第一章第二節(jié)聲音的特性

1、第 一 章 第 二 節(jié) 聲音的特性【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)目標(biāo)1了解聲音的特性。2知道樂(lè)音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動(dòng)頻率有關(guān)，響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)。3不同發(fā)聲體發(fā)出樂(lè)音的音色不同。二、能力目標(biāo)1通過(guò)做“音調(diào)與頻率有關(guān)的實(shí)驗(yàn)”和“響度與振幅有關(guān)的實(shí)驗(yàn)”，進(jìn)一步了解物理學(xué)研 究問(wèn)題的方法。2培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。三、德育目標(biāo)1體會(huì)現(xiàn)實(shí)世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，培養(yǎng)學(xué)生更加熱愛(ài)世界、熱愛(ài)科學(xué)的品質(zhì)。2培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的意識(shí)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】音調(diào)、響度、音色的概念及其相關(guān)因素?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】探究決定音調(diào)、響度的因素。【教學(xué)過(guò)程】一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情境，引入新課生活中我們接觸到的聲音各種各樣，千差萬(wàn)別

2、。 其中有許多聲音讓我們感到悅耳、 動(dòng)聽(tīng)。 例 如：音叉發(fā)出的聲音、人歌唱的聲音、各種樂(lè)器的演奏聲等，它們都是物體做規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的 聲音，物理學(xué)中把這類聲音叫做樂(lè)音。有的聲音聽(tīng)起來(lái)音調(diào)高， 有的聲音聽(tīng)起來(lái)音調(diào)低，聲音為 什么會(huì)有音調(diào)高低的不同呢？讓我們一起來(lái)做下面的探究活動(dòng)。二、進(jìn)行新課1【活動(dòng)一】音調(diào)和頻率的關(guān)系。運(yùn)用鋼尺，想辦法使鋼尺發(fā)聲。我們可以把鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊，撥動(dòng)鋼尺， 聽(tīng)它振動(dòng)發(fā)出的聲音。如果鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度短一些， 觀到鋼尺振動(dòng)發(fā)聲時(shí)振動(dòng)得快慢及聲 音的特點(diǎn)？此時(shí)，鋼尺振動(dòng)得較快，聲音尖而細(xì)。如果使鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度較長(zhǎng)一些，再次撥 動(dòng)，比較兩種情況下鋼尺振動(dòng)

3、得快慢和發(fā)出的音調(diào)。結(jié)論：當(dāng)鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度較短時(shí)，鋼尺振動(dòng)得較快，音調(diào)高； 當(dāng)鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度較 長(zhǎng)時(shí)，鋼尺振動(dòng)得慢，音調(diào)低。學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，并分組討論下列問(wèn)題。（ 1 ）頻率的物理意義是什么？什么叫頻率？（2）在國(guó)際單位制中，頻率的單位是什么？（3）物體振動(dòng)得快慢、頻率跟音調(diào)的關(guān)系是什么？（4）大多數(shù)人能夠聽(tīng)到的頻率范圍是什么？（5）什么叫超聲波？什么叫次聲波？（6）生活中你對(duì)超聲波、次聲波了解多少？能說(shuō)岀它們的一些用處嗎？教師總結(jié)：頻率是用來(lái)描述物體振動(dòng)快慢的物理量，物理學(xué)中把物體在每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫做頻率。在國(guó)際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hertz），簡(jiǎn)稱赫，符號(hào)為 Hz。下面

4、就是“音調(diào)與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系"（出示動(dòng)畫(huà)：）IS頻率決定聲音的音調(diào)。物體振動(dòng)得快，頻率高，發(fā)出的音調(diào)就高；物體振動(dòng)得慢，頻率低, 發(fā)岀的音調(diào)就低。大多數(shù)人能夠聽(tīng)到的頻率范圍從20 Hz到20000 Hz。其中20 Hz是人類聽(tīng)覺(jué)的下限，20000Hz是人類聽(tīng)覺(jué)的上限。討論： 振動(dòng)會(huì)發(fā)出聲音， 為什么我們聽(tīng)不到蝴蝶翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音， 卻能聽(tīng)到討厭的蚊子 聲？請(qǐng)同學(xué)們分組討論。蝴蝶的翅膀一秒鐘振動(dòng)不超過(guò) 10 次，蚊子的翅膀一秒鐘振動(dòng) 500600 次，由于蝴蝶的翅膀 振動(dòng)的頻率低于人耳能夠聽(tīng)到的頻率范圍， 當(dāng)然人耳聽(tīng)不到蝴蝶翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音。 而蚊子翅 膀的振動(dòng)頻率在人耳的聽(tīng)頻范圍內(nèi)

5、，人耳就能聽(tīng)到蚊子翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音。頻率高于 20000Hz 的聲音叫做超聲波。頻率低于 20 Hz 的聲音叫做次聲波。2超聲波超聲波有兩個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是能量大，一個(gè)是沿直線傳播。其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面（ 1）超聲波加濕器、治療咽喉炎及氣管炎的藥液霧化器利用超聲波的高能量將液體破碎成 許多小霧滴。（ 2）超聲波清洗污垢。（ 3）聲納利用超聲波基本上沿直線傳播探測(cè)水中的暗礁、敵人的潛艇，測(cè)量海水的深度。（ 4）超聲波探傷儀利用超聲波沿直線傳播探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土制品內(nèi)部是否有氣泡和 裂紋。（5）醫(yī)院利用B超（B型超聲波）分析體內(nèi)的病變。（ 6）許多自然災(zāi)害如地震、火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)等在發(fā)生前都

