聲音的特性提高

1、聲音的特性（提高） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道聲音的三個(gè)特性，音調(diào)、響度和音色；2.通過實(shí)驗(yàn)探究知道音調(diào)、響度和音色各與什么有關(guān)；3.會(huì)用物理知識(shí)解釋生活中與聲音特性有關(guān)的現(xiàn)象?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、音調(diào)的高低頻率1.音調(diào)：聲音的高低叫音調(diào)。2.頻率：（1）物理意義：頻率是描述物體的振動(dòng)快慢的物理量。（2）定義：每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫頻率。（3）單位：赫茲（Hz）3.探究影響發(fā)聲體振動(dòng)頻率的因素：（1）提出問題：發(fā)聲體振動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)？（2）猜想和假設(shè)：發(fā)聲體的振動(dòng)頻率和材料的長短、粗細(xì)、松緊有關(guān)。（3）實(shí)驗(yàn)過程： 如圖所示，將一把鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊。撥動(dòng)鋼尺，聽它振動(dòng)發(fā)出的聲音，同時(shí)

2、注意鋼尺振動(dòng)的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，使鋼尺兩次振動(dòng)的幅度大致相同，再次撥動(dòng)。（4）結(jié)論：鋼尺伸出的越短，振動(dòng)的越快，頻率越高音調(diào)就越高。4.超聲波和次聲波一般人的聽力范圍：20Hz20000Hz，振動(dòng)頻率低于20Hz的叫次聲波；振動(dòng)頻率高于20000Hz的叫超聲波。要點(diǎn)詮釋：1、地震、火山噴發(fā)、臺(tái)風(fēng)、海嘯等自然活動(dòng)，都伴有次聲波的產(chǎn)生，有些次聲波對(duì)人體健康有害。2、一些動(dòng)物的聽覺范圍與人類不同，它們有些能聽到超聲波或次聲波。要點(diǎn)二、聲音的強(qiáng)弱響度1. 響度：物理學(xué)中，聲音的強(qiáng)弱叫做響度。2. 振幅：物體振動(dòng)的幅度。3. 影響響度的因素：（1）振幅；（2）人耳離發(fā)聲體的距離。要點(diǎn)詮釋：1

3、、實(shí)驗(yàn)證明發(fā)聲體的振幅越大，聲音的響度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅變大，聲音的響度增大。2、聲音在介質(zhì)中傳播能量會(huì)衰減，傳播距離越遠(yuǎn)，聲音的能量減小得越多，響度越小。但是，需要注意的是聲音的音調(diào)并不改變，也就是說介質(zhì)不會(huì)改變聲音的頻率，不能說距離遠(yuǎn)了，聽不清楚了，是因?yàn)橐粽{(diào)變低了。要點(diǎn)三、音色1. 聲音的特色叫音色，不同物體發(fā)出的聲音，即使音調(diào)和響度相同，我們也能分辨它們。主要是不同的發(fā)聲體音色不同。2. 音色是由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)、發(fā)聲方式?jīng)Q定的。發(fā)聲體有變化，音色也將變化。如：有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅可以通過聽聲音來辨別機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否良好。就是利用了不同的發(fā)聲體音色不同。要點(diǎn)四、樂音和樂器1

4、.樂音的波形是規(guī)則的。2.樂器可分為三類：（1）打擊樂器：以鼓為例鼓皮繃得越緊，振動(dòng)越快，音調(diào)越高。擊鼓力量越大，鼓皮的振幅越大，響度越大。（2）弦樂器：如二胡、小提琴、鋼琴等。長而粗的弦音調(diào)低、短而細(xì)的弦音調(diào)高?？嚲o的弦音調(diào)高。（3）管樂器：長的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音。要點(diǎn)詮釋：1.要注意區(qū)別發(fā)聲體的振動(dòng)快慢（頻率）與振動(dòng)幅度（振幅）的區(qū)別。音調(diào)一般用“高”、“低”、“尖”、“細(xì)”、“沉”、“悶”、“亮”等來描述，響度有時(shí)也用“高”、“低”來描述，如“高聲喧嘩”、“低聲細(xì)語”等，要注意區(qū)別。2.一般而言一個(gè)發(fā)聲體發(fā)出的聲音是由多種頻率的波合成的，從波形圖中可以清楚地看出不同音色聲

5、音的本質(zhì)。如圖所示，不同樂器奏出相同音調(diào)的聲音，從波形圖上可以看出它們主要的振動(dòng)頻率相同，但小的附加振動(dòng)不一樣，所以音色不同。 音叉 鋼琴 長笛【典型例題】類型一、聲音的特性1.一般來說老虎和小鳥的叫聲都不同，其中 的叫聲音調(diào)高，說明了它的聲帶振動(dòng)的 比較大；而 的叫聲響度大，說明了它的聲帶振動(dòng)的 比較大；另外，老虎和小鳥的叫聲的 也不同?！舅悸伏c(diǎn)撥】音調(diào)指聲音的高低，由振動(dòng)的頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；響度指聲音的大小、強(qiáng)弱，由振幅決定，振幅越大，響度越大；不同的物體振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，音色一般不同?！敬鸢浮啃▲B；頻率；老虎；振幅；音色【解析】小鳥的鳴叫聲比較尖、細(xì)、脆，是由于小鳥的聲帶振動(dòng)頻率快

