第四章第14节声音的产生探究声音是怎样传播的.docx
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第四章第14节声音的产生探究声音是怎样传播的
课程解读
一、学习目标:
1.知识与技能目标:
①通过观察和实验初步认识声音是由物体振动产生的。
知道声音传播需要介质。
知道声音在空气中的传播速度。
知道人是怎样听到声音的。
知道回声现象。
②了解声音的特性,知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅和与距离发声体的远近有关,不同发声体发出的乐音的音色不同。
了解噪声的来源和危害。
知道防治噪声的途径,增强环境保护意识。
常识性了解用分贝划分声音的等级。
③知道什么是超声波,了解现代技术中与超声波有关知识的应用。
2.过程与方法目标:
①通过观察和实验,能总结发声体的共同特征。
能概括出声音是由发声体的振动产生的。
通过观察和实验的方法探究声音是如何传播的。
培养对比观察能力。
通过学习活动,锻炼学生初步的观察能力和初步研究问题的方法。
②通过观察实验现象,能分析概括出发声体振动快慢与音调高低之间的关系;分析声音的大小与振幅之间的关系。
通过体验和观察,了解防治噪声的途径。
③通过观察、参观或录像等有关的文字、图片、音像资料,获得社会生活中有关超声波利用方面的知识。
通过介绍知道一些动物对超声波的利用,拓展知识面。
3.情感态度和价值观目标:
①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。
注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识。
②让学生体验现实世界物体的发声是丰富多彩的,从而使学生更加热爱世界,热爱科学。
通过对噪声危害内容的教学,培养学生对社会的责任感和道德观念。
③通过学习,了解超声波在现代科学技术中的应用,增强对科学的热爱。
通过了解一些自然界中的动物对超声波的利用,激发学生的学习兴趣。
二、重点、难点:
①重点:
理解声音的传播需要介质。
乐音的三大特征。
噪音的防治途径。
②难点:
音调与响度的区别。
三、考点分析:
考
试
内
容
知识点
分项细目
考试水平
了解
理解
声
现
象
声音的产
生和传播
1.声音的产生
√
2.声音的传播
√
乐音与
噪声
1.乐音的三要素
√
2.噪声的危害与控制
√
常考题型:
填空题、选择题、实验题,分值约为2—3分左右。
知识梳理
一、声音的产生和传播
1.声音的产生
声音的产生是由于物体的振动。
发声的物体叫声源。
2.声音的传播
气体、固体、液体都可以传播声音。
真空不能传声。
声音的传播需要介质。
人是怎样听到声音的——用耳朵听、骨传导
声速:
在日常气温条件下,空气中的声速为340m/s
回声:
当声波遇到障碍物时会被反射回来。
听到回声的条件:
回声和原声相差0.1秒以上。
二、乐音与噪声
有些声音听起来优美动人,这些声音被称为乐音。
有些声音听起来杂乱刺耳,这些声音被称为噪声。
噪声:
由物体无规则的振动产生。
1.乐音的三要素:
乐音的音调、响度和音色,称为乐音的三要素。
音调:
表示声音高低,由发声物体振动的频率决定。
频率高,音调高;频率低,音调低。
响度:
声音的强弱。
与振幅有关,也与人到声源的距离有关。
音色:
由发声物体的材料、结构、振动方式等因素决定。
不同乐器发出声音的音色不同。
2.噪声危害的防治途径
·从声源处减弱噪声
·从传播途中减弱噪声
·在人耳处减弱噪声
三、超声波的用途
人耳能听到的声音频率在20~20000Hz之间,高于20000Hz的声波称为超声波。
低于20Hz的声波称为次声波。
人耳听不到超声波和次声波。
1.渔船与潜艇等使用的声呐所发出的声是超声波
2.利用超声波可以检查人体内患病的部位和范围
3.工业上使用的超声波探伤仪,能够检查出金属零件内部的裂纹等问题
4.利用超声波的高频率,可以清洗浸在溶剂中的精密机械或工具
5.医生用超声波击碎人体内的胆结石,使之可以顺畅地排出体外
典型例题
知识点一:
声音的产生和传播
例1.如图所示的“土电话”由两个圆纸筒,一根棉线做成,只要将棉线绷紧,两个人就可以通话了。
“土电话”是利用了_______的原理制成的。
题意分析:
我们知道土电话实际上是利用固体能够传声的道理制成的。
解答过程:
固体能够传声
解题后的思考:
在学习物理的过程中要善于联系实际,对于平时遇到的物理现象要多问几个为什么?
能否用学过的物理知识来解释?