6、會(huì)發(fā)出次聲波，科學(xué)家們用次 聲波來(lái)預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)、 研究大氣結(jié)構(gòu)等， 在軍事上可以利用次聲來(lái)偵察大氣中的核爆炸、 跟蹤導(dǎo)彈等 等。有趣的是很多動(dòng)物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。例如蝙蝠， 飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲(chóng)身體的反射波來(lái)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(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚(yú)的位置。 現(xiàn)代的無(wú)線電定位器雷達(dá)， 就是仿照蝙蝠的超聲波定位系統(tǒng) 制造的。這門新學(xué)科叫仿生學(xué)。另外，有些動(dòng)物對(duì)高頻聲波反應(yīng)靈敏（如貓、狗、海豚），而有 些動(dòng)物對(duì)低頻聲波有很好的反應(yīng)（如大象可以用人類聽(tīng)不到的“聲音”進(jìn)行交流，實(shí)際上大象的語(yǔ)言對(duì)人類來(lái)說(shuō)就是一種次聲波）。請(qǐng)同學(xué)們課后通過(guò)查閱

7、資料、訪問(wèn)網(wǎng)站等多種途徑，了解超聲波和次聲波的應(yīng)用，并利用活動(dòng)課進(jìn)行交流。3波形與頻率【活動(dòng) 2】觀察聲波的波形教師簡(jiǎn)單介紹示波器的作用并演示： 在這里， 我們要用示波器顯示聲波的波形， 示波器的構(gòu) 造復(fù)雜，工作原理要在高中物理的電場(chǎng)部分涉及到，目前同學(xué)們的知識(shí)還不足以理解它。另外， 我們也沒(méi)有必要弄懂它，只要我們會(huì)正確使用就行了。下面讓我們一起來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。（ 1）通過(guò)示波器觀察兩個(gè)頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形，比較不同頻率的聲音的波形有 什么差別。（教師演示，學(xué)生觀察并討論）（ 2）通過(guò)示波器觀察不同的男女同學(xué)發(fā)出聲音的波形，比較男女學(xué)生聲音的波形有什么不同? （教師演示，學(xué)生觀察并討論

8、）實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 兩個(gè)頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形相似， 但頻率高的音叉的波形要密一些。 男、 女學(xué)生聲音的波形不同，女同學(xué)的音調(diào)比男同學(xué)高，波形就密一些。4振幅與響度問(wèn)：輕敲和重敲同一個(gè)音叉(即頻率相同的音叉)，音叉發(fā)聲的波形有什么不同？輕敲音叉時(shí)，波形的幅度??；重敲音叉時(shí)，波形的幅度大。但兩種情況下，波形的疏密程度 相同。聲音有音調(diào)的不同，也有強(qiáng)弱的不同。物理學(xué)中把聲音的強(qiáng)弱叫做響度。響度也就是我們平常所說(shuō)的聲音的大小。 怎樣才能使物體振動(dòng)發(fā)岀的聲音更響？輕敲鼓面，鼓皮振動(dòng)的幅度小， 聲音弱，響度??；重敲鼓面，鼓皮振動(dòng)的幅度大，聲音強(qiáng)，響度大。【活動(dòng)3】響度跟什么因素有關(guān)？(1) 用細(xì)線把乒乓

9、球吊起來(lái)，使乒乓球靜止在豎直位置，恰好跟音叉的一個(gè)叉股接觸。輕 敲音叉，觀察乒乓球被彈開(kāi)的幅度。(2) 重敲音叉，使音叉發(fā)岀響度更大的聲音，觀察乒乓球被彈開(kāi)的幅度。(3) 比較音叉發(fā)岀不同響度的聲音時(shí)，乒乓球被彈開(kāi)的幅度有什么不同。(4) 通過(guò)上面的探究活動(dòng)，可以得岀什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)結(jié)果：音叉發(fā)岀聲音的響度小， 乒乓球被彈開(kāi)的幅度小， 音叉振動(dòng)的幅度??； 音叉發(fā)岀聲音的響度 大，乒乓球被彈開(kāi)的幅度大，音叉振動(dòng)的幅度大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知道：響度跟發(fā)聲體振動(dòng)的幅度有關(guān)，物體振動(dòng)的幅度越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。教師繼續(xù)總結(jié)：物體振動(dòng)的幅度叫振幅。 物體的振幅越大，聲音的響度就越大。那么振幅是 確定響度的

10、惟一因素嗎？實(shí)際中， 響度還跟聽(tīng)者與發(fā)聲體的距離有關(guān)。 距發(fā)聲體越遠(yuǎn)，聽(tīng)到的聲 音越小，響度越小。(可以向?qū)W生簡(jiǎn)單介紹原因：因?yàn)槁曇粼趥鞑ミ^(guò)程中，越到遠(yuǎn)處越分散。)音調(diào)和響度是聲音的兩個(gè)不同的特征。響度大的聲音，音調(diào)不一定高；音調(diào)高的聲音，響度也不一定大。在同一首歌曲中，音調(diào)低的“1 ”可以唱得比音調(diào)高的“ 5”更響。練習(xí)：請(qǐng)同學(xué)們討論并回答，蚊子的叫聲與黃牛的叫聲相比，哪個(gè)音調(diào)高？哪個(gè)響度大？參考解答：蚊子的叫聲音調(diào)高；黃牛的叫聲響度大。5、音色頻率的高低決定聲音的音調(diào)。 但是不同的物體發(fā)岀的聲音， 即便音調(diào)相同，我們還是能夠分 辨它們。在聲音的特征中還有一個(gè)因素是十分重要的，它就是音色。物理上，把不同的物體發(fā)岀的聲