内容正文:
第2节 声音的特性
知识与技能:
1.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。
2.知道超声波与次声波的概念。
3.知道声音的响度跟发声体的振幅有关。
4.知道不同发声体发出声音的音色不同。
过程与方法:
1.通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步了解、学习用科学探究的方法研究物理问题。
2.学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用已知的科学规律去解释具体问题。
3.培养学生合作的能力,初步的评估和听取反馈意见的意识。
情感、态度与价值观:
1.乐于探索自然现象和身边的物理道理,乐于参与观察、实验、探究活动。
2.培养学生联系生活、生产和科学技术的意识。
3.体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,从而更加热爱世界,热爱科学。
重点:音调、响度、音色的概念及其相关因素。
难点:探究决定音调和响度的因素;超声波和次声波的概念;通过示波器的波形图比较声音的音调、响度、音色。
第1课时 音调、超声波与次声波
多媒体课件、钢尺。
一、情景导入
奥地利医生沃思勃鲁格小时候经常看到开客栈的父亲轻叩啤酒桶(如图甲),以便了解桶内究竟有多少酒。后来,沃思勃鲁格成了奥地利皇后的御医,他想,人类胸腔的形状有点像酒桶,假如你轻轻叩击,应该可以根据声音判断肺部哪里有积水。从此医生就用这个办法给病人诊病(如图乙)。
敲击装水和不装水的两个玻璃杯,它们发出的声音是否相同?想一想。
多媒体播放视频“水杯琴”敲出小星星。(视频详见教学课件)
神奇的杯子能发出不同的声音,今天我们就通过学习声音的特性之一:音调,来解释这个现象。
二、合作探究
音调
我们接触到的各种声音,有的高有的低,在物理学中,把声音的高低叫做音调。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呢?
如图,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调,它们之间有什么关系?(强调:两次实验要用大小相同的力)
同学们根据实验结果填写下列表格,并交流讨论钢尺振动的快慢和发声的音调有什么关系?
钢尺伸出长度
振动快慢
声音高低
伸出5 cm
伸出10 cm
伸出15 cm
物体振动得快,发出的音调就高;振动得慢,发出的音调就低。也就是说,发声体振动的快慢,决定着音调的高低。
(1)物理学中用物体每秒振动的次数即频率来描述物体振动的快慢。频率单位:Hz。
(2)音调的高低与频率有关,频率越高则音调高,频率低则音调低。
海豚音
海豚音,从字面上容易理解为像海豚一样发出的高音调声波,但海豚所能发出的声音频率范围是7 000~120 000 Hz,很显然人是无法发出这个频率的声波的。所以,海豚音只是泛指人类发出的极高的音调。海豚音也是至今为止人类发声频率的上限。海豚音这个词非声乐上的名词。
超声波与次声波
(1)大多数人能够听到的频率范围是多少?
(2)什么叫超声波?什么叫次声波?
多媒体展示人和一些动物的发声和听觉的频率范围:
人能够听到的频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz。其中20 Hz是人类听觉的下限,20 000 Hz是人类听觉的上限。
振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声呢?请同学们分组讨论。(蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次,蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次,由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围,所以人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听觉频率范围内,故能听到蚊子翅膀振动发出的声音)
(1)人能够听到的频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz。
(2)高于20 000 Hz的声叫做超声波,低于20 Hz的声叫做次声波。
(3)波形图:通过波形图可以显示音调与频率的关系。高音调的波形更密集一些,声音的频率较高;低音调的波形比较稀疏,声音的频率较低。
第2节 声音的特性
第1课时 音调、超声波与次声波
完成本课时对应练习。
这节课是本章的重点内容,在设计时要以学生为主,让学生通过听、看、想、做等活动,来感知声音的特性,对于“音调”“频率”“超声波”“次声波”等的理解不能死记硬背,在结合生活实例的基础上,灵活处理。
学生在日常生活中观察和思考不够,缺乏对物理现象观察的针对性和敏锐性,这也说明学生用物理知识联系生活的意识比较淡薄,这一状况的改变同样需要平时的日积月累。
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