2.1 声音的产生与传播 讲义-2024-2025学年人教版物理八年级上册

2.1声音的产生与传播 【知识讲解】 我们生活在声音的海洋里，本章，我们将一同走进声音的世界，本期的教材解读是：声音的产生与传播。 以下视频来源于 如何让他们发声 1.橡皮筋：拨动橡皮筋；2.纸张：抖动纸张、翻动纸张、揉搓纸张、摩擦纸张等； 3.直尺：拨动伸出桌面的部分；4.自己：手摸颈前喉头的位置并说话。 他们发声时的共同特征：都在振动，猜想：声音是由于物体振动而产生的。 实验探究：声音由振动产生 1.拨动钢尺，钢尺发出声音，观察到钢尺在振动。 2.敲击音叉，音叉发出声音，没有观察到音叉明显的振动，把发声的音叉与悬挂的乒乓球接触，发现乒乓球被弹起。 3.把发声的音叉伸入水中，观察到水花四溅，发声停止时，水花不再溅起。 4.往正在发声的扬声器纸盆上撒上细小物体或液体，观察到物体被弹起。 结论:声音是由物体振动产生的，振动停止，发声也停止。 11思想方法11 由于某些发声物体的振动人眼不易观察,探究时可借助其他物体(如紧贴音叉的乒乓球、音叉插入水中后溅起的水花、鼓面上的纸屑等)来显示发声体的振动,这是转换法的应用。 振动发声 1.声音产生的原因：声音是由于物体的振动而产生的。 2.一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声也停止。 易错警示：不能说振动停止，声音也停止，因为振动停止，只是不再发声，但原来所发出的声音还继续存在并向远处传播。 声源 1.声源：正在发声的物体叫做声源。 2.气体、液体、固体都可以作为声源。如：风声→气体的振动发声、泉水叮咚声→液体的振动发声、读书声→固体的振动发声。 几种物体的发声部位 钢琴：靠琴弦的振动发声。 弦乐器（吉他、二胡、小提琴等）：靠琴弦振动发声。 管乐器（笛和萧等）：靠管内空气柱振动发声。 打击乐器（锣、鼓、钹等）：靠锣面或鼓面振动发声。 手风琴、口琴：靠簧片振动发声。 声音的传播 实验探究：把正在响铃的闹钟放在密闭的容器中，逐渐抽出容器中的空气，再逐渐充入空气。现象：随着容器中空气被抽出，声音越来越小，最后几乎听不见；再逐渐充人空气，声音越来越大。 结论：空气能传播声音，真空不能传声。 11思想方法11 科学推理属于物理学科核心素养中的科学思维，是指在实验条件达不到的时候，将实验想象为在理想情况下进行，在实验的基础上经过概括、抽象、推理得出规律的方法。本实验中，不可能将容器中的空气完全抽出，只能通过声音逐渐变小推断出真空不能传声，应用的科学探究方法是科学推理法（也叫理想实验法）。 介质传声 (1)介质：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质。 (2)声音传播的条件：声音的传播需要介质，传声的介质既可以是气体、固体，也可以是液体，真空不能传声。 固体传声实验 土电话：用一根细绳，两个纸杯，就可做成一个土电话，两人对着纸杯说说话的声音能被对方听到，说明固体能够传声。 声音以波的形式传播 （1）类比法理解声波水滴落入水中，水面就会形成一圈一圈的水波，不断地向远处传播。打鼓时，鼓面向左振动，压缩左边的空气，使它变密，鼓膜向右振动时，又使左边的空气变疏，鼓膜不断振动，空气中就形成了疏密相间的波动向远处传播。同理，扬声器等发声体振动时，都会在空气中形成疏密相间的波动向远处传播。 （2）声波:声音以波的形式传播着，我们把它叫作声波。像水波一样，声波在传播过程中会减弱，所以当我们离发声体太远时，会因为传来的声波太弱而不能引起听觉。 （3）声音传播的过程声源的振动带动周围的介质产生相应的振动，形成了疏密相间的波动向远处传播。由于真空没有介质，不能形成波动，所以真空不能传声。 11思想方法11 类比法的应用我们要学习的新知识可能看不见、摸不着，不形象直观，难以理解。这时我们常借助已有知识与新知识的相似之处帮助理解新知识，这种方法叫做类比法。 声音的传播速度 （1）概念：声音传播的快慢用声速描述，其数值等于声音在单位时间 内传播的距离。 （2）影响声速大小的因素 ①声音在不同介质中传播的速度不同。一般来说,声音在气体中传播最慢，在液体中传播较快，在固体中传播最快。 ②在同一介质中，声音的传播速度与温度有关。 （3）记住一个速度：15摄氏度时空气中的声速是340m/s。 不同介质中的声速 声音在不同介质中传播的速度不同。阅读课本小资料表格中一些介质中的声速，回答问题：声音在介质中的传播速度有什么规律(写出两条)? 