只要坚持这样做,相信同学们的解题能力会不断提高,并且物理会越学越好。
例2.如图所示把正在发声的闹钟放在玻璃罩内,闹钟和玻璃罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料,逐渐抽出罩内的空气,闹钟的声音会逐渐变小,直至听不到声音。
这个实验说明了()
A.声音是由物体振动产生的
B.声音必须通过介质才能传播
C.声波在玻璃罩中发生了反射
D.声波在传播过程中能量逐渐减少
题意分析:
同学们应该还记得,在真空铃实验中,逐渐抽出罩内的空气,闹钟的声音会逐渐变小,直至几乎听不到声音,因此我们根据这个实验得出的结论是“声音的传播需要介质。
”如果进一步进行科学推理,当完全出为罩内的空气,也就是当罩内抽成真空时,将完全听不到声音,从而可以得出结论“真空不能传声”。
解答过程:
B
解题后的思考:
对于书上的每一个典型实验,同学们在学习的过程中,都要弄清实验的做法、看到的实验现象、得到的实验结论;“声音的传播需要介质,真空不能传声”还可以用来解释为什么在月球上的宇航员即使离的很近,也要通过无线电话进行交谈,这就是因为月球上没有空气,声音在真空中不能传播,但是无线电波却可以在真空中传播。
例3.在运动场上进行百米赛跑时,终点线上的计时员为了计时精确,在计时时()
A.听见枪声同时按下跑表,因为耳朵的听觉灵敏
B.看见发令枪散发的白烟同时按下跑表,因为视觉很灵敏
C.凭自己掌握,听见枪声和看见白烟都可以按跑表,因为响声和白烟是同时发生的
D.应该以看见白烟为准,因为光的传播速度特别快,而声音传播的速度要慢很多
思路分析:
同学们都知道声音和光传播是有快慢的,只不过光传播的速度是3×108m/s,而声音传播的速度通常情况下只有340m/s,也就是光速比声速大得多;正是由于光速非常大,传播100米的路程需要的时间十分短,因此在百米赛跑时,计时员应以看到白烟作为计时的标准,因此本题的正确答案是D。
解答过程:
D
解题后的思考:
在学习物理的过程中同学们要善于联系实际,并大胆尝试用学过的物理知识进行解释,只要坚持这样做,相信同学们的解题能力会不断提高,并且物理会越学越好。
例4.某人面对山崖大喊一声,1.2秒后听到自己的回声,则此人与山崖之间的距离为()
A.204米B.408米C.340米D.170米
思路分析:
根据公式S=vt=340m/s×1.2s=408m,这是声音从发出到经过山崖反射后又传到人耳所走的路程,实际上是人到山崖距离的2倍,因此人与山崖之间的距离为S1=S/2=408m/2=204m。
解答过程:
A
解题后的思考:
解题时应该注意的是,根据公式S=vt=340m/s×1.2s=408m,这是声音从发出到经过山崖反射后又传到人耳所走的路程,人到山崖的距离是这个距离的一半;还应注意的是,我们知道听到回声的条件是人耳听到的回声比原声晚0.1秒以上,人与山崖之间的最小距离为S=vt/2=340m/s×0.1s/2=17m。
例5.根据以下数据,你能从中获得什么信息?
至少写三条。
你获得的信息是:
①_____________________
②______________________
③__________________________________
思路分析:
分析实验数据得出实验结论是同学们必须掌握的基本实验技能,分析数据得出结论,往往采用对比的方法,通过观察比较声音在不同的温度下在空气中的传播速度可以知道,声音在空气中的传播速度与温度有关;又观察比较在相同温度时,声音在煤油、蒸馏水、海水中的传播速度可以知道:
在温度相同时,声音在不同的介质中的传播速度不同;从整个表格中的数据可以看出,声音在气体、液体、固体中传播的速度不同,在气体中最小、液体中较大、固体中最大。
解答过程:
(1)声音在空气中的传播速度与温度有关;
(2)在温度相同时,声音在不同的介质中的传播速度不同;
