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声现象
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第一章 声现象一、 本章应使学生了解的内容: 1、 声音是怎样产生和传播的?(振动使物体发声,声音的传播需要介质) 2、 声音有哪些特性?(声是一种波,频率越高,音调越高;振幅越大,响度越大) 3、 人们是怎样利用和控制声音的?(实际中既要合理地利用声音,同时也要有效地控制噪声)二、 主要教学方法:实验和探究三、 教学目标:使学生在学习知识的同时,培养他们的观察能力、初步探究物理规律的能力,以及应用物理规律解决简单现象的能力等。四、 本章章节:(六课时) 1、 声音的产生与传播 2、 我们怎样听到声音 3、 声音的特性 4、 噪声的危害和控制 5、 声的利用 6、 复习和应用 #1-1 声音的产生与传播一、 三维目标: 1、 知识与技能:通过观察和实验初步认识声音产生(由物体振动发生的)和传播的条件(需要介质,在不同介质中传播的速度不同) 2、 过程与方法: 1) 通过观察和实验的方法探究声音是如何产生的?声音是如何传播的? 2) 通过学习活动,锻炼学生初步的观察能力和初步的研究问题的方法。 3、 情感态度与价值观: 1) 通过教师、学生双边的教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理; 2) 培养学生在活动中的合作意识。二、 教学重点:探究声音的产生和传播(观察和实验)三、 教学难点: 1、 组织、指导学生在探究过程中仔细观察、认真分析,并能得出正确结论; 2、 声音的传播要靠介质。四、 教学方法:探究法(实验、观察、讨论)五、 教具:六、 课时:1课时七、 教学流程: (一) 导入新课:先播放一段VEDIO(包括音乐、说话声、汽车声、机器轰鸣声、锯木头的声音、下雨的沙沙声……)老师:同学们,对刚才老师播放的这部份录音有什么感受?把想法谈出来学生:我们听到了…… 老师:对,在刚才的录音中,我们听到了……在我们的日常生活中啊,有各种各样的千奇百怪的声音。可能以前呢,大家对声音都习以为常,它天天与我们相伴,大家并没有对它产生过疑惑呢?有什么疑惑,大胆地说出来?(为什么有声音?声音是怎样产生的?为什么人或其它动物的众多器官中只有耳朵才能听到声音而嘴巴却不能呢?太阳或星星上有没有声音呢?为什么两个人隔得太远对方说话就听不清或听不见了呢?)老师:本节课呢,我们就来学习有关声音的一些知识,来解决我们隐藏在心里已经很久的疑惑。 (二) 本节内容: 1、 声(sound)的产生:下面请每组选一名同学,做各种活动,使物体发声,其他同学仔细观察。学生:把一根橡皮筋绷紧,拨动橡皮筋,橡皮筋振动发出声音/ 学生:把一只塑料尺压在桌边,使一端伸出桌外,用手拨动尺的伸出端,尺振动发出声音。学生:用鼓槌打击鼓面,鼓面振动,听到宏亮的击鼓声。学生:拨动小提琴的琴弦,弦振动发出悦耳的琴声。老师:经过仔细观察后,大家有什么收获?学生:我们听到了声音\打击或拨动物体可以产生声音。老师:把手放在自己喉咙的声带上试试,感觉一下自己说话。我们发声时没有打击也没有拨动。学生:声带在振动。条件:物体振动而发声。老师:物体振动发声的现象真是太多了,同学们能举出生活以及自然界中一些神奇的发声现象吗?学生:吹口琴的声音,是由于气流的冲击,琴内的弹簧片发生振动产生的。学生:炎热的夏天,响亮的蝉鸣是蝉的发音肌收缩时引起发音肌的振动而产生的。学生:气球的爆炸声是气球膜的爆裂引起周围空气的振动而产生的。学生:声势浩大的瀑布声是水撞击石头,引起空气的振动发出的声音。老师:物体振动而发声,我们却不一定能听到这个声音。 2、 声音的传播:老师:请同学们大胆猜想一下,声音是怎样从发声体向远处传播?学生:声音从发声体传播出去,可能沿直线传播。学生:声音传播出去,可能需要什么东西来做媒介。老师:请同学们设计一个实验证实你的猜想。学生:把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学把耳朵紧贴在桌子的一端,而另一个同学轻敲桌子的另一端,前一个同学可以清晰地听到敲桌子的声音。