高中物理知識點總結(jié)之功與能詳解
高中物理知識點總結(jié)之功與能詳解
一提到物理，很多同學(xué)們都覺得它很枯燥，繁瑣。為了擴(kuò)展大家的物理知識準(zhǔn)備了這篇新編高中物理知識點總結(jié)之功與能詳解以供參考。
功與能觀點
功W = Fs cosq (適用于恒力功的計算) ①理解正功、零功、負(fù)功 ②功是能量轉(zhuǎn)化的量度
W= P·t (
p=
=Fv) 功率:P =
(在t時間內(nèi)力對物體做功的平均功率) P = Fv
(F為牽引力,不是合外力;V為即時速度時,P為即時功率;V為平均速度時,P為平均功率; P一定時，F(xiàn)與V成正比)
動能： EK=
重力勢能Ep= mgh (凡是勢能與零勢能面的選擇有關(guān))
動能定理：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)。
公式： W合= W合=W1+ W2+…+Wn= DEk= Ek2一Ek1=
機(jī)械能守恒定律：機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).
守恒條件：(功角度)只有重力,彈力做功;(能轉(zhuǎn)化角度)只發(fā)生動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。
列式形式：E1=E2(先要確定零勢面) P減(或增)=E增(或減) EA減(或增)=EB增(或減)
mgh1+
或者 DEp減= DEk增
除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能;滑動摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程
E內(nèi)能(發(fā)熱)
這篇新編高中物理知識點總結(jié)之功與能詳解就和大家分享到這里了，愿大家都能學(xué)好物理!
2016年高考物理公式總結(jié)：力的合成與分解
【編者按】2012屆的高三學(xué)生已經(jīng)邁入的緊張的復(fù)習(xí)之中，為了幫助廣大的考生同學(xué)們更好的復(fù)習(xí)物理，特別整理了物理常用公式。供廣大考生參考復(fù)習(xí)!
力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2， 反向：F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成：
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍：F1-F2≤F≤F1+F2
4.力的正交分解：Fx=Fcosβ，F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
注：
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大，合力越小;
(5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負(fù)號表示力的方向，化簡為代數(shù)運算。
編輯推薦：
更多內(nèi)容進(jìn)入：
物理選擇題答題小竅門
在高考物理試卷中，選擇題的分值為40分(占整張試卷比重的27%)。選擇題位于整張卷子的第一部分，對考生來說，選擇題完成的情況關(guān)乎整場考試的成敗。
學(xué)會逆向思維
高考題目一般是不超綱的，當(dāng)考生對于一道題目毫無頭緒時，不妨先靜下心來，看看平時所學(xué)的定理、性質(zhì)、公式，有哪些可“套”到這道題目上。
一般說來，我們是看到題目，再聯(lián)想到選用解題方法，而此時，我們可以選擇逆向思維，一道“面目猙獰”的題目也許會變得可親可愛起來。例如，當(dāng)你不知道該用運動學(xué)中諸多公式中哪一條的時候，可把運動學(xué)中各個公式都寫在草稿紙上，看題目中已經(jīng)告訴我們了多少量，要求的是什么量，逐條對比各個公式，從中選擇合適的。雖然花時間默寫公式了，但卻從解題中省下了更多的時間，達(dá)到了提高效率的目的。
題目中找答案
高考試題中沒有一個字是多余的，其實，有的時候作者已經(jīng)將答案高高懸掛在題干上了，只是看你愿不愿意抬頭看一下。例如，去年高考的選擇題最后一題(第8 題)詢問的是劈尖干涉的干涉條紋變化情況，由于平時上課時老師提到過劈尖干涉，看到這道題目時，很多同學(xué)就開始回憶老師上課是怎么講的；由于考試緊張，再說，劈尖干涉也不是老師重點強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容，很多同學(xué)想來想去卻想不出來，反而越想越緊張，不知道該怎么辦。其實，這道題目的題干中已經(jīng)告訴了我們劈尖干涉的有關(guān)性質(zhì)，我們只要仔細(xì)閱讀一下，題目就能迎刃而解。這道題目考的是我們對新知識的學(xué)習(xí)能力，而不是對已有知識的反饋能力。
