所示，即觀察者接收到的頻率等于波源的頻率頻率圖圖1063因波的傳播速度與波源的運動無關，而波源因波的傳播速度與波源的運動無關，而波源S每發(fā)出一個波后向右移動
10、了每發(fā)出一個波后向右移動了v2T，如圖，如圖1063所示，所以對觀察者來說，相當于波長縮所示，所以對觀察者來說，相當于波長縮短了短了v2T，即，即v2T，在，在t時間內，通過時間內，通過R向右傳播的距離仍為向右傳播的距離仍為vt，則觀察者在單位時，則觀察者在單位時間內感覺到的頻率為：間內感覺到的頻率為：特別提醒特別提醒如果告訴圖形時，判定波源的運動方向，可直如果告訴圖形時，判定波源的運動方向，可直接根據波形的疏密情況判定，即波源向密集方接根據波形的疏密情況判定，即波源向密集方向運動向運動二、次聲波及應用二、次聲波及應用人耳能聽到的聲波的頻率范圍在人耳能聽到的聲波的頻率范圍在20 Hz到到200
11、00 Hz之間，低于之間，低于20 Hz的聲波叫次聲波，的聲波叫次聲波，超過超過20000 Hz的聲波叫超聲波地震、臺風、的聲波叫超聲波地震、臺風、火山、核爆炸、海嘯、火箭起飛等都產生次火山、核爆炸、海嘯、火箭起飛等都產生次聲波，次聲波在空氣中傳播的波長超過聲波，次聲波在空氣中傳播的波長超過17 m，很容易產生明顯的衍射現(xiàn)象，所以傳播距離很容易產生明顯的衍射現(xiàn)象，所以傳播距離遠且衰減很慢，所以利用次聲波可以預報自遠且衰減很慢，所以利用次聲波可以預報自然災害性事件，對大氣電離層擾動的規(guī)律進然災害性事件，對大氣電離層擾動的規(guī)律進行研究次聲武器是次聲波在軍事上的重要行研究次聲武器是次聲波在軍事上的重
12、要應用，次聲武器是能發(fā)出應用，次聲武器是能發(fā)出20 Hz以下的次聲波以下的次聲波的裝置的裝置在空中它能以在空中它能以1200 km/h的速度傳播，在水中能以的速度傳播，在水中能以6000 km/h速度傳播，能穿透速度傳播，能穿透1.5 m厚的混凝土，厚的混凝土，當次聲波和人體器官固有頻率相近時而引起共振，當次聲波和人體器官固有頻率相近時而引起共振，導致器官變形、移位甚至破裂，以達到殺傷目的導致器官變形、移位甚至破裂，以達到殺傷目的三、超聲波的特點及應用三、超聲波的特點及應用1利用超聲波不易衍射的特點，可以定向發(fā)利用超聲波不易衍射的特點，可以定向發(fā)射超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波射超聲
13、波在水中傳播的距離要比光波和無線電波遠得多聲吶就是根據這一特點制成的裝置這種遠得多聲吶就是根據這一特點制成的裝置這種裝置能發(fā)射和接受短促的脈沖信號，來確定魚群、裝置能發(fā)射和接受短促的脈沖信號，來確定魚群、潛艇的位置和速度潛艇的位置和速度2利用超聲波穿透能力強的特點，用來檢查利用超聲波穿透能力強的特點，用來檢查金屬內部的缺陷金屬內部的缺陷3利用超聲波可以使液體內部產生強大的沖利用超聲波可以使液體內部產生強大的沖擊力，制出了超聲加濕器和超聲洗牙裝擊力，制出了超聲加濕器和超聲洗牙裝置醫(yī)生常用置醫(yī)生常用“B超超”就是就是“超聲波超聲波B型顯示型顯示切面成像法切面成像法”的簡稱，診斷人體內部器官是的簡稱
14、，診斷人體內部器官是否異常另外蝙蝠、海豚都有一套完善的超否異常另外蝙蝠、海豚都有一套完善的超聲波發(fā)射和接受系統(tǒng)，人類通過對它們的研聲波發(fā)射和接受系統(tǒng)，人類通過對它們的研究制造出了更好的新型儀器究制造出了更好的新型儀器課堂互動講練課堂互動講練對多普勒效應的理解對多普勒效應的理解 關于多普勒效應，以下說法中正確的是關于多普勒效應，以下說法中正確的是()A發(fā)生多普勒效應時，波源的頻率發(fā)生了變化發(fā)生多普勒效應時，波源的頻率發(fā)生了變化B發(fā)生多普勒效應時，觀察者接收到的頻率發(fā)生發(fā)生多普勒效應時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化了變化C多普勒效應是在波源與觀察者之間有相對運動多普勒效應是在波源與觀察者之間有相對
15、運動時產生的時產生的D只有聲波才能產生多普勒效應只有聲波才能產生多普勒效應【解析解析】由于波源的頻率只與波源本身在單由于波源的頻率只與波源本身在單位時間內完成的全振動的次數有關，而與波源位時間內完成的全振動的次數有關，而與波源是否運動或觀察者是否運動的情況均無關系，是否運動或觀察者是否運動的情況均無關系，故故A選項不正確；當發(fā)生多普勒效應時，由于選項不正確；當發(fā)生多普勒效應時，由于觀察者與波源的相對位置發(fā)生了變化，當距離觀察者與波源的相對位置發(fā)生了變化，當距離增大時，觀察者在單位時間內接收到完全波的增大時，觀察者在單位時間內接收到完全波的個數減少，反之，接收到完全波的個數就增加，個數減少，反之
