内容正文:
模块一 力学
专题01 声现象
*知识与方法
一、声的产生与传播
1.一切发声的物体都在振动。振动停止,发声也停止。正在发声的物体叫声源。
说明:不能理解为“振动停止,声音消失”,因为振动停止,只是不再发声,但原来发出的声音的传播仍然存在,会继续传播。
2.声音的传播需要介质,真空不能传声。声以波的形式传播,它具有能量,声波到达人耳,引起鼓膜振动,人就听到声音。
3.声音在介质中的传播速度简称声速。一般情况下,v固> v液> v气。声速的大小还与温度有关,同种介质,温度越高,声速越大。声音在15℃ 空气中的传播速度是340m/s。
4.回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上人耳就能把回声跟原声区分开来,此时障碍物到听者的距离至少为17m。
回声的应用:测量距离(海水的深度、车到山的距离、船到冰山的距离等)。
5.双耳效应:双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应。声音强弱不同时,可感受出声源与听音者之间的距离。
二、乐音的三要素
1.乐音是物体做有规律振动时发出的声音。
2.音调:表示声音的高低,由声源振动频率的高低决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
超声波和次声波:我们把频率高于20000Hz的声叫做超声波,低于20Hz的声叫做次声波,人能够感受到的声音频率范围为20~20000Hz,超声波和次声波人类都听不见。
判断音调高低的步骤:
(1)确定声源类型:常见声源有弦、玻璃瓶、空气柱、鼓面等。
(2)判断振动快慢:一般情况下,声源的长度越短,振动得越快,音调越高。对于弦乐器,弦越细、越紧、越短,音调越高。对于鼓,鼓皮绷得越紧,音调越高。对于空气柱振动发声的,空气柱越短,音调越高。
3.响度:表示声音的强弱,发出声音的响度与振幅有关。物体在振动时,偏离原来位置的最大距离叫振幅。振幅越大,响度越大。增大响度的主要方法是:增大振幅,减小声音的发散,减小距离。
4.音色:由发声体本身决定。人们根据音色能够辨别乐器或区分人。
5.区分乐音三要素:听声辨人——依据不同人的音色来判定;振聋发聩——指响度大;曲高和寡——指音调高。
三、噪声的危害和控制
1.物理学角度看,噪声是指发声体做无规律的、杂乱无章的振动发出的声音;环境保护的角度看噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
2.噪声的等级:用分贝为单位来计量声音的强弱,符号是dB。听觉下限0dB;为保护听力应控制噪声不超过90dB;为保证工作学习,应控制噪声不超过70dB;为保证休息和睡眠应控制噪声不超过50dB。
3.减弱噪声的方法:
(1)在声源处防止噪声产生:摩托车装有消声器;某路段禁止鸣笛等。
(2)在传播过程中阻断噪声的传播:公路两旁植树;市内高速公路道路两侧装有隔音板;居民楼安装隔音门窗等。
(3)在人耳处防止噪声进入人耳:带耳塞,隔音耳罩。
四、声的利用
1.声可以传递信息:人们说话交流;回声定位;B 超诊断病情;超声波金属探伤;次声波监测地震、海啸等。
2.声可以传递能量:发声的扬声器能“吹动”烛焰;超声波碎石;超声波清洗;次声波武器等。
声现象中常用的物理方法:
(1)转换法、放大法:把不容易感知的现象转换成容易感知或观察的现象,这种方法叫做转换法;把不容易观察到的现象,用具体的方法使它放大便于观察,这种方法叫做放大法。
例如:用正在发声的音叉接触竖直悬挂的乒乓球,可以观察到乒乓球被弹开;
向鼓面上撒碎纸屑,敲击鼓面,可以观察到纸屑跳起;
将正在发声的音叉插入水中,可以观察到音叉周围溅起水花。
(2)推理法:在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。
例如:把正在响铃的闹钟放入玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到铃声逐渐变小,进而推断真空不能传声。
*针对训练
一、单选题
1.(2023秋·河北保定·八年级统考期末)如图所示,现在买东西可以用声波支付了。声波支付的原理是用户通过手机向售货机发出一段超声波,售货机“听”到这段声波后进行自动处理,用户再在自己手机上输入密码,售货机就会“吐”出商品,下列相关说法正确的是( )
A.超声波在空气中的传播速度是3×108m/s
B.手机声波支付功能不能在真空环境中使用
C.手机发出的超声波不是由物体振动产生的
D.只要环境安静,人耳就能听到超声波
2.(2023秋·湖北黄石·八年级统考期末)端午节是中国的传统节日之一,如图所示,是在大冶湖举行龙舟比赛场景。下列说法正确的是( )
A.龙舟上的鼓手敲击鼓面越快,鼓声的响度越大
B.鼓声的响度越大,鼓声在空气中传播的速度也越大
C.现场观众通过音色来辨别各种嘈杂声中的鼓声
D.选手听到鼓声齐心划船,说明声波能传递能量
3.