6、，音調(diào)高；老虎的叫聲比較雄厚、低沉，聲響比較大，是由于老虎的聲帶振動(dòng)的振幅大，聲音的響度大；不同的發(fā)聲體音色不同?！究偨Y(jié)升華】題目考查了音調(diào)、響度、音色。音調(diào)是聲音的高低，由振動(dòng)的頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；響度是聲音的大小、強(qiáng)弱，由振幅決定，振幅越大，響度越大；不同的物體振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，音色一般不同。舉一反三：【變式1】手機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)被普遍使用。當(dāng)我們接聽電話時(shí)，能分辨出不同人的聲音是依靠聲音的 ，我們還可以通過音量開關(guān)改變聲音的 （前兩空填“音調(diào)”、“音色”或“響度”）?！敬鸢浮恳羯豁懚取咀兪?】當(dāng)火車進(jìn)站時(shí), 工人師傅總是用鐵錘敲打火車輪上的部件, 聽了發(fā)出的聲音, 便分辨出部件間是否有

7、松動(dòng), 他主要是依據(jù)聲音的（ ） A. 響度 B. 音色 C. 音調(diào) D. 頻率【答案】B2.（2015從化市一模）將某音叉振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音輸入示波器，在示波器上觀察到的波形如圖所示，可見波形豎直方向的最大值在減小，表示發(fā)生變化的物理量是（） A音色B響度C音調(diào)D周期【答案】B【解析】音調(diào)指聲音的高低，是由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；頻率表示物體振動(dòng)的快慢，物體振動(dòng)的越快，頻率越大。觀察圖形，相同時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過的周期越多，頻率越大。振動(dòng)物體往返一次叫一個(gè)周期。響度指聲音的強(qiáng)弱，是由發(fā)聲體振動(dòng)的振幅決定，振幅越大，響度越大；振幅是指振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，它決定了聲音的響度。

8、【總結(jié)升華】掌握振幅的概念、振幅與響度的關(guān)系，頻率的概念、頻率和音調(diào)的關(guān)系的解決本題的關(guān)鍵。舉一反三：【變式】下列說法正確的是 （ ）A收音機(jī)的音量開關(guān)是調(diào)節(jié)音調(diào)的 B收音機(jī)的音量開關(guān)是調(diào)節(jié)響度的C一個(gè)人音色是不會(huì)改變的 D聲音在空氣中的速度是不會(huì)變的【答案】B類型二、綜合應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)探究3.（2016長沙中考）2016年5月21日，長沙“橘洲音樂節(jié)”在洋湖濕地公園開唱，“情歌王子”張信哲的傾情演唱，引發(fā)現(xiàn)場數(shù)千觀眾大合唱。下列說法正確的是（）A歌聲通過空氣傳入現(xiàn)場觀眾的耳朵B現(xiàn)場觀眾大合唱的聲音比張信哲的聲音傳播速度更快C歌手通過麥克風(fēng)來提高聲音的音調(diào)D現(xiàn)場觀眾根據(jù)響度來識(shí)別不同的伴奏樂器【思

9、路點(diǎn)撥】（1）聲音的傳播需要介質(zhì)，固體、液體、氣體都可以傳聲；（2）在同樣的環(huán)境下，同種介質(zhì)里，聲速是相同的；（3）麥克風(fēng)可將聲音的響度擴(kuò)大，但不能提高音調(diào)；（4）不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同，據(jù)此可辨別不同的樂器?！敬鸢浮緼【解析】A、在演唱會(huì)上，歌聲通過空氣傳入現(xiàn)場觀眾的耳朵，故A正確；B、在同樣的環(huán)境下，現(xiàn)場觀眾大合唱的聲音與張信哲的聲音傳播速度相同，故B錯(cuò)誤；C、歌手通過麥克風(fēng)來提高聲音的響度，但不能提高聲音的音調(diào)，故C錯(cuò)誤；D、現(xiàn)場觀眾根據(jù)音色來識(shí)別不同的伴奏樂器，而不是通過響度，故D錯(cuò)誤。故選A?！究偨Y(jié)升華】本題考查了聲音的傳播、聲速度、音調(diào)與響度、音色的區(qū)分等，屬聲學(xué)綜合題，難度

10、不大。舉一反三：【變式】（2014秋福田區(qū)校級(jí)期中）樂音具有三要素，反映聲音高低特性的是 ，反映聲音大小特性的是 ，人們能把不同的樂音區(qū)分開，是因?yàn)樗鼈兙哂胁煌?人們通常說女子的聲音比較尖，是指聲音的 高?！敬鸢浮恳粽{(diào)；響度；音色；音調(diào)4. 聶利同學(xué)在一個(gè)養(yǎng)蜂場看到許多蜜蜂聚集在蜂箱上，雙翅沒有振動(dòng)，仍嗡嗡地叫個(gè)不停。她對(duì)十萬個(gè)為什么中“蜜蜂發(fā)聲是不斷振動(dòng)雙翅產(chǎn)生的”這一結(jié)論產(chǎn)生懷疑。蜜蜂的發(fā)聲部位到底在哪里？下面是聶利同學(xué)的主要探索過程：把多只蜜蜂的雙翅用膠水粘在木板上，蜜蜂仍然發(fā)聲。剪去多只蜜蜂的雙翅，蜜蜂仍然發(fā)聲。在蜜蜂的翅根旁發(fā)現(xiàn)兩粒小“黑點(diǎn)”，蜜蜂發(fā)聲時(shí)，黑點(diǎn)上下鼓動(dòng)。用大頭針刺破