老师:这个实验简单易行,并且有力地说明了定义:声的传播需要物质,物理学中把声的传播所需要的物质叫做介质(medium)。老师:有时候,好像不要介质也能够听到声音,比如雷声。雷声的传播不需要介质吗?我们要“用事实来说话”。演示:老师操作演示实验P14(将正在响的闹钟放在玻璃罩里,抽气、放气­——观察声音变化)学生作出观察现象:当罩中的空气减少时,声音变小,最后听不见声音;当……增加时,……变大。启发学生得出结论:真空不能传声。老师:对,真空不能传声。我们平时能听到彼此说话,是依靠了空气这种介质。假如我们真的生活在真空里,就只能像在月球上那样了,要用无线电通讯设备才能交谈,因为无线电波在真空中也能传播。老师讲解:看看声音在空气中是怎样传播的?看录象:以击鼓为例:P15鼓面向左振动时压缩左侧的空气,这部份空气呢由于被压缩而变密(空气是可以流动的嘛);鼓面向右振动时,左侧的空气会因为空间变大而变稀疏。鼓面不断左右振动,空气中就形成了疏密相间的波动,向远处传播。这个过程呢,与水波的传播相似。由此看来呢,声是以波的形式传播着,所以我们就把它叫做声波。老师:同学们已经知道了声音在固体和气体中能传播,在液体中能传播吗?请同学们找出事实或实验来支持你的想法。学生:在游泳池游泳的人,潜入水底时仍能听到岸边人的谈话声。学生:钓鱼时要保持周围环境的安静。学生:鱼民常用电子发声器发出鱼儿们喜欢的声音,诱使它们入网。学生:正在响铃的闹钟用塑料袋密封好放入水中,仍能够听到铃声。 …… 老师:通过上面的探究活动、演示实验,我们已经知道了:定义:固体、液体和气体(比如刚才讲到的空气)都可以作为声传播的介质。但物体在它们当中的介质传播快慢一样吗? 3、 声速:定义:声传播的快慢用声速来描述,它的大小等于声在每秒内传播的距离。(速度用符号v表示,单位是m\s;要解释这个单位符号的一一符号以及物理意义,并举例帮助说明。)老师:请同学们阅读课本:一些介质中的声速,并回答下列问题:课件展示:..\1.1声音的产生和传播.ppt 声速大小的影响因素:(a)介质的种类(b)介质的温度记忆常识:(a)15。C时空气中的声速是340m\s。 (b)在固体中﹥液体中﹥气体中老师:请同学人分组讨论,每组想出一个测量声速的方法,看看哪个组的方法更合适,测得的声速更接近真实值。(看《优化设计》P12) (三) 课堂总结:声(sound):产生:由物体的振动(vibration)产生传播:声传播需要介质(medium),真空不能传声声速:决定于介质的种类和温度 #1-2 我们怎样听到声音一、 三维目标: 1、 知识与技能: 1) 了解人类听到声音的过程; 2) 知道骨传导的原理; 3) 了解双耳效应及其应用。 2、 过程与方法: 1) 通过实验和生活经验,体验人是如何听到声音的; 2) 加强学科间的交叉、渗透和综合,培养学生学科间的综合能力。 3、 情感态度与价值观:体验人听到声音的全过程,培养热爱科学、珍惜健康的意识,感悟人生的乐趣。二、 教学重点: 1、 人类听到声音的“物理过程”; 2、 骨传导的原理。三、 教学难点:骨传导的原理四、 教学方法:讨论、探究法五、 教具:六、 课时:1课时七、 教学流程:(一) 回顾:上一节课,我们学习了声音的产生和传播,同学们, 1) 声音是怎样产生的? 2) 要想传播声音,需要些什么条件呢? 3) 影响声速的因素有哪些呢?(二) 本节内容:好了,同学们,来听听[我的未来不是梦1:45-2:22]。联系上学期生物课上学习的人耳的结构,讨论人耳感知声音的基本过程:声音→鼓膜热运动→听小骨或其它组织→听觉神经→大脑在声音传递给大脑的整个过程中,任何部份发生障碍,人都会失去听觉,导致耳聋。耳聋分类:神经性耳聋:由于听觉神经导致的耳聋;非神经性耳聋:由于声音的传导发生了障碍(就除了听觉神经)…… 想想做做:P17实验证明:骨能传声骨传声:声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉——科学中把声音的这种传导方式叫做骨传声。双耳效应——判断声源方向的重要基础:仅靠听觉,我们也能判定物体的确却位置。为什么呢?人有两只耳朵,声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其它特征也就不同,这些差异就是判断声源方向的重要基础,通过这些差异,人耳就能判定出物体的准确位置——双耳效应。