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声源振动时发出声音的频率即为每秒钟发出声波的数目,声源每秒钟发出的波数不同,发出声音的频率就不同.对观察者而言,人耳听到的声音频率即为每秒钟接收到的声波数目,例如-物理

[db:作者]  2019-12-11 00:00:00  零零社区

题文

声源振动时发出声音的频率即为每秒钟发出声波的数目,声源每秒钟发出的波数不同,发出声音的频率就不同.对观察者而言,人耳听到的声音频率即为每秒钟接收到的声波数目,例如我们听到频率为50Hz的声音,每秒钟接收到的声波数即为50.当声源靠近或远离观察者时,人耳听到的频率不再等于声源发出的频率,这种现象叫多普勒效应.
(1)我们在生活中经常有这样的经验:高速驶来的火车“呼啸而来,扬长而去”.试定性分析当火车靠近我们时,我们听到的鸣笛声与火车发出的声音频率相比有何不同?
(2)观察者静止在路旁,一列动车以速度v向观察者驶来,动车发出的鸣笛声频率为f0,观察者听到的声音频率为f,声音的速度为u,试推导f与f0的关系.
(3)利用多普勒效应可以测定动车的速度.观察者坐在速度为80km/h的普通列车上,从对面开来一列动车,迎面时听到动车鸣笛声的频率为f1,动车向后奔驰而去时听到的频率为f2,若f1:f2=2:1,声音的速度为1200km/h,求动车的速度大小.
题型:问答题  难度:中档

答案

(1)当声源靠近观察者时,人耳听到的鸣笛声的频率比火车发出的声音要大.因为相同时间内,人耳接收到的波数比火车发出的波数要多.反之,当声源远离观察者时,人耳听到的鸣笛声的频率比火车发出的声音要小.
当火车靠近我们时,距离越来越近,人感知的音调逐渐变高,即听到的声音频率增大了.
故答案为:听到的声音频率增大了.
(2)当波以速度u通过接收者时,时间t内通过的完全波的个数为n=,因而单位时间内通过接收者的完全波的个数,即接收的频率为f=.
波源朝向观察者以速度v运动,由于波长变短为λ0=λ-vt,而使得单位时间内通过波的个数增多,即f0═,(动车的速度小于声速)
故答案为:f=n′=f0
(3)设普通列车速度为v1,动车的速度为v2,声速为u,动车发出声波的频率为f,则由题意可得:
    靠近时:f1=f×
u+v1
u-v2

    远离时:f2=f×
u-v1
u+v2

    又因为:f1:f2=2:1
    由上三式可得:u2-2(v1+v2)u+v1v2=0
解得:v2=
u2-3v1u
3u-v1
=327.3km/h.
答:动车的速度为327.3km/h.

据专家权威分析,试题“声源振动时发出声音的频率即为每秒钟发出声波的数目,声源每秒钟..”主要考查你对  声速,速度的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

声速速度的计算

考点名称:声速

  • 声速:
    定义 声音存介质中每秒传播的距离叫声速,用v表示
    计算公式 s=vt,其中
    单位 米/秒(m/s),读做米每秒
    常数 v=340m/s(15℃的空气中)
    影响因素 介质种类。一般情况下,v固>v液>v气
    介质温度。声速随温度的升高而增大,温度每升高1℃,声音在空气中每秒传播的距离增加约0.6m。当空气中不同Ⅸ域的温度有区别时,声音的传播路线是向着低温方向的。如上方的温度低,声音就向上传播,此时,高处的人容易听到低处的声音

  •  在常见物质中的传播速度:
    物质名称 传播速度v/m﹒s-1
    空气 340
    1500
    钢铁 5200
    松木 3320
    玻璃 5000-6000

  • 声速与气温的关系:
        气温影响空气的密度,气温高,空气的密度小,声波在传播的过程中受到的阻碍小,所以声速较大,因此声音由声源发出后不一定沿直线传播。晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温比上一层气温高,声音在地表的传播比上层快,于是在地面上发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。

考点名称:速度的计算

  • 计算公式:
    v=。其中v表示速度,s表示路程,t表示通过这段路程所用的时间。

  • 巧选参照物简化速度的计算:
       恰当地选择参照物,可使某些关于速度计算的复杂问题变得简单。像超车、错车,漂流物问题等都可以这样试试!不要形成定势,只盯着地面或地面上静止的物体做参照物!

    例1在一列以18m/s的速度匀速行驶的火车上,某乘客以2m/s的速度在车厢内行走(车厢长 20m).下列说法正确的是(  )
    A.乘客用ls的时间从车厢头走到车厢尾
    B.乘客用11s的时间从车厢头走到车厢尾
    C.乘客用10s的时间从车厢头走到车厢尾
    D,乘客用1.25s的时间从车厢头走到车厢尾

    解析研究地面上运动的物体我们首先想到的参照物是地面。本题如果以地面为参照物,火车和乘客都在运动,问题很复杂,如果我们选取匀速行驶的火车为参照物,问题就会简单许多,只剩下一个相对于参照物运动的物体——乘客,无论乘客从车头走到车尾,或从车尾走到车头,相对车厢走的路程都是车厢长 20m,相对于车的速度为2m/s,由速度公式的变形,可求出时间,则乘客无论从车头走到 车尾或从车尾走到车头所需时间均相等,故正确答案为C。

    答案:C

    比值类问题解决方法:
         求比值的问题,把所给条件写成比的形式后,根据速度公式或者其变形公式,把所要求的硅用比值表示出来,化简,代入数据,计算得出结果。

    例甲乙两匀速直线运动的物体的速度之比勾 4:3,运动的时间之比为4:1,则两车通过的路程之比为 (   )
    A.4:3
    B.4:l
    C.  3:4
    D.16:3

    解析:有速度公式变形得s=vt,利用速度公式来求路程之比

    答案:D



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