16、，接收到完全波的個數就增加，可見觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率并可見觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率并不一定是相等的，只有當波源與觀察者相對靜不一定是相等的，只有當波源與觀察者相對靜止時二者才是相等的，故止時二者才是相等的，故B、C選項都是正確的；選項都是正確的；一切波都可能發(fā)生多普勒效應，故一切波都可能發(fā)生多普勒效應，故D選項不正選項不正確確【答案答案】BC【思維升華思維升華】解此類題目的要點是對多普解此類題目的要點是對多普勒效應的概念有一個清醒的認識，知道振源勒效應的概念有一個清醒的認識，知道振源的振動頻率并不隨波源或觀察者的運動形式的振動頻率并不隨波源或觀察者的運動形式的變化而變化
17、，但觀察者接收到的頻率卻與的變化而變化，但觀察者接收到的頻率卻與它們運動形式的變化有著密切的關系它們運動形式的變化有著密切的關系 一警車上的警報器發(fā)射頻率一警車上的警報器發(fā)射頻率f1000 Hz的聲波，警車遠離靜止的觀察者向一懸崖行的聲波，警車遠離靜止的觀察者向一懸崖行駛，車速駛，車速v10 m/s，已知聲音在空氣中的傳，已知聲音在空氣中的傳播速度為播速度為u330 m/s，試問：，試問：(1)觀察者直接從警報器聽到的聲音頻率是多觀察者直接從警報器聽到的聲音頻率是多大？大？(2)觀察者聽到從懸崖反射的聲音頻率是多觀察者聽到從懸崖反射的聲音頻率是多大？大？多普勒效應的有關計算多普勒效應的有關計算
18、【答案答案】(1)970.6 Hz(2)1031 Hz【思維升華思維升華】波源與觀察者之間的相對運波源與觀察者之間的相對運動，是形成多普勒效應的原因，當觀察者相動，是形成多普勒效應的原因，當觀察者相對介質不動，波源運動，波源與觀察者相互對介質不動，波源運動，波源與觀察者相互接近時，波長減小，觀察者接收到的聲波頻接近時，波長減小，觀察者接收到的聲波頻率增大；當波源與觀察者相互遠離時，波長率增大；當波源與觀察者相互遠離時，波長增大，觀察者接收到的聲波頻率減小，而波增大，觀察者接收到的聲波頻率減小，而波源的頻率永不改變源的頻率永不改變對次聲波特性的認識對次聲波特性的認識【解析】【解析】次聲波的頻率低
19、于次聲波的頻率低于20 Hz，所以，所以人耳無法感覺得到，故人耳無法感覺得到，故A選項是正確的；因選項是正確的；因為次聲波的波長和可聞聲波相比較長，易于為次聲波的波長和可聞聲波相比較長，易于發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，并且能傳播到很遠的發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，并且能傳播到很遠的地方，但是不能沿直線傳播，故地方，但是不能沿直線傳播，故B、D選項選項正確，正確，C項錯誤項錯誤綜上所述，本題正確答案綜上所述，本題正確答案為為A、B、D【答案】【答案】ABD【思維升華】【思維升華】次聲波頻率低，波長長，衰次聲波頻率低，波長長，衰減慢，衍射性能好，可遠距離傳播，可用于減慢，衍射性能好，可遠距離傳播，可用于臺風、海嘯
20、、核爆炸的預報和探測臺風、海嘯、核爆炸的預報和探測 關于超聲波，下列說法正確的是關于超聲波，下列說法正確的是()A超聲波和可聞聲波相比更容易產生明顯的超聲波和可聞聲波相比更容易產生明顯的衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象B超聲波在傳播過程中基本上沿直線傳播超聲波在傳播過程中基本上沿直線傳播C由于超聲波具有很強的穿透能力和較好由于超聲波具有很強的穿透能力和較好的反射性能，所以可以用超聲波進行探傷的反射性能，所以可以用超聲波進行探傷D用超聲波可以探知幾千千米以外的導彈發(fā)用超聲波可以探知幾千千米以外的導彈發(fā)射情況射情況超聲波的應用超聲波的應用【解析解析】超聲波的波長比可聞聲波的波長超聲波的波長比可聞聲波的波長短，不容
21、易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以短，不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以A錯錯誤；由于超聲波的波長較短，它基本上是沿誤；由于超聲波的波長較短，它基本上是沿直線傳播的，故直線傳播的，故B項正確；由于超聲波的穿項正確；由于超聲波的穿透能力和反射能力很強，所以可以用來制成透能力和反射能力很強，所以可以用來制成超聲波探傷儀，故超聲波探傷儀，故C項正確；因為超聲波在項正確；因為超聲波在空氣中傳播時能量損失較快，其傳播的距離空氣中傳播時能量損失較快，其傳播的距離比較近，不能達到幾千千米，用它無法探知比較近，不能達到幾千千米，用它無法探知幾千千米外的導彈發(fā)射情況，所以幾千千米外的導彈發(fā)射情況，所以D選項是選項是錯誤的錯誤的綜上所述，本題答案為綜上所述，本題答案為B、C.【答案答案】BC【思維升華思維升華】(1)判定能否發(fā)生明顯衍射現(xiàn)判定能否發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象應根據超聲波的波長和障礙物的尺寸的大象應根據超聲波的波長和障礙物的尺寸的大小關系進行判斷；小關系進行判斷；(2)頻率越高，波傳播的路徑越接近直線；頻率越高，波傳播的路徑越接近直線；(3)用以進行探傷的射線應具有較強的穿透能用以進行探傷的射線應具有較強的穿透能力和較好的反射性能力和較好的反射性能
高考物理 核心要點突破系列 第10章第八節(jié)《駐波》《多普勒效應》《次聲波和超聲波》課件 新人教版選修34
