2.2 声音的特性（教学课件）-【上好课】八年级物理全一册同步高效课堂（沪科版2024）

义务教育物理课程标准实验教科书编写组  编著 第二章  声的世界 八年级•全一册 上海科学技术出版社 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约100MB. 本ppt共有56张、4个小视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频资源 （1）演示实验—《声音的波形》 （2）演示实验—《影响响度的因素》 （3）实验讲解—《用波形图表示响度》 （4）动画讲解—《防治噪声》 致老师、同学 免责声明： ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 第二节 声音的特性 请同学们回忆生活中的一些现象：当蚊子、蝴蝶从耳边飞过时……你能听到它们的声音吗？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。 要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。 请同学们聆听下面的声音。 想一想，这些声音有什么不同？怎样描述这些不同的声音？ 点击播放暂停 导入新课 学习目标 第二节 声音的特性 1 能用响度、音调和音色描述声音的特性。（物理观念） 2 能通过实验及实例认识响度、音调及音色与哪些因素有关。（科学探究） 3 能欣赏我国古代乐器所体现出的音乐文化（科学态度与责任）。 目录导航 1 学习新课 2 课堂总结 3 课后作业全解 4 综合提升训练 第二节 声音的特性 一、学习新课 6 1. 响度：物理学中把声音的强弱称为响度。 2. 实验探究：影响声音强弱的因素 【提出问题】 当我们招呼操场远处的同学时，就会大声呼喊；当我们在图书阅览室交谈时，就会轻声细语。那么，声音的响度又是由什么决定的呢？强弱有什么不同。 【设计和进行实验】 （1）如图所示，用细线拴住乒乓球，悬挂在 铁架台上，让音叉一臂的外侧接触乒乓球。 一、响度 （2）用橡皮槌轻轻敲击音叉使它振动，听一听音叉发出的声音，观察乒乓球被弹起的幅度。 （3）用橡皮槌用力敲击音叉，再次听一听音叉发出的声音，观察乒乓球被弹起的幅度。 【分析与论证】 分别用不同的力敲击音叉时，乒乓球被弹开的幅度不同，听到的声音响度不同，乒乓球被弹开的幅度越大，音叉振动的幅度 （简称振幅）越大，声音的响度也越大。 响度与物体振动的幅度有关，振动幅度越大，响度越大。 【实验结论】 一、响度 演示实验——《影响响度的因素》 一、响度 3. 振幅 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，声音的响度越大。 4. 用波形图表示响度的大小 物体的响度大，振幅大；反之，响度小，振幅小，如图所示。 视频演示— 《不同响度声音的波形图》 一、响度 5. 影响响度大小的因素 （1）响度的大小与振幅有关：发声体的振幅越大，产生声音的响度越大。 （2）响度的大小还与声音的传播距离和分散程度有关。离发声体距离越远，声音越分散，响度越小。 为了增大响度，可以减小声音的发散。医生检查疾病用的听诊器、喊话器都是应用了这个道理。 听诊器 喊话器 一、响度 6. 响度的单位 （1）声音强弱的单位常用分贝表示，符号是 dB。0dB是人刚能听到的最微弱的声音———听觉下限。 （2）声音的强弱与听觉效果 0 dB 是人刚能听到的最微弱的声音。为了保护听力，声音不能超过90dB ；为了保证工作和学习，声音不能超过 70dB ；为了保证休息和睡眠，声音不能超过 50dB。 一、响度 声音 声音的强弱 /dB 听觉效果 （感觉） 示例 树叶微动 10 极静 轻声交谈 20～30 安静 正常说话 40～50 正常 大声呼喊 70～80 较吵 汽车喇叭 90 很响 载重汽车发动 1100～110 震耳 飞机发动机轰鸣 120～130 难忍 一、响度 跟踪练习 【例题1】如图，将正在发声的音叉靠近用线悬挂的乒乓球，观察到乒乓球被弹开，这个实验现象说明声音是由物体______产生的，实验过程中听到音叉发出的声音是通过_____传播的。实验中用更大的力击打音叉，听到的声音响度更大，观察到乒乓球弹开的距离更远，这说明声音的响度与发声体的______有关。 乒乓球被弹开，说明音叉在振动，说明声音是由物体振动产生的。 音叉与人耳之间是空气，故实验过程中听到音叉发出的声音是通过空气传播的。 声音响度越大，观察到乒乓球弹开的距离更远，发声体振动幅度（振幅）越大，说明声音的响度与发声体的振幅有关。 振幅 振动 空气 1. 音调概念：把声音的高低称为音调。 2. 实验探究：音调与物体振动快慢的关系。 【提出问题】音调与物体振动的快慢是否有关？ 