思路剖析：分析数据来寻找规律，可以从数据的变化趋势出发，寻找共性与差异。声音在空气中传播时，从表中看出，温度升高时声速变大了，所以说明声音的传播速度与介质的温度有关。另外，表中所给的声速，在空气(气体)中慢，在水和煤油(液体)中较快，而在冰等(固体)中的最快，这样可归纳出另一条规律：一般情况下，声音在固体中传播速度比液体中快,在液体中又比气体中快。 固体传声最快 声音在固体中传播时，由于固体中粒子挨得非常近，一个粒子推动另一个粒子的速度也快，这样就使得声音的传播速度很快。 液体传声较慢 声音在液体中传播时，由于液体中粒子间的距离大一些，一个粒子推动另一个粒子的速度也慢，这样就使得声音的传播速度较慢。 气体传声最慢 声音在气体中传播时，由于气体中粒子间的距离最大，一个粒子推动另一个粒子的速度最慢，这样就使得声音的传播速度很慢。 结论：声音在固体中传播最快，在液体中传播较慢，在气体中传播最慢。 回声 1.声波在传播过程中，碰到大的反射面（如建筑物的墙壁、大山里面的高山等）在界面将发生反射，人们把能够与原声区分开的反射声波叫做回声。 2.如果听者听到由声源直接发来的声和由反射回来的声的时间间隔超过0.1秒（在15℃空气中，距声源至少17米处反射），它就能分辨出两个声音，这种情况下就能听到反射回来的“回声”。注意：当原声与回声时间间隔大于0.1秒，能被人耳分辨出，叫做回声；当小于0.1秒，则为混响（混响使音量增大，所以音箱的原理就是混响）。 回声的应用 关于回声的应用，声呐装置可谓典型。用回声测海深、测冰山的距离和敌方潜艇的方位，都是由不同功能的声呐装置完成的。 回声在地质勘探中也有广泛的应用。例如在石油勘探时，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放上一列探头，把炸药引爆，探头就可以接收到地下不同层间界面反射回来的声波，从而探测出地下油矿。 在建筑方面，设计、建造大的厅堂时，必须把回声现象作为重要因素加以考虑。在封闭的空间里产生声音后，声波就在四壁上不断反射，即使在声源停止辐射后，声音还要持续一段时间，这种现象叫做混响。混响时间太长，会干扰有用的声音。但是混响太短也不好，给人以单调、不丰满的感觉。所以设计师们须采取必要的措施，例如，厅堂的内部形状、结构、吸声、隔声等，以获得适量的混响，提高室内的音质。 声波的反射—天坛声学奇迹 天坛的声学奇迹是我国古代建筑匠师的卓越创造，回音壁、三音石、对话石的声学现象堪称奇趣，给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。 回音壁是一面环绕皇穹宇院落的围墙，人对墙说话，声波沿着光滑的圆形围墙连续反射，可以传到很远的地方。 三音石是皇穹宇殿正前方的第一、二、三块大石板，站在石板的中心，只要用力击掌，就能听到前后左右传来相应的一、二、三次回音，因而得名。 皇穹宇殿前甬道中的第18块石板，也有奇特的回声效果。站在该石板上轻声说话，在距此36米远的东配殿东北角或西配殿西北角的人，虽受配殿阻隔看不到对方，也可以清晰地听到对方声音，好像面对面说话一样，故称“对话石”。 【巩固练习】 一、选择 1.一种神秘的声波武器--“金嗓子”，实际要阻挡这一武器的袭击，只要用薄薄的一层（　　） A．半导体 B．磁性物质   C．真空带  D．金属物质 2.声音从空气向水中传播的过程中，下列说法正确的是（　　） A．声速变大   B．声速变小   C．声速不变    D．无法确定 3.（南京校级月考）下列现象中说明声音产生原因的是（　　） A．敲击音叉发声，与音叉接触着的乒乓球被弹开 B．敲击一下长铁管的一端，在另一端的人先后听到两次打击声 C．敲击打击乐器，发出不同的声音 D．敲击水中的石块，岸上的人也能听到敲击声 4.下列关于声现象的说法中，错误的是（　　） A．真空不能传声             B．15℃时空气中的声速是340m/s C．声音在固体中比在空气中传播得慢 D．喇叭发音时，放在纸盆上的纸屑在上下跳动，说明振动发声 5. 关于人听觉的形成，下列说法正确的是（　　） A．只要是人耳的听小骨断裂，人就会永远听不到声音 B．只要是人耳的鼓膜破裂，人就会永远听不到声音 C．若只是传导障碍，只要能将声音的振动传递给听觉神经，人也能听到声音 D．以上说法都不正确 6.在敲响大古钟时发现，停止了对大钟的撞击后，大钟“余音不止”，其原因是（　　） A．人的听觉发生“延长” B．是大钟的回声 C．