11、多只蜜蜂的小黑點(diǎn)，蜜蜂不發(fā)聲。請(qǐng)回答：（1）聶利同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用多只蜜蜂的目的是 。（2）從實(shí)驗(yàn)和可得出的結(jié)論是蜜蜂發(fā)聲不是 。（3）“用大頭針刺破多只蜜蜂的小黑點(diǎn)”基于的假設(shè)是 ?！敬鸢浮浚?）避免實(shí)驗(yàn)的偶然性；（2）蜜蜂發(fā)聲不是由雙翅振動(dòng)產(chǎn)生的；（3）蜜蜂可能是靠小黑點(diǎn)振動(dòng)發(fā)聲的?！窘馕觥坎捎枚嘀幻鄯渥鰧?shí)驗(yàn)，可以避免實(shí)驗(yàn)的偶然性；把多只蜜蜂的雙翅用膠水粘在木板上，蜜蜂仍然發(fā)聲；剪去多只蜜蜂的雙翅，蜜蜂仍然發(fā)聲；說明蜜蜂發(fā)聲不是由雙翅振動(dòng)產(chǎn)生的；蜜蜂發(fā)聲時(shí)，黑點(diǎn)上下鼓動(dòng)，所以猜測蜜蜂可能是靠小黑點(diǎn)振動(dòng)發(fā)聲的，因此用大頭針刺破多只蜜蜂的小黑點(diǎn)?！究偨Y(jié)升華】解決此題的關(guān)鍵是要知道聲音是由物體的

12、振動(dòng)產(chǎn)生的，蜜蜂能夠發(fā)聲，肯定是什么在振動(dòng)，可以逐一排查。5.在學(xué)習(xí)演奏小提琴的過程中，小明和同學(xué)們發(fā)現(xiàn)弦樂器的琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)受很多因素的影響，他們決定對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行探究，經(jīng)討論后提出以下猜想：猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)可能與琴弦的材料有關(guān)；猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)可能與琴弦的長短有關(guān)；猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)可能與琴弦的橫截面積有關(guān)。為了驗(yàn)證以上猜想是否正確，他們找到了一些不同規(guī)格的琴弦，如下表：（1）為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)選用編號(hào)為 的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）為了驗(yàn)證猜想二，應(yīng)選用編號(hào)為 的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（3）為了驗(yàn)證猜想三，小明選用編號(hào)為、的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則表中缺少的數(shù)據(jù)應(yīng)為 ?！舅悸伏c(diǎn)

13、撥】琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)受很多因素的影響，物理學(xué)中對(duì)于多因素的問題，常常采用控制變量的方法，把多因素的問題變成多個(gè)單因素的問題，每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法?！敬鸢浮浚?）（2）（3）20；0.5【解析】探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)與琴弦的材料關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制琴弦的長度和橫截面積相同，改變材料，即選擇；探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)與琴弦的長度關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制琴弦的材料和橫截面積相同，改變長度，即選擇；探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)與琴弦的橫截面積關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制琴弦的材料和長度相同，改變橫截面積，即缺少

14、的數(shù)據(jù)中長度應(yīng)該是20cm，橫截面積應(yīng)該是0.5mm2。【總結(jié)升華】題由探究影響音調(diào)與各因素的關(guān)系，考查對(duì)控制變量法的理解與應(yīng)用。舉一反三：【變式】音樂會(huì)上各種樂器為我們奏出了美妙的音樂。回來之后，小超和小菲都知道了，樂器改變發(fā)出聲音音調(diào)的方法，可是，究竟是什么因素造成了它們發(fā)出聲音的音調(diào)發(fā)生了改變？請(qǐng)你就圖中老師提出的問題做一個(gè)猜測 。小超的做法是：首先拿一把吉他，觀察吉他上的各琴弦有什么不同。他發(fā)現(xiàn)各琴弦的粗細(xì)不同，當(dāng)他撥動(dòng)粗細(xì)不同的琴弦后，發(fā)現(xiàn)聲音的音調(diào)不同。然后，他又轉(zhuǎn)動(dòng)吉他上的旋鈕，擰緊或放松琴弦，結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)同一根琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)也不同。最后，小超又用手指按在同一根琴弦上的不同位置，以改變琴弦振動(dòng)部位的長短，結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)吉他發(fā)出聲音的音調(diào)又改變了。分析與論證：弦樂器的音調(diào)高低與弦的 、 、和 有關(guān)。小菲的做法是：找音樂老師借了一支笛子，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)后，