(3)声音在气体、液体、固体中的传播速度不同,在气体中最小、液体中较大、固体中最大。
解题后的思考:
分析实验数据得出实验结论是同学们必须掌握的基本实验技能,分析数据得出结论,往往采用对比的方法,希望同学们今后多加练习,掌握其中的方法。
例6.男低音独唱时由女高音轻声伴唱,则男低音比女高音()
A.音调低,响度大B.音调低,响度小
C.音调高,响度大D.音调高,响度小
题意分析:
我们已经知道,音调的高低是由振动的频率高低决定的,响度的大小是由振幅的大小决定的,男低音声音的振动频率低,但响度大;女高音轻声伴唱时的声音振动频率高,但响度小。
解答过程:
A
解题后的思考:
对于乐音的三个特征要理解,音调的高低是由振动频率的高低决定的,响度的大小是由振幅的大小决定的,音色是由振动物体的材料和结构以及振动方式决定的,三者不能混淆。
知识点二:
乐音与噪声
例1.为了减弱噪声对人的干扰,下列措施不可行的是
A.将噪声大的机器换成噪声小的机器
B.在马路和住宅间设立屏障或植树造林
C.在耳孔中塞上一小团棉花
D.关闭所有声源
思路分析:
同学们已经知道,噪声危害的防治途径有三个方面:
一是从声源处减弱;二是从传播途径中减弱;三是在人耳处减弱。
分析题中的四个选项可以知道;A选项说,将噪声大的机器换成噪声小的机器是可行的;B选项说,在马路和住宅间设立屏障或植树造林,这样可以起到在传播途径中阻碍或吸收噪音的目的,也是可行的;C选项说,在耳孔中塞上一小团棉花可以阻碍噪音进入人耳,也可以减弱噪音对人的干扰;D选项说,关闭所有声源,显然是不可行的,因为这样我们将停止一切生产、生活和工作活动。
因此正确答案是D项。
解答过程:
D
解题后的思考:
对于噪声危害的防治途径可以从三个方面入手考虑:
一是从声源处减弱;二是从传播途径中减弱;三是在人耳处减弱,可以联系实际进行分析。
例2.以下减小噪声的措施中,属于在传播过程中减弱的是()
A.建筑工地上噪声大的工作要限时B.在市区里种草植树
C.戴上防噪声的耳塞D.市区内汽车喇叭禁鸣
题意分析:
减弱噪声危害的防治途径有三个方面:
一是从声源处减弱;二是从传播途径中减弱;三是在人耳处减弱。
那么本题的四个选项分别是从哪个方面减弱的呢?
请同学们自己分析。
解答过程:
B
解题后的思考:
学习物理要善于联系实际并积极利用物理知识来解决有关问题,这样就可以不断提高自己分析问题与解决问题的能力。
例3.关于以下四幅图,下列说法正确的是()
A.甲图中,演奏者通过手指在弦上按压位置的变化来改变发声的响度
B.乙图中,敲锣时用力越大,发出声音的音调越高
C.丙图中,随着向外不断抽气,手机铃声越来越大
D.丁图中,城市某些路段两旁的透明板墙可以减小噪声污染
题意分析:
对于A选项,在甲图中,演奏者通过手指在弦上按压位置的变化来改变发声的振动频率,从而改变声音的音调;对于B选项,在乙图中,敲锣时用力越大,发出声音的振幅越大,响度越大;对于C选项,在丙图中,随着向外不断抽气,瓶里的空气越来越少,手机铃声越来越小;对于选项D,在丁图中,城市某些路段两旁的透明板墙可以阻碍噪声的传播,从而减小噪声污染。
因此正确选项是D。
解答过程:
D
解题后的思考:
要善于综合利用知识,对于乐音三要素的决定因素要很好地理解。
例4.大街上的美容店中可以进行“超声波洁牙”,超声波之所以能洁牙,是因为()
A.超声波是清洁剂
B.超声波引起液体的振动,振动把污垢敲下来
C.超声波发生反射
D.超声波传递去污信息
解答过程:
B
提分技巧
应该注意:
声音是由物体振动产生的,声音的传播需要介质,特别注意区别乐音三要素的决定因素;有关噪音的减弱办法也要很好地理解。
预习导学
一、预习新知
我们已经学习了第四章的内容,在这一章中我们主要学习了哪些知识?
你能否说出本章的主要知识体系?
重点的知识有哪些?
难点的知识又有哪些?