掌握出題規(guī)律
從評分標(biāo)準(zhǔn)中可以看出，對于選擇題，考生應(yīng)該慎之又慎，“寧可漏過一千，不可錯殺一個”。告訴大家一個小經(jīng)驗，物理選擇題中不太可能有ABCD同時選中的 (整個高三的題目做下來，我一共也只碰到過兩三次這種情況)；所以，當(dāng)我們以為四個選擇支都對的時候，要三思而行。對于題干的含義，應(yīng)當(dāng)站在出題者的角度來揣摩，而不應(yīng)該主觀臆斷。對于選擇支的安排，我們應(yīng)當(dāng)了然于胸，什么樣的選擇支可能有對稱的兩個答案，什么樣的可能只有一個，什么樣的可能有三個……這對于我們的解答不無參考。
做好考前練習(xí)
提高選擇題的答題水平，一個很好的辦法就是做一些專項練習(xí)。如買一套模擬卷，把里面的選擇題挑出來單獨做(同樣的方法也適用填空題、實驗題、計算題等)，計算時間與正確率，及時糾正錯誤。而對于學(xué)有余力的同學(xué)，可以略微看一下考綱不要求的內(nèi)容，如動量等，對于解某些題目有意想不到的作用哦。
高考理綜最后一個月沖刺技巧
【物理】
最后一個月最好分塊練習(xí)
問：我每次做理科綜合，總是覺得時間非常緊張，怎么辦?
答：我建議，你將那些難的題目、感覺到可能會消耗大量時間的題目先放在一邊，先做容易的、好拿分的題目。把能拿到的分?jǐn)?shù)盡量拿到，再考慮其他的難題。
問：理科綜合試卷中，物理大題在最后的位置。做到那里時往往只剩30分鐘，該如何提高速度?
答：平時訓(xùn)練和高考時，還是要以前面的題目為主，做好選擇題和計算題第一題及實驗題。你現(xiàn)在要稍稍把速度加快一點 高中地理，至少要保證物理計算題的第一題有充足時間做。
問：如果遇到受力分析題目時一定要作圖，但畫出圖來往往要三四分鐘，很浪費時間，怎么解決呢?
答：如果沒有圖，作答只是干巴巴的，很可能評卷老師看不懂，影響你的得分。如果你把圖作得直觀，可以讓評卷老師看懂你的圖。畫圖不會耽誤時間，對你解答和老師評分都很有幫助。
延伸閱讀：
驗證機(jī)械能守恒定律實驗問題歸納
一. 教學(xué)內(nèi)容：驗證機(jī)械能守恒定律實驗問題歸納
二. 目標(biāo)：
1、掌握機(jī)械能守恒定律的實驗原理、實驗步驟及誤差分析。
2、深刻理解驗證機(jī)械能守恒定律實驗所涉及的習(xí)題類型及相關(guān)解法。
三. 考點地位：
機(jī)械能守恒定律是階段實驗問題的重點內(nèi)容，從近幾年高題實驗題出題的特點來看，表現(xiàn)為一電學(xué)實驗和一個非電學(xué)實驗的組合，驗證機(jī)械能守恒定律的實驗是我們備考非電學(xué)實驗的重點內(nèi)容。
四. 體系：
1、實驗?zāi)康模?/p>
驗證機(jī)械能守恒定律。
2、實驗原理
通過實驗，分別求做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應(yīng)過程動能的增加量。若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗證機(jī)械能守恒定律：
�。�3）從打出的幾條紙帶中挑選第一、二點間的距離接近2mm且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量，記下第一個點的位置O，并在紙帶上從任意點開始依次選取幾個點1、2、3、4……，并量出各點到O點的距離 ，計算相應(yīng)的重力勢能減少量
�。�4）測出一系列計數(shù)點到第一個點的距離 ，根據(jù)公式 。
�。�5）比較 是否相等。
5、實驗結(jié)論
在重力作用下，物體的重力勢能和動能可以互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒。
即當(dāng) ，或 一定稍小于勢能的減少量例1. 在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中
�。�1）從下列器材中選出實驗所必需的，其編號為____________。
A. 打點計時器（包括紙帶）； B. 重物；
C. 天平； D. 毫米刻度尺；
E. 秒表； F. 運動小車
�。�2）打點計時器的安裝放置要求為___________；開始打點計時的時候，應(yīng)先_________，然后____________。
�。�3）實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是_________，使重物獲得的動能往往__________。為減小誤差，懸掛在紙帶下的重物應(yīng)選擇____________。
�。�4）如果以 圖線是_________，該線的斜率等于____________。
解析：（1）選出的器材有：打點計時器（包括紙帶），重物，毫米刻度尺，編號分別為：A、B、D。注意因 ，故m可約去，不需要用天平。
