八年級物理上冊 超聲波教案 北師大版

1、第四節(jié) 超聲波教學(xué)重點和難點：超聲波的應(yīng)用學(xué)生查找、交流信息、應(yīng)用知識的能力課前準備：收集信息處理信息（在醫(yī)學(xué)上、在軍事上、在生活中、近代科學(xué)技術(shù)）制成Powerpoint教學(xué)設(shè)計圖示：學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動教師活動與意圖什么是超聲波超聲波有哪些主要特征超聲波有哪些應(yīng)用收集信息處理信息（在醫(yī)學(xué)上、在軍事上、在生活中、近代科學(xué)技術(shù)）充分培養(yǎng)學(xué)生自主探索的能力，把學(xué)校的課堂與社會實踐和科學(xué)技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起教學(xué)過程設(shè)計：新課的引入：播放海豚表演的視頻，提出問題：你知道海豚是如何捕食嗎？新課的教學(xué)：學(xué)生主持：今天我們就學(xué)習(xí)超聲波，我們?nèi)硕芨杏X到聲音的頻率在20 Hz 至20000Hz之間頻率低于20H

2、z和高于20000Hz的聲波，都不能引起人的聽覺，低于20Hz的聲波叫次聲波，高于20000Hz的聲波叫超聲波超聲波的特點：束射特性、吸收特性、超聲波的能量傳遞特性、超聲波的聲壓特性現(xiàn)在我分別介紹它們一束射特性由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且遵守幾何光學(xué)的定律即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時，入射角等于反射角，當射線透過一種物質(zhì)進入另一種密度不同的物質(zhì)時就會產(chǎn)生折射，也就是要改變它的傳插方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則折射也愈大二吸收特性聲波在各種物質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加，強度會漸進減弱，這是因為物質(zhì)要吸收掉它的能量對于同一物質(zhì)，聲波的頻率越

3、高，吸收越強對于一個頻率一定的聲波，在氣體中傳播時吸收最歷害，在液體中傳播時吸收比較弱，在固體中傳播時吸收最小三超聲波的能量傳遞特性超聲波所以在各個工業(yè)部門中有廣泛的應(yīng)用，主要之點 還在于它比可聽聲波具有強大得多的功率為什么有強大的功率呢?因為當聲波到達某一物資中時，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也跟著振動，振動的頻率和聲波頻率樣，分子振動的頻率決定了分子振動的速度頻率愈高速度愈大物資分子由于振動所獲得的能量除了與分子的質(zhì)量有關(guān)外，是由分子的振動速度的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質(zhì)分子愈能得到更高的能量、超聲波的頻率比可聽聲波可以高很多，所以它可以使物資分子獲得很大的能量；換句話

4、說，超聲波本身可以供給物質(zhì)足夠大的功率 四超聲波的聲壓特性當聲波通入某物體時,由于聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化由于聲波振動引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質(zhì)分子產(chǎn)生顯著的聲壓作用、例如當水中通過一般強度的超聲波時，產(chǎn)生的附加壓力可以達到好幾個大氣壓力液體中存起著如此巨大的聲壓作用，就會引起值得注意的現(xiàn)象當超聲波振動使液體分子壓縮時，好像分子受到來直四面八方的壓力；當超聲波振動使液體分子稀疏時，好像受到向外散開的拉力，對于液體，它們比較受得住附加壓力的作用，所以在受到壓縮力的時候；不大會產(chǎn)生反常情形但是在拉力的作用下，液體就

5、會支持不了,在拉力集中的 地方，液體就會斷裂開來，這種斷裂作用特別容易發(fā)生在液體中存在雜質(zhì)或氣泡的地方，因為這些地方液體的強度特別 低，也就特別經(jīng)受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用由于發(fā)生斷裂的結(jié)果，液體中會產(chǎn)生許多氣泡狀的小空腔，這種空泡存在的時間很短，一瞬時就會閉合起來空腔閉合的時候會 產(chǎn)生很大的瞬時壓力，一般可以達到幾千甚至幾萬個大氣壓力液體在這種強大的瞬時壓力作用下，溫度會驟然增高 斷裂作用所引起的互大瞬時壓力，可以使浮懸在液體中 的固體表面受到急劇破壞我們常稱之為空化現(xiàn)象現(xiàn)在由每組推薦的同學(xué)給大家介紹超聲波的應(yīng)用第一組：超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人體各個內(nèi)臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健

