2.2 声音的特性（教案） -2023-2024学年人教版物理八年级上册

第2节 声音的特性 素养目标 1.了解声音的特征：音调、响度和音色； 2．知道声音的音调由发声体的频率决定； 3．知道声音的响度由发声体的振幅决定，同时还受距离发声体的远近以及扩散范围影响； 4．知道不同发声体发出的声音的音色不同及其应用。 重点难点 1.让学生在探究中理解和体会音调、响度和音色。 2.通过实验探究音调、响度与什么因素有关。 教学过程 新课导入 （问题导入）振动会发声，为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？为什么用力重重敲鼓比轻敲发出的声音大？模仿明星唱歌，模仿的声音再像，能完全一样吗？要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。 课堂探究 探究点一:　音调 【观察思考】两次声音有什么不同？ 播放长脚蚊飞舞时与牛吼叫时的声音。 学生观察并思考听到两次声音的感觉有什么不同？ 长脚蚊飞舞时发出的声音尖细；牛吼叫时发出的声音低沉。 长脚蚊飞舞时振动快，牛吼叫时振动慢。 1.音调：声音的高低叫音调。 通常歌曲的乐谱标注的是音调；日常生活中通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。 【提出问题】是什么因素决定音调的高低？ 【演示实验】：探究音调和频率的关系 （1） 探究目的：钢尺振动发声的音调和什么因素有关。 （2） 控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的越短 猜想和假设：可能和振动的快慢有关 (3)设计实验：将一把钢尺按紧在桌面上，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，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。 （4）实验步骤： ①使钢尺伸出桌边的长度短一些，注意观察钢尺发声时振动的快慢及声音的音调； ②使钢尺伸出桌边的长度长一些，再次拨动，注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调； ③整理实验器材，总结结论。 （5）实验结论：音调跟发声体振动的快慢有关：钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。 2.频率： （1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。 （2）定义：每秒内振动的次数叫频率。 （3）单位：赫兹（Hz）。1000Hz：物体在1s内振动了1000次。 （4）音调和频率的关系：音调由发声体振动的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低。 3.用示波器观察不同音调的波形 将不同的声信号输入示波器中，观察声音的波形。几种不同频率声音的波形有何不同？ 通过观察示波器中的波形，我们可以清楚地看到，高音调的声音频率高，波形密集；低音调的声音频率低，波形较稀疏。 4.超声波和次声波 人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。 (1)超声波——频率高于20000Hz的声，超过人类听觉的上限； (2)次声波——频率低于20Hz的声，低于人类听觉的下限。 注意：声音不同于声，振动一定发声，但却不一定是人能够听见的声音； （3）人和动物的发声和听觉频率范围 问题：为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声，却能听到讨厌的蚊子声？请同学们分组讨论。 答：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约500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，当然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频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。 问题：为什么地震、海啸刚发生时人们毫无察觉，猫、狗就已经警觉地听到了？ 发生地震、海啸、台风、核爆炸时都会伴有次声波。 探究点二： 响度 声音有音调的不同，也有强弱的不同。 1. 响度：物理学中把声音的强弱叫响度。也就是声音的大小。 2.影响声音大小的因素是什么? 请一位同学用大小不同的力敲击桌面，用力越大，桌面振动越大，声音越大。 【演示实验】：探究影响响度的因素 （1）实验设计：用大力不同的力敲击音叉，音叉发出的响度不同时，观察乒乓球振动的幅度有什么不同。 （2）实验现象：几次用不同的力敲击音叉时，乒乓球被弹开的幅度不同，用力越大，乒乓球被弹开的幅度越大，声音的响度越大。 （3）归纳总结：声音的响度与发声体振动的幅度有关。振动幅度越大，声音的响度越大；振动幅度越小，声音的响度越小。 3.振幅：物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。 4.振幅波形图 5.尽管发声体的响度与振幅有关，但是人耳听到声音的强弱不只是与振幅有关，还与哪些因素有关呢？ 【现象拓展】人听到声音的强弱大小，不仅与响度有关，还与距离发声体的远近有关，与声音的分散程度有关。如：听喇叭广播，远近听声音大小不同；声音越到远处越分散，所以距离发声体越远，听到的声音越小。 6.实验方法：通过乒乓球被弹开距离的远近来反映音叉振动幅度的大小，叫做转换法。 7.生活中“高”“低”对响度的描