�。�2）打點計時器安裝時，底板要豎直，這樣才能使重物在自由落下時，受到的阻力較小。開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后再放下重物，讓它帶著紙帶一同落下。
�。�3）產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力，使得重物獲得的動能小于它所減少的重力勢能。為減小誤差，重物的質(zhì)量應(yīng)選大一些的。
（4）描繪出來的變式1. （2007?長春質(zhì)檢）用如圖所示的實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律。實驗所用的電源為電源，輸出電壓為6V的交變電流和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒。
下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A. 按照上圖所示的裝置安裝器材；
B. 將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C. 用天平測量出重錘的質(zhì)量；
D. 釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E. 測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
F. 根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。
指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。
答：_______________________________________________________________________ _________________________________________________________________________。
答案：步驟B是錯誤的，應(yīng)該接到電源的交流輸出端。步驟D是錯誤的，應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，步驟C是不必要的，因為根據(jù)測量原理，重錘的.動能和勢能都包含了質(zhì)量m，可以約去。
問題2、數(shù)據(jù)的記錄與處理問題：
例2. 在做驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，若打出的紙帶前段不清楚，但從A－E卻是清楚的，數(shù)據(jù)如圖所示，單位是cm，你能據(jù)此驗證重物下落過程中機(jī)械能是否守恒嗎？要求：
�。�1）簡述判斷；
�。�2）寫出運算過程；
（3）得出結(jié)論；
（4）算出A點是第幾個點。
解析：（1）選定物體下落的某段距離△h，算出其重力勢能減小量 ；再算出下落△h過程中動能的增加量 ，則驗證了重物下落過程中機(jī)械能守恒。
�。�2）根據(jù) 可得
（3）若選BC段，則有
可見在誤差允許的范圍內(nèi) ，機(jī)械能守恒定律獲證。
如選BD段，則有
在誤差允許的范圍內(nèi)認(rèn)為 ，機(jī)械能守恒定律獲證。
（4）設(shè)從打第一個點到打B點所用的時間為t，則由
所以 （個）。
這表明A為第6個點。
變式2. 在做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖所示，其中A點為打下的第一個點，0，1，2，……為連續(xù)的計數(shù)點�，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重錘下落運動的加速度大小的表達(dá)式為 ___________，在打第5號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達(dá)式為___________，要驗證機(jī)械能守恒定律，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第___________號和第 ___________號計數(shù)點之間的過程來研究。
解析：用逐差法求加速度
為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第1號點和第5號點之間的過程來研究。
變式3. I. 在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，
（1）某同學(xué)通過實驗獲得的紙帶如圖所示，測得所選計數(shù)點A、B之間的間隔 ，B、C兩點之間的間隔 ，打點計時器所用電源的頻率為
�。�2）該同學(xué)上交的實驗報告顯示重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是__________。
A. 實驗所選重錘質(zhì)量過大
B. 實驗所選重錘質(zhì)量過小
C. 實驗時先接通電源后放紙帶
