2021-2022学年高二物理竞赛课件：多普勒效应习题.pptx

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1、多普勒效应习题课件 冲击波（激波冲击波（激波)如果波源的速度等于波的速度，波源总在波阵如果波源的速度等于波的速度，波源总在波阵面上面上能量聚集区能量聚集区声障声障 自从莱特兄弟发明飞机以后，人们为提高飞自从莱特兄弟发明飞机以后，人们为提高飞机的飞行速度不断努力。但是当飞行速度接近机的飞行速度不断努力。但是当飞行速度接近声速时，爆炸事故不断发生，原因就是由于碰声速时，爆炸事故不断发生，原因就是由于碰到了到了“空气墙壁空气墙壁”。当飞行器的速度接近音速时，将会逐渐追当飞行器的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，形上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，形成一个成一个密度很

2、大的压缩气体层密度很大的压缩气体层,好像一座坚固好像一座坚固的的“空气墙壁空气墙壁”，对飞行器的加速产生障碍，对飞行器的加速产生障碍，称之为称之为声障。声障。声障：声障：当当 时，时，波源总在波阵面前面，波源总在波阵面前面，所有波所有波前将聚集在一个圆锥面上，波的能量高度集中形前将聚集在一个圆锥面上，波的能量高度集中形成成冲击波冲击波或或激波激波，如核爆炸、超音速飞行等，如核爆炸、超音速飞行等.马赫锥马赫锥马赫角马赫角马赫数马赫数飞机冲破声障时将发出巨大声响，造成噪声污染飞机冲破声障时将发出巨大声响，造成噪声污染冲击波冲击波ut马赫角马赫角马赫数马赫数=快艇的尾迹快艇的尾迹例例1.例例2.A、

3、B 为两个汽笛，其频率皆为为两个汽笛，其频率皆为500Hz，A 静止，静止，B 以以60m/s 的速率向右运动的速率向右运动.在两个汽笛之间有一观察在两个汽笛之间有一观察者者O，以，以30m/s 的速度也向右运动的速度也向右运动.已知空气中的声速已知空气中的声速为为330m/s，求：，求：ARB1）观察者听到来自观察者听到来自A 的频率的频率2）观察者听到来自观察者听到来自B 的频率的频率3）观察者听到的拍频观察者听到的拍频1)解解：3)求观察者听到的拍频求观察者听到的拍频ARB2)求求观察者听到来自观察者听到来自B 的频率的频率 例例3.利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频利用多普勒效应监

4、测车速，固定波源发出频率为率为 的的超声波超声波，当汽车向波源行驶时，与波源，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为为 已知空气中的声速为已知空气中的声速为 求车速求车速.解解:1）车为接收器车为接收器2）车为波源车为波源车速车速。飞行物飞行物波源波源例例4.一静止波源向一飞行物发射频率为一静止波源向一飞行物发射频率为S =30 kHz 的的超声波超声波，飞行物以速度，飞行物以速度 离开波源飞出，站在波源处离开波源飞出，站在波源处相对波源静止的观察者测得波源发射波与飞行物反射波相对波源静止的观察者测得波源发射

5、波与飞行物反射波两振动合成的拍频为两振动合成的拍频为 b =100 Hz，已知声速，已知声速 u=340m/s。试推算飞行物的运动速度。试推算飞行物的运动速度。解解 飞行物接收到的超声波的频率飞行物接收到的超声波的频率波源发射波与飞行物反射波两振动合成的拍频波源发射波与飞行物反射波两振动合成的拍频由此算得飞行物的速度由此算得飞行物的速度飞行物在接收到超声波的同时，又作为飞行物在接收到超声波的同时，又作为“波源波源”反射反射出频率为出频率为的波。观察者接收到此超声波的频率的波。观察者接收到此超声波的频率2个模型：个模型：简谐振动简谐振动（单个）（单个）平面简谐波平面简谐波（集体（集体)运动描述运

6、动描述能量能量合成合成3 3个判据个判据公式法公式法旋转矢量（先定位置，旋转矢量（先定位置，v 定上下）定上下）v 和和a波函数波函数孤立系统，总能守恒，此消彼长孤立系统，总能守恒，此消彼长开放系统，传递能量，三能同相开放系统，传递能量，三能同相几个概念几个概念：同方向同频率同方向同频率拍，拍频拍，拍频波的叠加原理：独立性，叠加性波的叠加原理：独立性，叠加性波波的的干干涉涉相干条件相干条件：干涉加强和减弱条件干涉加强和减弱条件：特殊的干特殊的干涉：驻波涉：驻波波腹波节分布波腹波节分布相位关系和相位关系和能量特点能量特点半波损失半波损失机械波的产生和传播（相位）机械波的产生和传播（相位）几何描述与物理描述几何描述与物理描述