2019秋滬科版八年級物理上冊學案：第三章第3節(jié)　超聲與次聲

文檔：2019秋滬科版八年級物理上冊學案：第三章第3節(jié)超聲與次聲一、教學內(nèi)容1.超聲波與次聲波的定義及特點；2.人耳的聽覺頻率范圍；3.超聲波與次聲波在生活中的應用實例；4.聲波的傳播速度及其影響因素。二、教學目標1.讓學生了解超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用；2.幫助學生掌握聲波的傳播速度及其影響因素；3.培養(yǎng)學生的實驗操作能力，提高學生的科學探究意識。三、教學難點與重點重點：超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用；聲波的傳播速度及其影響因素。難點：超聲波與次聲波的產(chǎn)生原理及其傳播規(guī)律。四、教具與學具準備教具：多媒體教學設備、超聲波探傷儀、次聲波發(fā)生器、聲波傳播速度實驗裝置。學具：實驗記錄表格、筆記本、筆。五、教學過程1.實踐情景引入：利用超聲波探傷儀檢測學生帶來的金屬物品，讓學生感受超聲波的應用。同時，播放次聲波發(fā)生器產(chǎn)生的聲音，讓學生初步認識次聲波。2.知識講解：（1）介紹超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用；（2）講解聲波的傳播速度及其影響因素。3.實驗操作：（1）讓學生使用超聲波探傷儀檢測金屬物品，記錄實驗數(shù)據(jù)；（2）讓學生使用次聲波發(fā)生器產(chǎn)生次聲波，觀察并記錄實驗現(xiàn)象；（3）讓學生操作聲波傳播速度實驗裝置，探究聲波傳播速度與介質、溫度等因素的關系。4.例題講解：選用一道與超聲波和次聲波相關的例題，講解解題思路和方法。5.隨堂練習：設計幾道有關超聲波與次聲波的練習題，讓學生當場完成，檢驗學習效果。6.課堂小結：六、板書設計1.超聲波與次聲波的定義、特點；2.聲波的傳播速度及其影響因素；3.超聲波與次聲波在生活中的應用實例。七、作業(yè)設計1.請簡述超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用；2.請解釋聲波傳播速度及其影響因素；3.設計一個實驗，驗證聲波傳播速度與介質、溫度等因素的關系。八、課后反思及拓展延伸1.反思本節(jié)課的教學效果，查找不足，為下一節(jié)課做好準備；2.鼓勵學生課后深入了解超聲波與次聲波的原理及其應用，開展課外探究活動。重點和難點解析重點：超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用；聲波的傳播速度及其影響因素。難點：超聲波與次聲波的產(chǎn)生原理及其傳播規(guī)律。解析：一、超聲波與次聲波的定義、特點及其在生活中的應用1.超聲波的定義及特點超聲波是指頻率高于20kHz的聲波。人耳無法聽到超聲波，但它們在傳播過程中具有能量，可以用于各種應用。超聲波的特點包括方向性好、穿透能力強、易于獲得較集中的聲能等。2.次聲波的定義及特點次聲波是指頻率低于20Hz的聲波。與超聲波類似，次聲波也具有能量，并且在傳播過程中也具有方向性好、穿透能力強等特點。次聲波同樣無法被人耳聽到。3.超聲波與次聲波在生活中的應用（1）醫(yī)療領域：超聲波在醫(yī)療領域具有廣泛的應用，如超聲波碎石、超聲波檢查等。次聲波在醫(yī)療領域也有應用，如次聲波對人體組織的穿透性研究。（2）工業(yè)領域：超聲波在工業(yè)領域中用于檢測材料缺陷、測量厚度等。次聲波在工業(yè)領域中的應用較少，但可以用于檢測大型構件的內(nèi)部損傷。（3）海洋探測：超聲波在海洋探測領域中用于測量水深、探測海底地貌等。次聲波在海洋探測領域中也有應用，如利用次聲波探測海底油氣資源。二、聲波的傳播速度及其影響因素1.聲波的傳播速度聲波在介質中傳播時，其速度受到介質類型和溫度等因素的影響。聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s，在水中約為1500m/s，在鋼鐵中約為5000m/s。2.影響聲波傳播速度的因素（1）介質類型：聲波在不同介質中的傳播速度不同，一般情況下，聲波在固體中的傳播速度最快，液體次之，空氣中最慢。（2）溫度：聲波在同一介質中，溫度越高，聲速越快。例如，聲波在空氣中的傳播速度隨著溫度的升高而增加。（3）濕度：聲波在空氣中的傳播速度受到濕度的影響，濕度越高，聲速越快。三、超聲波與次聲波的產(chǎn)生原理及其傳播規(guī)律1.超聲波的產(chǎn)生原理及傳播規(guī)律超聲波通常通過超聲波發(fā)生器產(chǎn)生。超聲波發(fā)生器利用壓電效應或磁致伸縮效應產(chǎn)生超聲波。超聲波在介質中傳播時，具有直線傳播、反射、折射、衍射等現(xiàn)象。超聲波在傳播過程中還會受到衰減、散射等因素的影響。2.次聲波的產(chǎn)生原理及傳播規(guī)律次聲波的產(chǎn)生原理與超聲波類似，通常通過次聲波發(fā)生器產(chǎn)生。次聲波在介質中傳播時，也具有直線傳播、反射、折射、衍射等現(xiàn)象。與超聲波相比，次聲波在傳播過程中的衰減較小，散射現(xiàn)象較弱。繼續(xù)四、超聲波與次聲波的產(chǎn)生原理及其傳播規(guī)律（續(xù)）為了更好地理解超聲波與次聲波的產(chǎn)生原理及其傳播規(guī)律，我們可以進一步探討它們在特定條件下的行為。1.超聲波的產(chǎn)生原理超聲波的產(chǎn)生主要依靠超聲波發(fā)生器，它通過電能轉化為機械能，產(chǎn)生高頻振動。在壓電效應中，超聲波發(fā)生器中的壓電材料在電壓作用下會產(chǎn)生形變，這種形變以超聲波的形式傳播出去。磁致伸縮效應則是利用磁性材料在磁場中的形變產(chǎn)生超聲波。這些原理都基于物質的微觀物理性質，因此在設計和制造超聲波設備時需要精確控制。2.超聲波的傳播規(guī)律超聲波在介質中傳播時，會遵循聲波的基本傳播規(guī)律。它們以球面波的形式向外傳播，遇到界面時會發(fā)生反射、折射和衍射。反射和折射是超聲波在介質邊界上的基本現(xiàn)象，衍射則是在障礙物尺寸與超聲波波長相近時發(fā)生的現(xiàn)象。超聲波的傳播路徑可以通過聲學成像技術進行可視化，這在醫(yī)療成像等領域具有重要應用。3.次聲波的產(chǎn)生原理次聲波的產(chǎn)生通常與自然界中的大型事件有關，如地震、火山爆發(fā)、臺風等。這些事件產(chǎn)生的能量在地球表面?zhèn)鞑ィ纬纱温暡?。人工產(chǎn)生次聲波通常需要大型振源，如特定的聲波發(fā)生器或者大型的振動設備。次聲波的產(chǎn)生機制與超聲波有所不同，它更多是與能量的釋放和傳播有關。4.次聲波的傳播規(guī)律次聲波由于頻率低，波長較長，因此其傳播距離較遠，可以穿越大氣層傳播到地球的另一端。次聲波在傳播過程中也會遇到介質的邊界而發(fā)生反射和折射，但由于其波長較長，衍射現(xiàn)象更為明顯。次聲波的傳播路徑復雜，受天氣、地形等因素的影響較大。五、教學過程細節(jié)補充1.實驗演示：通過超聲波探傷儀和次聲波發(fā)生器進行現(xiàn)場演示，讓學生直觀地感受超聲波和次聲波的產(chǎn)生和傳播過程。2.模擬仿真：利用計算機軟件或教具進行聲波傳播的模擬仿真，讓學生通過互動操作，深入了解聲波在不同介質中的傳播特性。3.實例分析：介紹超聲波和次聲波在實際應用中的案例，如醫(yī)療成像、工業(yè)檢測等，讓學生了解這些技術在現(xiàn)實生活中的重要作用。4.問題討論：提出與超聲波和次聲波相關的問題，引導學生進行思考和討論，如“超聲波為何能用于醫(yī)療成像？”“次聲波在自然界中的作用是什么？”等。5.互動式學習：鼓勵學生參與課堂互動，如提問、回答問題、進行實驗操作等，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。六、板書設計細節(jié)補充1.關鍵概念：板書應包含超聲波和次聲波的定義、特點、