D. 實驗時先放紙帶后接通電源
答案：（1） （2）D
問題3、實驗原理或方法的遷移創(chuàng)新類問題：
例3. （2007?深圳期末）如圖（a）所示，用包有白紙的、總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重錘，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器。當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖（b）所示。測得記號之間的距離依次為26mm、42mm、 58mm、74mm、90mm、106mm，已知馬達(dá)銘牌上標(biāo)有“1500r/min”的字樣，由此驗證機(jī)械能守恒。
解析：本實驗設(shè)計是對課本實驗原理的拓展，主要考查在新情境中，對已學(xué)知識的遷移應(yīng)用，考查分析、處理實際問題的綜合，本題的關(guān)鍵是要明確毛筆在圓柱棒上的劃痕周期與馬達(dá)的轉(zhuǎn)動周期相同的原理從而推出本實驗的計時方式。
�。�1）馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，可知其頻率為 。由于棒做自由落體運動，故畫線間距越靠近懸掛端越大，因此左端為懸掛端。
�。�2）由勻變速直線運動規(guī)律，可得圓柱棒下落速度為：
所以C、D間圓柱棒動能的變化量為：
由此可得出結(jié)論為：物體在自由下落過程中機(jī)械能守恒。
變式4. （2004?北京理綜卷）在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量為m的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，在紙帶上選取 5個相鄰計數(shù)點A、B、C、D和E，相鄰計數(shù)點時間間隔為 T，其中O為重錘開始下落時記錄的點，各計數(shù)點之間的距離如圖所示。（當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）
（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，重錘下落的速度 __________，打點計時器打下計數(shù)點D時，重錘下落的速度 __________。
�。�2）從打下計數(shù)點B到打下計數(shù)點D的過程中，重錘的重力勢能減小量 __________。
�。�3）在誤差允許范圍內(nèi)，通過比較__________就可以驗證重錘下落過程中機(jī)械能守恒了。
答案：
變式5. 在驗證“機(jī)械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖所示。把第一個點記做O，另選連續(xù)的4個點A，B，C，D作為測量的點。經(jīng)測量知道A，B，C，D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，重物由O點運動到C 點，重力勢能的減少量等于_________J，動能的增加量等于_________J。（取三位有效數(shù)字）
根據(jù)測量數(shù)據(jù)，重物從O點運動到C點下落的高度為
根據(jù)勻變速直線運動知識，重物運動至C點時的速度 等于重物從B運動至D這一段時間內(nèi)的平均速度，即
答案：7.62 7.56
【模擬】
1、關(guān)于“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，下列敘述正確的是（ ）
A. 必須用天平測出重物的質(zhì)量
B. 必須采用直流低壓電源
C. 必須先接通電源，后釋放紙帶
D. 必須用秒表測出重物下落的時間
2、下列關(guān)于“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法，正確的是（ ）
A. 重錘質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會造成較大誤差
B. 重錘質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差
C. 重錘質(zhì)量選用得小些，有利于減小誤差
D. 紙帶下落和打點不能同步會造成較大誤差
3、本實驗中，除鐵架臺、夾子、低壓交流電源、紙帶和重物外，還需選用的儀器是（ ）
A. 秒表 B. 刻度尺
C. 天平 D. 打點計時器
4、在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中：
�。�1）實驗的研究對象是____________。
�。�2）供選擇的重物有以下四個，應(yīng)選擇（ ）。
A. 質(zhì)量為100g的鉤碼
B. 質(zhì)量為10g的砝碼
C. 質(zhì)量為200g的木球
D. 質(zhì)量為10g的塑料球