【设计和进行实验】 （1）如图所示，将齿轮固定在转台的转轴上，摇动转台使齿轮旋转，手持一块硬纸片接触其中一个齿轮，硬纸片随之振动发声； （2）使纸片接触不同的齿轮，发现在齿轮转速相同的情况下，齿数越多，纸片振动越快，音调越高。 二、音调 音调与发声物体振动的快慢有关，物体振动越快，音调就越高。 【实验结论】 3. 频率 （1）物理意义：用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动快，则频率高；振动慢，则频率低。 （2）定义：物体在1s振动的次数叫频率。用符号 f 表示。 （3）单位：赫兹，符号是Hz。如物体1s内振动了50次，则这个物体振动的频率f=50 Hz。 （4）音调和频率的关系 频率决定声音的音调。频率越高、音调越高；频率越低、音调越低。 二、音调 4. 不同音调声音的波形 （1）演示实验——用计算机观察不同音调的波形。 将音叉发出的声信号输入示波器或计算机中，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同。 演示实验—《用示波器观察不同音调的波形》 二、音调 频率为128赫兹 （2）实验结论： 通过屏幕上的波形，发现音调高的波形比较密集一些；音调低的波形比较稀疏一些。 频率为440赫兹 二、音调 材料：几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条。 参考图所示的方法，制作橡皮筋吉他。 （1）比较一下绷得较紧的橡皮筋和绷得较松的橡皮筋，哪个音调高?粗橡皮筋和细橡皮筋，哪个音调高? （2）你能否用实验结果解释：为什么胡琴、提琴等弦乐器能发出不同音调的声音? 迷你实验室 （1）绷得较紧的橡皮筋和绷得较松的橡皮筋，绷得较紧的橡皮筋音调高。粗橡皮筋和细橡皮筋，细橡皮筋音调高。 （2）胡琴、提琴等弦乐器能发出不同音调的声音主要是因为弦的材质和共鸣箱的不同。弦乐器的音调主要由弦的振动频率决定，而弦的振动频率受到多种因素的影响，如弦的长度、粗细、张力以及共鸣箱的特性等。 制作橡皮筋吉他 跟踪练习 【例题2】2022年元宵晚会我国航天员王亚平在中国空间站用古筝弹奏《茉莉花》，为全国人民送上太空音乐祝福，“此曲只应天上有，人间能得几回闻”。完成以下问题： （1）琴弦的长短不同，发出声音的_______不同； （2）演奏古筝时通过弦的_______发声； （3）拨动同一琴弦的力越大，发声的_______越大。 振动 音调 响度 琴弦的长短不同，振动快慢不同，即振动频率不同，则发出的声音音调不同。 声音是由物体的振动产生的，演奏古筝是弦的振动而发声的。 拨动琴弦的力越大，琴弦的振动幅度越大，发声的响度越大。 三、音色 这是不同的乐器演奏同一首乐曲。在音调和响度差不多相同时，你会发现声音还是不同的，你能够分辨出它们是哪种乐器发出的吗？ 请欣赏古典音乐《梁祝》。 点击播放暂停 （1）探究实验 将音叉、钢琴与长笛发出的声音分别输送到计算机（或示波器）中，观察声音的波形图，比较他们的波形有何异同。 视频演示— 《不同音色的波形图》 1. 探究不同发声体的音色 三、音色 （2）探究结论 ①音叉、钢琴、长笛发出的声音波形，总体上的疏密程度是相同的，即频率相同，音调相同。 ②振动幅度相同（振幅相同），响度相同。 ③波的形状不同，即音色不同。 三、音色 2. 音色 （1）概念：音色，也叫音品。反映了声音的品质和特色。 （2）理解 频率的高低决定声音的音调，振幅的大小影响声音的响度。但是，不同的物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨出他们的不同。这表明在声音的特性中还有一个特性是十分重要的，它就是音色。 三、音色 （3）影响音色的因素 音色是由发声体的材料、结构等因素决定的。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色就不同。“闻其声而知其人”就是利用每个人发出声音的音色不同来辨别的。 音色是由发声体本身决定的，发声体有变化，音色也将变化。例如，有经验的铁路工人师傅，可以通过用铁锤敲击钢轨发出的声音的音色而得知钢轨上的螺丝是否松动。 通过“听”声判断螺栓是否松动 三、音色 4. 乐音 （1）乐音：通常，人们将有规律的、好听悦耳的、使人愉快的声音叫做乐音，响度、音调和音色则是决定乐音特征的三个因素。 （2）乐音波形图：乐音波形都是有规则的。 三、音色 跟踪练习 【例题3】AI（人工智能）语音播报能够模仿不同人物的声音，是因为它学会了模仿人物声音中的哪个特性（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．振动频率 C 不同发声体发出的声音音色不同，AI（人工智能）语音播报能够模仿不同人物的声音，是因为它学会了模仿人物声音的音色，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 编钟是我国古代重要的打击乐器，是钟的一种，常用于征战、朝见、祭祀或宴庆等。