内容正文:
《第三章 声》必考基梳理及难点突破
一、声音的产生
1.声音是由物体的振动产生的。
2.正在发声的物体叫做声源。
3.发声体可以是固体、液体和气体。
二、声音的传播
1.声音的传播需要介质——真空不能传声。
2.声音以(声)波的形式传播(声波为机械波)。
3.传播速度:υ固>υ液>υ气(一般情况),在一个标准大气压和15℃空气中声速为340m/s。
常规实验
1.音叉实验(振动发声)
实验现象:敲击音叉,小球摆动
科学方法:转换法
2.真空不能传声
实验现象:随着空气被抽出,声音变小
科学方法:理想实验法
三、声音的特性
要素
含义
主要决定因素
音调(Pitch)
声音的高低
声源的振动频率
响度(loudness)
声音的大小/强弱
声源的振幅、到声源距离
音色(timbre)
声音的特色
声源的材料、结构等
频率f(freguenly):每秒振动的次数,单位赫兹(Hz)
声波(sound wave):波形图
频率:看波的疏密程度,越密频率越大,。
音色:看波的形状。
常规实验
科学方法:控制变量法
当物理量有多个影响因素,而要研究它与其中一个因素的关系时,控制其他因素不变,只改变这个因素。
1.探究影响声音强弱的因素
实验现象:越用力敲击音叉,小球弹开越远。
实验结论:用力越大,振幅越大,响度越大。
2.探究影响声音高低的因素
实验现象:钢尺伸出桌面越长,振动越快,声音越高。
实验结论:振动越快,频率越高,音调越高。
常考实验
相同瓶中装入数量不同的水
用棒敲击:瓶和瓶内的水振动发声。水越少,振动频率越高,音调越高。
吹气:瓶内空气柱振动发声。空气柱越短,振动频率越高,音调越高。
创新实验
“看见”声音
实验现象:激光经镜子反射后显现在墙上,声源振动发声后,墙上激光随着振动不停“舞动”。
四、人耳听不到的声音
1.人耳可听声频率范围20~20000Hz
动物听觉的频率范围与人不同。
2.超声波(Supersonic wave)>20000Hz
特点:方向性好;传播距离远;易于获得较集中的声能。
应用:
传递信息——倒车雷达、声呐、B超、超声探伤仪;
传递能量——超声波清洗、碎人体内结石。
3.次声波(infrasonve)<20Hz
产生于:火箭、飞机飞行、车辆奔驰、火山爆发、地震、台风、雷电。
五、噪声(noise)
1.定义:
物理学角度:物体做无规则振动发出的声音。
环保角度:妨碍人们正常学习、工作、休息的声音。
2.声强级(客观描述声音的强弱)——单位:分贝;符号 :dB。
0dB
人耳刚刚能听见
20dB
轻声细语
40~60dB
人正常交流
90dB
损伤人的听力
130~140dB
飞机起飞
150~160dB
火箭发射
3.控制噪声的途径:
六、回声计算——“山前鸣笛”
例1.峭壁前方的山路上有一辆汽车,在下列两种情况下,汽车鸣笛后都是经过3s听到回声,求鸣笛时车和峭壁间的距离。(空气声速340m/s)
(1)车向靠近峭壁的方向匀速行驶速度为10m/s;
(2)车向远离峭壁的方向匀速行驶速度为10m/s。
解析:(1)靠近情形
①画运动图线:
(
s
声
s
车
s
1
s
2
鸣笛时
听到回声时
)
②距离关系
注:同时性→t车=t声
(2)远离情形
①画运动图线:
(
s
声
s
车
s
1
′
s
2
′
鸣笛时
听到回声时
)
②距离关系
例2.一位司机做了这样一个实验:他驾车朝西山方向匀速行驶,在距西山脚下740m处鸣了一声笛,汽车继续朝前走,当行驶120m后,司机刚好听到鸣笛的回声。已知声音在空气中的传播速度是340m/s,求汽车的速度。
(
s
声
s
车
=
120m
s
1
=
740m
s
2
鸣笛时
听到回声时
)解析:①画运动图线:
②计算:
例3.一辆匀速行驶的汽车向距离车440m远的正前方一高墙鸣笛,经2.5s司机听到由高墙反过来的回声,求汽车速度。(声速为340m/s)
解析:①画运动图线:
(
s
声
s
车
s
1
=
4
40m
s
2
鸣笛时
听到回声时
)
②计算:
例4.一艘潜艇静止在水面下其正前方4.1km处有一不明潜艇驶来。已知声呐系统发出超声波后,经过5. 4s听到回声。海水中声音的速度是1500m/s,不明潜艇的行驶速度为多少?(保留两位小数)
(
s
声
5.4s
s
1
=
41
0m
静止
s
υ
)解析:①画运动图线:
②计算:
七、回声计算——“谷中鸣枪”
例5.有一山谷,两旁都是峭壁,有位