6、康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣平常說的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變美國科學(xué)家正在研究用超聲波止住病人體內(nèi)出血的新技術(shù)，可免除手術(shù)止血的痛苦與危險 據(jù)新一期英國新科學(xué)家雜志報道，醫(yī)生通常用動手術(shù)的方式來為病人止血，這一方法風(fēng)險較大有研究者設(shè)想用超聲波對體內(nèi)傷口進行加熱燒灼，借以止血但如果出血位置在腦部，或出血面積較大，這種方法就很不可取美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，高密度聚焦超聲波能加快自然凝血過程，無須加熱燒灼傷口就能止血實驗表明，超聲波會加快血液運動，激活血小板，使它們錯認為自己是在流經(jīng)一個破裂的傷口，從而加強粘著性，與細胞膜及其它血小板粘附，促進凝血

7、這一方法比手術(shù)止血和超聲波加熱止血更安全研究人員將進一步完善這項技術(shù)，先在動物身上試驗，然后用于人體第二組：超聲波在軍事上的應(yīng)用為什么在水中不采用雷達、衛(wèi)星遙感技術(shù)等先進技術(shù)而仍用落后的聲納呢？海水能吸引電磁波，雷達用不上了海水吸熱能力太強，紅外線技術(shù)無用武之地；水的透光能力差，而吸收光的能力卻很強，光學(xué)觀察設(shè)備如望遠鏡也使不上了特別是深海中一片漆黑，什么也看不見探照燈又會暴露自己   而海水的傳聲能力卻比在空氣中強得多聲納技術(shù)就應(yīng)運而生了聲納機發(fā)出一束不同頻率的聲音信號，再用特殊設(shè)備接受反射信號加以分析，這樣就如同安上了蝙蝠的耳朵，周圍的情況也就知道了第三組：超聲波在生活

8、中的應(yīng)用超聲波鼠蟲驅(qū)除器：超聲波沒有穿透力，故遇到障礙物不能穿透，但是能反射回來，但是必須是硬物體才能反射，但損耗很大超聲波遇軟物體能被吸收，如窗簾、沙發(fā)、衣、被等物，所以也影響它的使用面積該儀器壽命3年以上耗電極微，每月13度電，輸出為1W電壓為11伏對人無危險傷害，安全可靠超聲波洗衣機：徹底“拋棄”洗衣粉，與傳統(tǒng)洗滌方式不同，超聲波洗衣機主要利用超聲波的“空化”作用（超聲波作用于液體時可產(chǎn)生大量小氣泡 一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負壓，壓強的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡另一原因是強大的拉應(yīng)力把液體“撕開”成一空洞，稱為空化空洞內(nèi)成為液體蒸氣或溶于液體的另

9、一種氣體，甚至可能是真空因為空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大或突然破滅破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波和空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象在液體中進行超聲處理的技術(shù)多數(shù)與空化作用有關(guān)），產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上“震”下來溶解到水中，然后再通過內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動對衣物進行摔打和水流穿透，洗凈衣物超聲波洗衣機不僅無污染，而且比普通洗衣機節(jié)水三分之一BJ49-密度計超聲波清洗器，本系列儀器的超聲波發(fā)生源和震板為獨立組件,主要適用于油田、煉油廠密度計圓管內(nèi)壁清洗，同時也適于各種相同密度計尺寸規(guī)格的管道、圓管、方管內(nèi)壁的清洗超聲波加

10、濕器第四組：超聲波在近代科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用很多動物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官以昆蟲為食的蝙蝠，視覺很差，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準確地確定遠處小魚的位置 現(xiàn)代的無線電定位器雷達，質(zhì)量有幾十、幾百、幾千千克，蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克，而在一些重要性能上，如確定目標方位的精確度、抗干擾的能力等都遠優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位器深入研究動物身上各種器官的功能和構(gòu)造，將獲得的知識用來改進現(xiàn)有的設(shè)備和創(chuàng)制新的設(shè)備，這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科，叫做仿生學(xué)教學(xué)反思：教學(xué)點評：通過本節(jié)知識的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對超聲波有了更深刻的認識，首先