�。�3）給打點計時器提供的電源如下，應(yīng)選擇（ ）。
A. 4節(jié)干電池
B. 3節(jié)蓄電池
C. 學(xué)生電源4V~6V，交流輸出
D. 學(xué)生電源4V~6V，直流輸出
5、用自由落體驗證機(jī)械能守恒定律，就是看 （n為計時點的編號0、1、2、……n）。下列說法正確的是（ ）。
A. 打點計時器打第一個點0時，物體的速度為零
B 高考. 是計時點n到計時點0的距離
C. m為重物的質(zhì)量，需用天平稱量
D. 用 計算 時， ___________，重物的動能增加量
8、有位同學(xué)用落體法做驗證機(jī)械能守恒定律的實驗，他挑選一條第1、2兩點之間的距離最接近2mm的紙帶進(jìn)行處理。設(shè)第一個點為A，第n個點為B，測量出AB之間的距離h，因為從開始下落到B點經(jīng)過打點計時器的時間是 ，如果有 對實驗條件的要求是____________，為此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應(yīng)接近____________。
�。�2）若實驗中所用重錘的質(zhì)量 ，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘速度 ___________，重錘動能 ___________，從開始下落起至B點重錘的重力勢能減少量是___________，由此可得出的結(jié)論是____________________。
�。�3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v，量出下落距離h，則以
【試題答案】
1、C
�。ū绢}考查的是驗證機(jī)械能守恒定律的實驗，因為實驗中根據(jù)公式 。不需要測量重物的質(zhì)量。為了減小實驗誤差要求重物適當(dāng)重些，因為實驗中運用打點計時器，所以不需要秒表測時間，同時必須采用低壓交流電源，應(yīng)用打點計時器時應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，要求被選用的紙帶打出的第1、2兩點間距離接近2mm，故C選項正確。）
2、B、D
�。ū緦嶒炁c重錘質(zhì)量無關(guān)，但重錘質(zhì)量選得大些，則空氣阻力相對減小，可以忽略不計。有利于減小誤差；紙帶下落和打點不能同步有兩種情況：①紙帶先下落后打點；②重錘后下落，前者會使最初兩點間距離較正常間距偏大，且第一個點便有初動能，③會造成最初幾個點的點跡不清，不便于選擇紙帶進(jìn)行測量。①②均會帶來較大誤差。）
3、B、D
�。ㄓ蓪嶒瀮x器可知。）
4、（1）帶紙帶夾的重錘
�。�2）A
（3）C
�。蹖嶒灥难芯繉ο笫悄軌蜻B接紙帶的重物；為減小阻力的影響，重物應(yīng)選擇體積小、質(zhì)量大的物體，故問題（2）中應(yīng)選A；打點計時器是使用交流電的儀器，電壓為4V~6V，所以問題（3）中應(yīng)選C；而A、B、D皆為直流電源，不能選。］
5、A、B
�。ū緦嶒灥脑砭褪抢弥匚锏淖杂陕潴w運動來驗證機(jī)械能守恒定律。因此打點計時器所打的第一個點，重物運動的速度應(yīng)為零， 與 分別表示打第n點時重物下落的高度和對應(yīng)的瞬時速率。
本實驗中，不需要測量重物的質(zhì)量，因為公式 中的方程兩邊都有m，故只要 ，在打B點時重物的瞬時速度為
造成實驗誤差的主要原因在于有空氣阻力及打點計時器對紙帶的摩擦阻力，所以造成 。）
高中物理重力勢能知識點歸納總結(jié)
物理的學(xué)習(xí)需要的不僅是大量的做題，更重要的是物理知識點的累積。下面是一篇高中物理重力勢能知識點歸納總結(jié)，歡迎大家閱讀!
知識點總結(jié)
1、能量
(1)物體能夠?qū)ν庾龉�，表示這個物體具有能量，簡稱能。(2)單位：焦耳(J)
2、動能
(1)定義：物體由于運動而具有的能，叫做功能。
(2)影響動能大小的因素：①物體的質(zhì)量;②物體運動的速度。物體的質(zhì)量越大，運動速度越大，物體具有的動能就越大。
(3)單位：焦耳(J)。
3、重力勢能
(1)定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。
(2)影響重力勢能大小的因素：①物體的質(zhì)量;②物體被舉高的高度。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。
(3)單位：焦耳(J)
4、彈性勢能
(1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。
(2)單位：焦耳(J)。
(3)影響彈性勢能大小的因素：①物體發(fā)生彈性形變的程度。物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就越大。
高二物理教案 多普勒效應(yīng)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別.
