05-03-02_蝙蝠接收返回超聲波頻率
本期高中物理競賽試題，我們共同來一下運動物體發出和接收到超聲波的頻率問題，也就是比較典型的一維空間下的克卜勒定律應用問題，在解決這類問題的時候，第一步就是要明確克卜勒定律中三種情況下的頻率公式的推導過程，明確最終接收到的波的頻率公式，並能夠結合題目中明確給出的物理過程，正確的代入公式進行求解；第二就是要明確題目中給出的物體在題目中描述的運動中的各個階段所處的角色定位，主要是指其在每一個過程中，充當聲源還是觀察者，這樣就可以應用不同的公式進行求解，也能夠明確在計算中，需要代入或求解的頻率具體指的什麼頻率，不能一概而論，隨便應用。
總體來說，這類題目難度並不是很大，首先就在于振動和波本身在高中就屬於選修的內容，同學們本身就重視不足，其次就是振動和波這塊內容，特別是都卜勒定律的相關問題，歸結起來應該是屬於大學力學的相關內容，不易考察過多，並且這裡評分標準也並不是很好把握，如何在僅僅利用高中知識求解這一問題中，還是存在較大爭議的，這裡小編給出的過程中，沒有涉及到都卜勒效應的具體推導過程，這個過程小編將在以後的內容中，逐漸補充完整，同學們也可以百度搜索小編的個人博客：物理學堂，在上面具體查找都卜勒效應的推導過程。
試題預覽
蝙蝠在洞穴中飛來飛去，能非常有效地利用超聲波脈衝導航，假如蝙蝠發出的超聲波頻率為 39 kHz ，當蝙蝠以 1/40 聲速的速度朝著表面平直的巖壁飛去時，試求它聽到的從巖壁反射回來的超聲波頻率。
解題步驟
方法分析
眾所周知，蝙蝠是利用超聲波來測距和定位的，具體來說，蝙蝠不僅僅能夠通過超聲波的回聲來測定周圍的環境，即了解前方是否存在障礙物，障礙物的基本形狀和大小，甚至包括障礙物的性質，也就是說這個障礙物是什麼狀態、是不是堅硬的，能不能穿透等等信息，當然了蝙蝠其實還可以通過超聲波來計算前面物體的運動速度，這就需要進一步利用反射超聲波的頻率來了解速度，這個過程在物理學中很早就有發現，被稱作都卜勒效應。
而都卜勒效應通常應用在很多情況下，不僅僅能夠用於精確測量物體的運動速度，例如在今後題目中小編還會進一步說明的超聲波測速儀的應用方法，其次就是利用光的都卜勒效應，發現了宇宙膨脹，也就是同學們可能聽過的一個詞，叫做紅移現象。
本期題目的解題方法還是比較簡單的，僅僅利用了都卜勒效應公式，並代入題目中的相關數據後，就能夠順利的得到答案，重點還是要熟練記憶都卜勒公式，並能夠與題目中的效應相結合。
文檔獲取
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