解释双声道及多声道立体声。(三) 小结:1) 人耳的构造:人们感知声音的基本过程耳聋是怎么回事?2) 声音传播的两种途径:空气传导骨传导3) 双耳效应——是判断声源方向的重要基础。 #1-3  声音的特性一、 三维目标: 1、 知识与技能: (1) 了解声音的特性; (2) 知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度与振幅有关,不同发生体发出乐音的音色不同。 2、 过程与方法:通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步学习和了解物理学研究问题的方法。 3、 情感态度与价值观:体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,更加热爱世界、热爱科学。二、 教学重点: 1、 能对声音的三大特性进行辨别; 2、 音调、响度、音色的概念及其相关因素。三、 教学难点:探究决定音调、响度的因素四、 教学方法:探究法、演示法五、 教学用具:六、 课时安排:1课时七、 教学流程:(一) 回顾。(二) 本节内容:音调(pitch):从男女生声音不同引入,声调用高低来形容。一般情况下,男生音调低,女生音调高。那么,音调的高低与哪些因素有关?演示实验(音调与频率有关):P19 现象:当钢尺伸出桌边长度较短时,振动得较快,单调高;伸出长度较长时,振动得较慢,音调低。说明:发声体发出声音的声调高低与物体振动快慢有关。 频率: 1) 定义:物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率(frequency)。 2) 物理意义:用来描述物体振动快慢的物理量。 3) 单位:赫兹(Hertz), 简称赫,符号Hz。 4) 关系:物体振动得快,频率高,发出的音调就高;反之,…… 5) 基本了解和概念: a) 大多数人能够听到的频率范围是20Hz——20000Hz,20、20000Hz分别是人类听觉的上限和下限。 b) 超声波:频率高于20000Hz的声音(supersonic wave)。特点:能量大;沿直线传播。(此处看教案书……超声波的用处;自然界中的超声波;示波器)次声波:频率低于20Hz的声音(infrasonic wave)。响度:声音有音调的不同,也有强弱的不同。物理学中把声音的强弱叫响度(loudness)。响度即我们平时生活中所说的声音的大小。那么,怎样才能使物体发出的声音更响呢?演示实验(响度与振幅有关):P21 现象:音叉振动幅度小,音叉发出声音响度小,乒乓球被弹开幅度小;反之,…… 说明:声音的响度与发声体振动的幅度有关,振动幅度越大,产生声音响度越大。振幅:物体振动的幅度叫振幅(amplitude)。振幅大,响度大。EG:敲鼓、弹小提琴…… 注:响度还与听者与发声体的距离有关。越远,响度越小。(声音越远越分散)举例说明音调与响度是两个不同的概念。EG:蚊子与黄牛的叫声。音色:音调与响度相同的两个声音,我们还是能够区分。说明声音的特性中还有一个非常重要的因素,那就是音色。那就是为什么用二胡和钢琴演奏相同的一首曲子,我们也能分别出哪首是二胡,哪首是钢琴。不同物体发出的声音具有不同的特色,这个特色就叫音色(musical quality)。用示波器观察波形。(四) 小结: 1、 乐音的三个特征:音调、响度和音色 2、 音调是由发声体振动的频率决定的;频率 3、 响度是由发声体振动的幅度决定的;振幅 4、 不同的发声体具有不同的音色 # 1-4 噪声的危害和控制一、 三维目标: 1、 知识与技能: (1) 了解噪声的来源和危害 (2) 知道防制噪声的途径,增强环境保护的意识 2、 过程与方法:通过体验和观察,了解减弱噪声的思路 3、 情感态度与价值观:通过学习,培养热爱、保护环境的意识二、 教学重点:从环保出发,突出噪声的危害和减弱噪声的方法,提高环保意识三、 教学难点:噪声的等级四、 教学方法:五、 教具:六、 课时:1课时七、 教学流程:(一) 回顾: 1、 乐音的三大特性及涉及到的物理概念 2、 人耳听到声音的过程:声源的振动→介质(空气)的振动→鼓膜的振动→引起神经反应听到声音(二) 引入新课:播放一段乐音和噪音大家听到乐音时,会感到身心舒畅;而听到噪音时会非常烦噪和不安。