2.知道什么是多普勒效應(yīng),知道它是在波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的現(xiàn)象.
3.了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用.
二、重點難點
重點:多普勒效應(yīng)及產(chǎn)生的原因.
難點:對多普勒效應(yīng)的解釋.
三、教學(xué)過程:
我們在前面的討論中,波源和觀察者都是相對介質(zhì)靜止的,波源的頻率和觀察者感覺到的頻率是相同的,若波源或觀察者或它們兩者均相對介質(zhì)運動,則視察者感覺到的頻率f和波源的真實頻率f一般并不相同,這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng).火車入站,笛聲較高,火車出站,笛聲較低,就是這種現(xiàn)象.
(一)多普勒效應(yīng)
【演示】制作的課件:聽行駛中火車的汽笛聲
1.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(yuǎn)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).
2.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng).
3.多普勒效應(yīng)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(nèi)完成的全振動的次數(shù),因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù),而觀察者聽到的聲音的音調(diào),是由觀察者接收到的頻率,即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的.
【演示】制作的課件:波源和觀察者間的相對運動跟觀察者間接收到的頻率關(guān)系.
(1)當(dāng)波源和觀察者相對介質(zhì)都靜止不動.即二者沒有相對運動時:
單位時間內(nèi)波源發(fā)出幾個完全波,觀察者在單位時間內(nèi)就接收到幾個完全波.觀察者接收到的頻率等于波源的頻率.
(2)當(dāng)波源和觀察者有相對運動時,觀察者接收到的頻率會改變.
�、俨ㄔ聪鄬橘|(zhì)不動,觀察者朝波源運動時(或觀察者不動,波源朝觀察者運動時)觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多,即接收到的頻率增大.
②波源相對介質(zhì)不動,觀察者遠(yuǎn)離波源運動時(或觀察者不動,波源遠(yuǎn)離觀察者運動時)觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少,即接收到的頻率減小.
總之:當(dāng)波源與觀察者有相對運動時,如果二者相互接近,觀察者接收到的頻率增大;如果二者遠(yuǎn)離,觀察者接收到的頻率減小.
【注意】在多普勒效應(yīng)中,波源的頻率是不改變的,只是由于波源和觀察者之間有相對運動,觀察者感到頻率發(fā)生了變化.
4.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征,不僅機(jī)械波,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng).
(二)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
1.根據(jù)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.
2.紅移現(xiàn)象:在20世紀(jì)初,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有"紅移現(xiàn)象",所謂"紅移現(xiàn)象",就是整個光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移,這種現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)加以解釋:由于星系遠(yuǎn)離我們運動,接收到的星光的頻率變小,譜線就向頻率變小(即波長變大)的紅端移動.科學(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運動的速度.這種現(xiàn)象,是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù).
【小結(jié)】多普勒效應(yīng)是指由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,它是奧地利學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的.
【作業(yè)】課本P25習(xí)題A組1~3
四、跟蹤反饋
1.關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法正確的是( )
A.多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的
B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變
C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的
D.只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)
2.當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時,我們在車站聽到的聲調(diào)( )
A.變低
B.不變
C.變高
D.不知聲速和火車車速,不能判斷
3.由于波源和觀察者之間有,使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,叫做多普勒效應(yīng).
4.當(dāng)波源與觀察者有相對運動時,如果兩者相互接近,觀察者接收到的頻率將_______波源頻率;如果兩者遠(yuǎn)離,觀察者接收到的頻率將_____被源頻率(填"大于""等于"或"小于")
參考答案
1.C 2.C 3.相對運動 4大于 小于
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