大钟仍在振动 D．大钟虽停振动，但空气仍在振动 二、填空 7.敲响一个音叉，则另一个音叉会弹起泡沫球，若把此装置在月球上进行，挂在左边音叉旁的那个泡沫塑料球    像图示那样弹起。（填“会”或“不会”） 8.自然界有一种会发出笑声的树，俗称为笑树，如图所示。这是因为它果实上面有许多小孔，经风一吹，壳里面的籽撞击壳壁，      使其发声。 9.当别人嚼脆饼干时，你听到的声音很小，而你自己嚼同样的饼干时，你会听到较大的咀嚼声。这是因为前者的声音是靠    传播的，后者的声音是靠   传播的，    的传声能力较强。 10.在设计、建造电影院时，为了减少“回声”对观众听觉的干扰和影响，应尽量   四周墙壁对声音的反射（选填“增大”或“减少”），因此电影院内四周墙壁表面要采用      （选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”）。 11.你知道吗？蛇是没有耳朵的。不过，如果蛇将头贴在地面上，头中的一块骨头就会接收到正在接近它的动物活动时发出的声音。由此可见，蛇是利用     去“倾听”敌人和猎物的；在很多电影院里，为了更好的体现影片的效果，往往在剧场的各个方位都装有大大小小的音箱，这样做的目的主要是利用      ，让观众感到声音来自四面八方，产生立体声效果。 12.在飞机失事搜寻过程中，搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪（如图所示），它是利用声音可以在     中传播来工作的。若海水的深度是6.75km，声音在海水中的传播速度是1500m/s，则测位仪发出信号后需经过     秒才能接收到信号。 三、简答与计算 13. 阅读下列声速与气温有关的小短文： 气温影响空气的疏密程度，气温高，空气的疏密程度小，则声音传播时的速度就大，因而声速与气温有关，由此产生声音不一定由声源沿直线传播的情况。晴天的中午地表温度迅速升高，地表附近的气温较上层的气温高，声音在地表附近的传播较上层快，于是在地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。那么试探究下列两种情景下声音的传播情况： （1）赤日炎炎，穿越新疆罗布泊的沙漠或戈壁滩时，即使相距不太远的人也很难听清楚对方的大声喊叫，其中一个主要原因是声音传播时会向什么方向拐弯？原因是什么？ （2）我国古代诗人张继在《枫桥夜泊》中写到：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，它说的是：在清冷的深夜，姑苏城外寒山寺的钟声因传播的途径会向下方向拐弯而传到几里外的枫桥边，其原因是什么？ 14. 某同学郊游时，遇到大雷阵雨。他注意到一道闪电过后，听到的是连续的“轰隆隆”的雷声。（空气中的声速是340m/s） （1）请你从此现象中提出一个物理问题； （2）他看到某次闪电时立即计时，经3s后才听到雷声，试计算该同学距闪电处多远？ （3）声速与和传播介质、介质温度有关，声音在海水中的传播速度是1530m/s，某探测船利用声呐从海面处垂直向海底发射超声波，经0.6s接收到反射回来的声音信号。估算海底障碍物到海面的距离是多少？ 15.小明在玄武湖上的一艘游艇上向对面的古城墙上发出一个声音，而游艇此时以10 m/s的速度向城墙靠近，3s后他听到了回声，听到回声时小游艇距城墙的距离是多少？（V声=340m/s） 【答案】 一、选择 1.C；2.A；3.A；4.C；5.C；6.C； 二、填空 7.不会；8.振动；9.空气、骨、固体；10.减少；柔软多孔；11.骨传导，双耳效应。12.液体；9； 三、简答与计算 13.（1）声音传播时会向上拐弯。因为地表附近的气温较上层的气温高，声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，所以人的说话声会拐向高空，其结果就是相距不太远的人也听不清对方的喊叫声了。 （2）深夜空气温度较地表温度高，即寺内温度高而枫桥河畔的温度较低。由于声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，所以寺内的钟声会偏向地表，沿地表传向数里外的枫桥河畔。 14.（1）光速比声速快些吗；（2）1020m；(3)459m； 15、495m。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$