那么,什么是噪音,它是怎样产生的,我们能不能防治它,怎样来防制呢?等等问题困惑着我们,那么,这一节课,我们就来学习噪声的危害和控制。演示:通过示波器演示乐音和噪音的波形,同学们观察其特点特点:乐音波形有规则,噪音的没有,是杂乱无章的。 1、 噪声及其来源 (1) 噪声的定义分类: ① 从物理学(客观)角度看,噪声是发声体做无规则振动时发出的声音 ② 从环保(主观)角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声(此定义的噪声的来源是非常大的)注:从物理学的角度来看,乐音即好听、悦耳的声音,如音叉、乐器、歌唱家发出的声音,它是由发声体做有规则振动发出的声音。噪声即嘈杂、刺耳的声音,如刮玻璃的声音,它是由发声体做无规则振动发出的声音。例题1:下列关于乐音和噪声的叙述中不正确的是(AB) A. 乐音是乐器发出的声音,噪声是机械发出的声音 B. 好听的声音悦耳动听,使人心情舒畅,一定不是噪声 C. 从环保角度看,一切干扰人们学习、休息和工作的声音都是噪声 D. 乐音的振动遵循一定的规律,噪声的振动杂乱无章,无规律可循 (2) 噪声的来源:主要来自于工业、农业、交通运输和生活四方面 ① 工业:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声等 ② 施工噪声:筑路、盖楼时的打桩声等 ③ 交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声等 ④ 社会生活噪声:家庭噪声,娱乐场所、商店、集贸市场里的噪声等注:这些噪声都是从环保角度出发的。例题2:下列属于噪声的是(AD) A. 上课时,学校的大喇叭里传出了优美的歌声 B. 上课时,老师的讲话声 C. 音乐厅里演奏的交响乐 D. 图书馆里的说话声; 2、 噪声的等级和危害: (1) 等级方面的重要考点: ① 声音有强弱之分,声音的强弱通常以分贝(dedibel,符号是dB)为单位 ② 人能听到的最微弱的声音是_0__dB;较为理想的安静环境为__30-40_dB;干扰谈话、影响工作效率的声强为_70__dB;听力会受到严重影响的声强为__90_dB以上;能引起双耳失去听力的声强为_150__dB。 ③ 为了保护听力,声音不应超过_90__dB;为了保证工作和学习,不应超过_70__dB;理想的办公环境不应超过_50_dB;为了保证休息和睡眠,不应超过_50__dB;理想的休息理环境不应超过_30_dB。 (2) 噪音的危害:(了解就可以了) ① 对人的心理效应:噪音使人讨厌、烦恼、精神不易集中、影响工作效率、妨碍休息和睡眠 ② 对人的生理效应:引起耳聋、头昏、头痛、精神衰弱、消化不良,并可导致高血压 ③ 噪音的物理效应:损坏建筑物,使一些自动控制的仪表、设备失效。而乐音有音调、响度和音色三个特征。 3、 控制噪音的方法:从人耳听到声音的过程来看(声源的振动→介质(空气)的振动→鼓膜的振动→引起神经反应听到声音),控制噪音主要从三方面着手:防止噪音产生、阻断它传播、防止它进入耳朵。对应,我们一般有三条途径: ① 在声源处减弱:例如改造噪声大的机器或换用噪声小的设备,或加一些消声装置,如摩托车消声器、无声手枪 ② 在传播过程中减弱:例如使居民区远离有噪声的工厂,或门窗背向工厂,在马路和住宅音设立屏障或植树造林,使传来的声音被反射或部份吸收而减弱 ③ 在入耳处减弱:例如人在工作时要佩带个人防护用具,如耳塞、耳罩、防声头盔等噪声控制的工作,许多国家都在大力开展,现已形成了一门新的学科,叫做“噪声控制学”或“噪声工程学”。例题3:假如我们生活在月球上,会受到噪声的困扰吗?月球中的这种现象对生活中的防止噪音有什么启示?答:不会。传播途径被阻止了→可在家庭窗户上安双层玻璃且抽成真空。例题4:物理场景:一场大雪后,大地披上银装,这时你会发现周围特别宁静,这是因为雪层中有微孔,可以吸收声音。(1)高噪音车间的工人头带的消音耳罩内的填充材料要能够吸收声音,你认为应选用哪种材料合适?(C) A.硬纸片 B.碎钢块 C.泡沫塑料 D.木屑(2)会堂和剧院的四壁和屋顶都做成凹凸不平状,或用蜂窝材料,这是为了(C) A.