编钟由若干大小不同的钟有次序地悬挂在木架上编成一组或几组，形成一定的音阶。敲击编钟，其声音清脆明亮，悠扬动听。曾侯乙编钟出土于战国早期的曾侯乙墓，它的出土说明2400多年以前我国的音乐文化和铸造技术已发展到相当高的水平。 科学书屋 曾侯乙编钟 编钟 二、课堂总结 29 声音的特性 响度 ①响度：声音的强弱称为响度. ②影响因素：与振幅、传播距离和分散程度有关. ③波形图：响度越大，振幅越大；响度越小，振幅越小. ④单位：分贝（dB）. ①声音的高低称为音调. ②影响因素：频率决定声音的音调. ③波形图：音调高的波形密集. ①音色：反映了声音的品质和特色. ②影响因素：由发声体的材料、结构等因素决定的. 有规律的、好听悦耳的、使人愉快的声音，波形有规则. 音调 音色 乐音 二、课堂总结 三、课后作业全解 31 1．我们在阅览室等场合常看到“请勿大声喧哗”等提醒文字，这里的“大声”指的是声音的 _______。 高强度的声音可影响到在阅览室等公共场合里学习、休息的人，因此在公共场合不准高声喧哗，即不准发出响度较大的声音。 三、课后作业全解 花样游泳比赛中，运动员在水中能听到声音吗？ 响度 2. 合唱中“高音声部”和“低音声部”中的“高”和“低”是指（   ）。 A. 响度 B. 音调 C. 振动幅 度 D. 音色 三、课后作业全解 “高音声部”和“低音声部”中的“高”和“低”指的是声音的高低，即声音的音调。 B 3．小华是位音乐爱好者，他能从音乐会的乐器合奏中分辨出演奏的各种乐器。其分辨的依据是这些乐器发出声音的 ______ 不同。 三、课后作业全解 不同的乐器发出声音的品质与特色不同，因此可以通过音色分辨不同乐器的演奏。 音色 4. 二胡是常见的中国民族乐器之一，下列关于二胡的说法中正确的是（ ）。 A. 琴弦的振动频率越高，发出声音的音调越高 B. 二胡的音色与其材料、结构无关 C. 拉弓时，用力越大发出声音的音调越高 D. 拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变响度 三、课后作业全解 A. 琴弦的振动频率越高，发出声音的音调越高；A正确； B. 二胡的音色与其材料、结构有关；B错误； C. 拉弓时，用力越大发出声音的响度越大；C错误； D. 拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变音调；D错误。 故选A. A 5. 在操场上，近处的同学听到了体育老师发出的口令，而远处的同学没有听清楚，原因是_______________；想要远处的同学听清楚口令，你的建议是__________________。 响度的大小与声音的传播距离和分散程度有关。离发声体距离越远，声音越分散，响度越小。 想要远处的同学听清楚口令，你的建议是：可以提高体育老师发出口令声的响度；远处的同学可以用喇叭形状的纸筒放在耳朵周围，聚集声波。 见解析 三、课后作业全解 见解析 6. 如图所示，用相同的玻璃杯分别装不同量的水。依次敲击玻璃杯并调整水量，使其能发出不同的音调。请你用调整好的玻璃杯演奏一支简单的曲子。 三、课后作业全解 水量越少，杯子和水越容易振动，频率越大，音调越高。因此，发声体是杯子和水，如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水，再用一根细棒依次敲打杯子，从左至右声音的音调逐渐升高，因此可以演奏出简单的乐曲。 1. 为什么杯子装不同量的水，能敲出不同音调的声音? 答：在几个相同的杯子里放入不同量的水组成“水杯琴”，用相同的力敲打，水量越多，杯子振动越慢，音调越低，因此它的音调高低与装水多少有关。 2. 示例：往热水瓶中灌开水的过程中，为什么听声音就能判断出瓶内水位的高低？ 答：音调是由振动频率决定的，水越多，瓶内的空气柱越短，振动频率越大、音调越高，因此根据音调的高度就可以判断水位的高低。 三、课后作业全解 四、综合提升训练 39 四、综合提升训练 1. 我们平时所说的“女高音”“男低音”，这里的“高”“低”指的是（ ） A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 速度 A 声音的高低叫作音调。音调的影响因素是发声体的振动频率，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 我们平时所说的“女高音”是指声带振动频率高，即音调高；“男低音”是指声带振动频率低，即音调低。故选A。 四、综合提升训练 2. 如图所示是在其他条件相同时不同的声音信号输入示波器时显示的波形图，下列说法正确的是（　　） A．甲、丁的音调相同、响度不同 B．甲、丙的音调相同、响度相同 C．甲、乙的音色相同、音调不同 D．丙、丁的响度相同、音调不同 A 从图中可以看出，相同时间内，甲、乙、丁的振动频率相同，故音调相同；甲、乙、丙的振幅相同，故响度相同；甲、丙、丁的波形相同，故音色相同。