相信你通过自己积极主动的复习完全可以完成上述问题。
二、预习点拨
①请你在看书和有关笔记、资料的基础上,写出本章的知识网络图;
②找出本章的重点与难点;
③找出本章中自己还存在疑难的问题,应用及时查找资料、与同学合作学习、请教老师等方式去解决这些疑难问题,相信你经过努力一定能解决。
同步练习
(答题时间:
60分钟)
1.某人说话声音很大,这里说的“很大”是指声音的______________。
(填“响度”、“音调”或“音色”)
2.通常我们听到的声音是靠___________传播的,声音可以在__________、________、_________中传播,但不能在_________中传播。
列如,在月球上的宇航员只能靠无线电话进行交谈,这就是因为在月球上_______________。
3.如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明________________________________;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉将泡沫塑料球弹起,这个现象说明_______________________________。
4.悦耳动听的笛声是靠管子里的___________发生_____________而产生的。
5.声音在不同介质中的传播速度是_______(选填“相同”,“不同”)的,在气温为15℃时,声音在空气中的传播速度是_____m/s,如果看到闪电后,3s钟才听到雷声,那么闪电处距人约______m。
6.超声波在海水中的传播速度是1500m/s,合________km/h,如果从某处海面竖直向海底发出的超声波经4s返回海面,则该处海的深度是______m。
7.小明把耳朵贴在长铁管的一端,小芳在另一端敲击铁管,小明先后听到两个响声,先听到的声音是由___________传来的响声,这说明声音在__________中的传播速度比在__________中快。
8.联欢晚会上,口技演员惟妙惟肖地模仿一些动物和乐器的声音,他主要是模仿声音的___________,台下观众听到口技演员的声音是靠_____________传播的。
9.减弱噪声的途径有三条:
在_____________减弱噪声,如在汽车排气管上加消声器;在______________减弱噪声,如在路旁种植树木;在___________减弱噪声,如戴上耳塞。
10.礼堂、电影院的墙壁和屋顶要做成凹凸不平的形状,这主要是为了______________。
11.声音在下列物质中传播速度最小的是()
A.钢轨 B.纯水 C.木材 D.空气
12.下列关于声音的说法中,正确的是()
A.发声的物体不一定在振动B.声音可以在真空中传播
C.利用回声可以测海底的深度D.声音在空气中比在水中传播的快
13.关于声现象,下列说法正确的是()
A.声音在不同介质中的传播速度相同
B.人说话是靠舌头振动发声的
C.只要物体在振动,我们人耳就能听到声音
D.一切发声的物体都在振动
14.下列的实验和实例,能说明声音的产生或传播条件的一组是()
①在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动;
②当放在真空罩里的手机有电话打入时,只见到指示灯闪烁,听不到铃声;
③拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,比较两次发声的不同;
④锣发声时用手按住锣,锣声就消失了。
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④
15.古诗“少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰”中的“乡音无改”主要是指没有改变的是()
A.音调B.音色C.响度D.方言、土话
16.在下图给出的城市道路交通标志中,表示“禁止鸣笛”的是()
17.下列是小明同学观察到人们在生活中的一些行为和措施,其中属了防止噪声污染的是()
A.小明的邻居在晚上听音乐时,将音响的音量开得很大
B.某清洁工人为了减少垃圾的运送量,将垃圾就地焚烧
C.某货车司机为了超车,不断地按喇叭
D.在高考、中考复习和考试期间,居民区附近的建筑工地晚间停止施工
18.下列关于超声波的说法中不正确的是()
A.超声波是清洁剂
B.超声波能引起液体的振动,振动把污垢敲下来
C.超声波能发生反射
D.超声波不能传播
19.医生在诊病时使用听诊器,听诊器()
A.能减小声音传播过程中的能量损耗
B.能改变心跳的频率,使音调改变
C.能改变心跳的音色,使声音好听些
D.能使心脏振动的振幅增加,响度增大
20.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。
经过和同学们讨论,他提出了以下猜想:
猜想一:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关;
猜想二:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关;
猜想三:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦。
因为音调高低取决于声源振动的频率,于是他们又借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
编号
材料
长度(cm)
横截面秋(mm2)
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
F
铜
100
0.76
G
钢
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为__________,__________,_______的琴弦进行实验。
为了验证猜想二,应选用编号为________,____________,__________的琴弦进行实验。
表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。
请在表中填上所缺数据。
(2)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想,必须进行的操作是:
_____________________。
课本中所涉及的探究实验中,有些实验的研究方法与上述方法类似,例如:
__________。
21.一辆汽车做匀速直线运动,在距离正前方峭壁440m处鸣笛后继续前进,经过2.5s听到从峭壁反射回来的汽笛声,若声速为340m/s,求
(1)汽车的行驶速度;
(2)汽车还需要多长时间到达峭壁下?
22.甲同学敲击铁管的一端,乙同学伏在水管的另一端可听到两次响声,若铁管长170m,空气中的声速为340m/s,测得两次响声相隔时间是0.466s,求:
(1)敲击铁管的声音从铁管一端由空气传到另一端所用的时间?
(2)铁传播声音的速度是多大?
试题答案
1.响度
2.介质、固体、液体、气体、真空、没有空气
3.发声体都在振动、声波可以在空气中传播
4.空气柱、振动
5.不同340、1120
6.5400、3000
7.铁管、铁管、空气
8.音色、空气
9.声源处、传播途径中、人耳处
10.吸收声音
11.D12.C13.D14.D15.B
16.B17.D18.D19.A
20.
(1)A,B,C;A,D,F;100,1.02
(2)取横截面积相同、长度不同的同种材料做实验;控制变量法
21.
(1)12m/s
(2)34.2s
22.
(1)0.5s
(2)5000m/s
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