增强声音的反射 B.增加声音的响度 C.减弱声音的反射 D.增强响度答:具有很多小气孔的材料吸收声音的效果好。例题5:(选做)一位同学深夜在家看电视,为了不影响家人休息,他应采取下列哪种方法?(B) A. 用棉被把电视机捂住 B. 插上耳机,用耳机听 C. 把音量开关关上,不让电视机发出声音 D. 让家人把耳孔塞住答:本题还要考虑是否切实可行。 4、 噪声也能利用:(《优》P35)噪声除草(详)、噪声发电、噪声制冷、噪声除尘(详)、噪声克敌 # 1-5 声的利用一、 三维目标: 1、 知识与技能:了解现代技术中与声有关的知识的应用 2、 过程与方法:通过观察、看录象及浏览有关的文字、图片、音像资料,获得社会中声的利用方面的知道 3、 情感态度与价值观:通过学习,了解声在现代技术中的应用,进一步增加对科学的热爱二、 教学重点:现代技术中与声有关的知识应用三、 教学难点:声在现代技术中的应用四、 教学方法:五、 教具:六、 课时:1课时七、 教学流程:(一) 回顾上节内容(二) 引入新课: 1、 声与声音的区别:声的概念比较广,包括声音、超声、次声等;声音的概念相对而言要窄得多,仅指人耳能感觉到的那部份声。 2、 声与信息: (1) 直接利用声传递各种信息: ① 如铁路工人用铁锤敲击钢轨,会从异常的声音中发现松动的螺栓; ② 医生通过听诊器可以了解病人心、肺的工作情况 (2) 通过声反射获得信息: ① 回声定位:蝙蝠具有发射和接收超声波的本领。它在飞行时发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离,这种方法叫做回声定位。在军事上,利用雷达进行探测和导航;渔民利用声纳探测鱼群的信息。 ② B超:用超声波检查身体时,由于人体各部份器官对声波的反射情况不同,利用计算机、图像显示设备,通过屏幕,可以清楚地将心、肝、肾……人体内部器官的结构显示在屏幕上。根据图象,大夫很快就可以找出病灶所在的位置了。例如,气管内吸进了异物,若盲目向外取,可能伤到气管壁上的绒毛和黏膜。利用超声波成像仪,先将异物位置清晰地显示在屏幕上,然后用仪器准确地夹住异物取出,比较方便安全。 ③ 为什么①②中要利用超声波?超声波与可听声波(声音)相比较,具有方向性好、穿透能力强、在水中传播距离远、易于获得较集中的声能等特点。例题1:假日里,李红和爸爸开车去旅游,车行至一座山前鸣笛,经过2S后听到回声,问鸣笛处车距山多远? 解法一:2S内声音在空气中传播的距离为往返路程,其一半为车与山的距离。已知:v=340m/s, t=2s 求:s 解:由v=s/t,得s=vt=340m/s×2s=680m S1=1/2×s=340m 解法二:也可以说2s为往返时间,其一半时间乘以声速不是车与山的距离。已知:v=340m/s, t=2s 求:s 解:t1=1/2×t=1s S=vt1=340m/s×1s=340m 3、 声与能量: ① 声波能传递能量吗?(教材P29实验) ② 声波与水波类似,也可以传递能量,并且应用起来更为广泛、有用。如:利用声波的能量可以清洗精密机械:在超声波的作用下,液体会剧烈振动,一会我受压变密,一会我受拉变疏,洗涤液受拉变疏时,会产生许多小气泡。由于超声波的频率在20000HZ以上,振动非常迅速,小气泡会急剧地生了又破,破了又生,液体不断运动,就好像许多小刷子不间断地冲击着钟表等零件的各个角落,把机械上的污垢敲击下来而不会损害被洗的物体。可以降低污染:超声波的频率很高,当发射到烟尘中时,烟尘会随着它的振动而激烈振荡,短时间内互相碰撞,凝聚成较大的颗粒,这种大颗粒,上升的气流无法支撑其重量,便会沉到烟囱的底部。可以帮助外科医生除去人体内的结石等:外科医生可以利用高能、方向性极强的超声波对准结石,把它击成碎片,再在药物的疏导下,碎片就可以顺畅地排出体外。例题2:下列现象或做法中能说明声波可以传递能量的是(ABD) A 外科医生利用超声波除去人体内的结石 B 天上打雷时可以感觉到房屋在振动 C 远处的雷声预示着一场大雨可能到来 D 开山炸石的炮声震耳欲聋


作者:佚名:柔水 来源:本站原创 发布时间:2009年11月10日
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