2.2 声音的特性 -2022-2023学年人教版物理八年级上册

声音的特性 一、教学目标 1.物理观念 （1）了解声音的特性; （2）知道乐音的音调跟发音体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同； （3）通过做“音调与频率有关”“响度与振幅有关”的试验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。 2.科学思维 学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。 3.科学探究 通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 4.科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重难点 教学重点：声音的音调和响度 教学难点：声音的音调 三、教学分析 初中阶段声学知识，对大部分学生来说都较有兴趣，学生学习本节之前，已 经学习了物体振动发声、声音传播需要介质等知识，如何引导学生自己发现问题，初步学习使用控制变量法进行科学探究，经历提出问题→猜想→设计实验→进行实验→分析和论证→评估和交流等科学探究环节，发展学生的科学探究能力，培养学生的创新精神,发展学生的科学探究能力。 四、教学过程 （一）新课讲解 1、 引入 同学们好，今天我们来学习第二章第二节声音的特征。下面请同学们听声音，感受声音的不同。你是否感受到声音有高有低，有强有弱？分辨出鸟鸣、水声、男声、女生，不同乐器发出的声音等等。 2、 新课 为什么声音如此不同？这就需要研究声音的特性。我们接触到的各种声音，有的听起来声音尖细清脆，我们称之为音调高。有的听起来声音粗犷低沉，我们称之为音调低。声音为什么会有音调高低的不同？什么因素决定音调的高低？ 你观察到什么，感受到音调的变化吗？大家都能感受到，音调变高，然而琴弦震动的太快，难以分辨。为此，我们可以利用身边的器材进行实验研究。 如图所示，将一把一端伸出桌边的钢尺紧按在桌面上，拨动钢尺，观察它振动的快慢，同时听它振动发声的音调高低。改变钢尺伸出桌边的长度，重复上述过程。比较钢尺每次振动的快慢和发出声音音调的高低。（学生进行实验） 上述实验你可以得出什么结论？我们观察到钢尺振动得越快，发出声音的音调越高。这个结论可靠吗？我们换一组器材再做一次。 如图所示，将皮筋套在大小合适的空盒子上。拨动绷紧的橡皮筋，观察它振动的快慢，同时听它振动发声的音调高低。改变橡皮筋绷紧的程度，重复上述过程。比较橡皮筋每次振动的快慢和发声音调的高低。 根据上述实验，你可以得出什么结论？我们观察到，橡皮筋振动得越快，发出声音的音调越高。大量的科学实验表明，发声体振动越快，发出声音的音调越高。发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，他决定音调的高低，物理学中用频率表示物体振动的快慢。频率的符号用小写的f表示，其物理意义是描述物体振动的快慢，定义为物体在每秒内振动的次数，叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号hz。音调与频率有什么关系？大量的研究表明，频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。 我们不仅可以听到声音，还可以想办法把声音的波形展示出来，从而更好地了解物体振动发声的情况。 基于上述实验观察，对比甲、乙两图中音叉发出声音的图像，你可以得出什么结论？两图像震动时间相等，低音调模型比较稀疏，振动次数少，声音的频率较低。高音调的模型更密集，振动次数较多，声音的频率较高。物体发声的频率有高有低，人听到的声音的频率有范围吗？如图所示为课本的小资料，从图中数据可以看出，人和动物发出声音的频率和听到声音的频率都是有一定范围的，人和动物发生的频率范围都小于听觉的频率范围。人能够听到猫和狗发出的全部声音，但是只能听到蝙蝠、海豚、大象发出的一部分声音。 人能够发出声音的频率在85hz至1100hz，人能够听到的声音频率在20hz至20000hz。人们把高于2万赫兹的声叫作超声波，因为它超过人类听觉的上限。把低于20赫兹的声叫作次声波，因为它低于人类听觉的下限。人能听到的叫做声音。声音、超声波、次声波，统称为声。 同学们能够从图中数据判断哪种动物发出的声音大吗？答案是不能，因为图中没有给出相关数据。可见，声音的大小是不同于声音的音调的另一个特性。我们用响度表示声音的大小。声音的大小与什么因素有关？我们依然用钢尺和橡皮筋进行实验研究。 如图所示，将一把一端伸出桌边的钢尺紧按在桌面上，拨动钢尺，观察它振动的幅度，同时听它振动发声的响度。改变拨动钢尺的幅度，重复上述过程。比较钢尺每次振动幅度的大小和发声响度的大小。 根据上述实验，你可以得到什么结论。可以得到：钢尺振动幅度越大，发出声音的响度越大。 我们把钢尺换乘橡皮筋，再来进行实验。如图所示，将皮筋套在大小合适的空盒子上。拨动绷紧的橡皮筋，观察它振动的幅度，同时听它振动发声的响度。