综上分析，A正确，BCD错误。 故选A. 四、综合提升训练 3. 在成都地铁3号线磨子桥站出口，行人走上“琴键”台阶（如图），台阶亮灯并响起音乐。关于上述情景，下列说法正确的是（　　） A．该音乐声由行人振动产生 B．该音乐声不能在真空中传播 C．乐曲的音色与行人的心情有关 D．乐曲的音调越高响度一定越大 B A．声音是由物体振动产生的，该音乐声由“琴键”台阶振动产生，故A错误； B．声音的传播需要介质，因此该音乐声不能在真空中传播，故B正确； C．乐曲的音色与“琴键”台阶的结构等有关，与行人的心情无关，故C错误； D．乐曲的音调越高，是指声音的频率大，而响度与声音的振幅有关，故D错误。 故选B. 四、综合提升训练 4. 如图所示的“曾侯乙编钟”是大家所熟知的一套大型编钟。用钟锤敲击编钟，编钟会因为______发出声音。轻敲或重敲编钟的同一位置，所发出声音的______不同。用相同的力敲击甲钟和乙钟，___（填“甲”或“乙”）钟音调高。 振动 响度 乙 声音是由物体振动产生的，用钟锤敲击编钟 时发出的声音是由于编钟振动产生的。 轻敲或重敲编钟的同一位置，编钟振动的幅度不同，产生的响度不同，轻敲，响度小，重敲，响度大。 用相同的力度敲击大小不同的钟，编钟的质量不同，体积不同的钟，振动的难易不同，频率不同，音调不同，乙的体积小，振动的频率高，音调高。 四、综合提升训练 5. 如图小明自己制作了一个哨子。在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，用水蘸湿棉花后塞入两端开口的塑料管。吹管的上端，可以发出悦耳的哨声。上下推拉活塞，可以改变声音的_____，用大小不同的力吹，可以改变声音的______ （选填“音调”“响度”或“音色”） 。活塞越向下拉，发出声音的音调越______。 当推拉活塞时，空气柱的长度会发生变化，从而空气柱的 振动快慢会发生改变，会发出不同音调的声音。 用大小不同的力吹，那么声音的振幅不同，改变的是声音的响度。 活塞越向下拉，上面的气体体积变大，振动越慢，音调变低。 音调 响度 低 6. 某实验小组用一把钢尺、示波器、话筒等仪器研究声音的有关问题。实验装置如图所示，具体步骤如下： a. 将钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。 b. 不改变钢尺伸出桌边的长度，增加拨动钢尺的力度，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。 c. 使钢尺伸出桌边的长度变短，使用步骤b中的力度拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。请完成下列问题： （1）拨动钢尺，钢尺才能发出声音，这说明声音是由物体____产生的； 振动 四、综合提升训练 （2）改变钢尺伸出桌边的长度，钢尺的振动快慢会改变，示波器显示的波形也会改变。可见，发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着_______ 的高低。如果示波器上波形显示声音的频率为60Hz，则此时钢尺在1分钟内振动___________次； （3）通过步骤______和 ______可以研究振幅和响度的关系； （4）三个步骤中实验小组记录的波形如图甲、乙、丙所示，按照步骤从先拍到后的顺序排列是下列四个选项中的______ 。 A．甲乙丙 B．乙甲丙 C．甲丙乙 D．丙甲乙 音调 3600 a b B 四、综合提升训练 （1）把长钢尺紧紧压在桌上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音，这说明声音是由物体振动产生的。 （2）频率是指发声体振动的快慢的物理量，发声体振动越快，频率越高，音调越高；发声体振动越慢，频率越低，音调越低；所以频率决定音调的高低。 示波器波形显示声音的频率为60Hz，表示物体1s振动60次，则此时钢尺在1分钟内振动的次数为n=60次/s× 60s = 3600次 （3）探究振幅与响度的关系时，要控制钢尺伸出桌边的长度不变，增加拨动钢尺的力度，听它振动发出的声音，同时记录声音的波形，故选择步骤a和b。 （4）实验步骤b增大拨动钢尺的力度，钢尺振动的振幅增大，响度变大；步骤c缩短了钢尺伸出桌面的长度，增大了振动频率，音调升高；相对波形可知，正确顺序为乙、甲、丙，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 四、综合提升训练 null 28440.0 Lavf58.45.100 Lavf58.45.100 Lavf58.45.100 null 39240.0 null 31140.0 null 79704.0 Lavf58.45.100 $$