Question

一架低空飛行的飛機(jī)，從遠(yuǎn)處水平勻速地飛至某同學(xué)頭頂上空．若飛機(jī)振動的頻率始終不變，從聽到聲音開始至飛機(jī)飛臨該同學(xué)頭頂上空時(shí)刻前，他聽到的飛機(jī)聲音的音調(diào)（ ）
A．不變，且一直與飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)相同
B．不變，且一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)低
C．不變，且一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高
D．一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高，但音調(diào)逐漸變低，越來越接近飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的

Answer 1

【答案】分析：飛機(jī)雖是勻速飛行，但靠近速度并非飛機(jī)的實(shí)際速度，靠近速度應(yīng)該是沿著波源和接收者連線方向上的速度，遠(yuǎn)離速度也是如此，所以本題應(yīng)該探討沿著二者連線上的速度的變化，才能得到正確的結(jié)論．
解答：解：飛機(jī)和人的關(guān)系如圖所示．
其中S為飛機(jī)，P為該同學(xué)．利用運(yùn)動的分解把飛機(jī)的速度分解為兩個(gè)速度，
不難得到V₁=V cosθ，V₁為靠近速度，隨著飛機(jī)飛臨該同學(xué)頭頂，θ角逐漸增大，容易看出V₁逐漸減小，
根據(jù)（f為接收頻率，f為飛機(jī)固有頻率，v為波速，V為二者連線上的靠近速度，也就是V₁），
所以音調(diào)逐漸變低，當(dāng)飛機(jī)飛到該同學(xué)正頭頂時(shí)，V₁等于零，此時(shí)，接收頻率等于實(shí)際頻率．所以正確選項(xiàng)因?yàn)镈．
故選D．
點(diǎn)評：通過對以上的分析，可得到這樣的結(jié)論，處理和解決多普勒效應(yīng)問題，必須抓住以下幾個(gè)要點(diǎn)：
一、要弄清所問的問題，研究對象是接收頻率還是實(shí)際頻率和接收頻率的對比；
二、要判斷出觀察者和接收者是相靠近還是相遠(yuǎn)離，若是比較實(shí)際頻率和接收頻率的大小關(guān)系，可以根據(jù)教材上的結(jié)論直接得出結(jié)果；
三、要抓住相互靠近速度或遠(yuǎn)離速度（必要時(shí)需要利用運(yùn)動的分解來得到該速度），根據(jù)這一速度的變化來判斷接收頻率的變化．
抓住了以上幾點(diǎn)，對于高考中的多普勒效應(yīng)問題，就可以輕松應(yīng)對．