3.1 声音的产生和传播（教学课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（沪科版·五四学制·2024）

第三章 声现象 八年级上册 • 沪科版 （五•四学制） 许多动物都通过声音感知环境，互相交流。海豚视力不佳，它们主要通过声音彼此交换信息。在物理学中，声学是历史悠久的分支学科之一。本章我们将学习与常见声现象有关的声学基础知识。 通过本章内容的学习，你将了解声音的产生和传播、声音的特性等基本概念和规律；认识声波的应用和危害；体验观察现象、归纳结论的科学方法；增强环境保护和健康生活的意识。 导入新课 第1节 声音的产生和传播 我国的民族乐器种类繁多，常见的有古筝、古琴、琵琶等。如图所示，用手指拨动琴弦，就能听到悠扬婉转的声音。 声音是如何产生、传播，并被我们听到的呢？ 声音的产生 01 声音的传播 02 课堂总结 03 提升练习 04 第1节 声音的产生和传播 声音的产生 01 第1节 声音的产生和传播 一 声音的产生 图示 实验过程 实验现象 1. 现象探究：声音是如何产生的 将碎纸片放在扬声器的纸盆上，播放音乐，使扬声器发声；停止播放音乐 碎纸片跳动，扬声器纸盆振动发声；振动停止，发声也停止 拨动紧绷在笔盒上的皮筋 皮筋振动，能听到皮筋发出的声音 一 声音的产生 将橡皮薄膜绷紧在杯口上，在橡皮膜上放几粒泡沫塑料颗粒，用手指敲击橡皮膜 能听到橡皮膜发出“嘭嘭”声；观察到泡沫塑料颗粒弹跳起来 在音叉的叉臂上固定一根钢针，敲击音叉，再用熏黑的玻璃片迅速滑过针尖 玻璃片上会出现如图 所示的银齿状划痕 图示 实验过程 实验现象 一 声音的产生 探究分析： 我们听到橡皮筋的声音是橡皮筋的振动产生的；扬声器的声音是由纸盆的振动产生的；音叉的声音是音叉振动产生的。由此可见，声音是由物体振动而产生的，物体不振动就不会产生声音。 探究结论：声音是由物体振动产生的. 2. 声源 物理学中，把正在发声的物体称为声源。当声源停止振动，物体也就停止发声。 一 声音的产生 3. 探究方法——转换法 将橡皮薄膜绷紧在杯口上，用手指敲击橡皮膜，能听到橡皮膜发出“嘭嘭”声，但是观察不到橡皮膜的振动，怎样才能显示这种微小振动？ 若在橡皮膜上放几粒泡沫塑料颗粒，再敲击橡皮膜，听到声音的同时看到泡沫塑料颗粒弹跳起来，泡沫塑料颗粒能够把橡皮薄膜的振动放大，这种研究方法在物理上叫做转换法。 一 声音的产生 4. 物体振动时发声的事例 （1）乐器的发声 弦乐器靠弦的振动发声；管乐器是靠空气柱振动发声；打击乐器是靠乐器自身的振动发声。 一 声音的产生 （2）一些动物的发声部位 蝉（雄性）是通过腹部的发生器官来发声的 蚊子飞行时，是翅膀迅速振动发出的 蝈蝈后背长有透明膜状发生薄片，靠翅膀高速震动摩擦产生声音 一 声音的产生 【例题1】敲锣鼓时要让嗡嗡作响的锣声迅速停止，最好的方法是（　　 ） A. 捂住耳朵　　　 B. 不再去敲它 C. 用手按住锣面　　D. 握住锣的边缘 因为声音是由物体的振动产生的，振动停止，声音消失，所以要让嗡嗡作响的锣声迅速停止，最好的方法是用手按住锣面，使它停止振动。　　　 故A、B、D不符合题意，C选项符合题意。故选C。 C 一 声音的产生 【例题2】凝结着中国古人智慧的双耳鱼洗盆如图所示。注入半盆水后，用双手搓把手，会发出嗡嗡声，同时盆内水花四溅。“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在______ ；用双手按住把手，嗡嗡声会很快消失，这是因为______________________。 空气 振动停止，发声也停止　 声音是由物体振动产生的，“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动。用双手按住把手，振动停止，发声也停止，嗡嗡声会很快消失。 振动 声音的传播 02 第1节 声音的产生和传播 二 声音的传播 （1）探究固体、液体和气体是否能传声 图示 实验过程 实验现象与结论 将发声的扬声器对准烛焰。观察烛焰的摆动情况 将发声的蜂鸣器放在课桌上，一侧耳朵紧贴在桌面，另一侧耳朵用手塞住 随着扬声器发出有节奏的声音，烛焰随之摆动。烛焰处的空气受到了扬声器上薄膜振动的影响 一侧耳朵紧贴在桌面上，能听到蜂鸣器的声音，表明课桌能传播声音 1. 声波 二 声音的传播 图示 实验过程 实验现象与结论 把发声的音乐芯片用塑料纸包好浸入水中，站在桌旁是否能听见水中音乐芯片发出的音乐声 站在桌子旁边的人能听见水中音乐芯片发出的音乐声。表明液体可以传播声音 探究归纳 （2）介质：固体、液体、气体都可以成为传播声音的介质。 二 声音的传播 视频演示——《固体、液体可以传播声音》 二 声音的传播 水波 声波 图示 分析 以击鼓为例：当鼓面向右振动时，压缩右面的空气，使这部分空气变密；当鼓面向左振动时，使右面的空气变稀疏；鼓面左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动（声波），由近及远向四周传播出去。 在水平如镜的水面上，用木棒轻轻点击水面，水面就会形成一圈一圈的水波，并不断向远处传播 （3）声波 声源的振动在介质中的传播，叫做声波。 二 声音的传播 【进行实验】把正在发声的扬声器放入连接抽气装置的透明玻璃罩中。隔着玻璃罩，能听到扬声器发出的声音，并能看到扬声器上方的泡沫塑料颗粒不断跳动。逐渐抽出玻璃罩内空气，再打开阀口让空气重新充入玻璃罩内。 在此过程中，听到的声音有什么变化？泡沫塑料颗粒的跳动情况如何变化？ 2. 实验探究: 真空是否能传声 【现象与分析】以上实验中，扬声器上的泡沫塑料颗粒始终在跳动，说明扬声器一直在振动。在玻璃罩外听到的声音随玻璃罩内空气的减少而变弱，说明声音的传播需要介质。声波无法在真空中传播。 【实验结论】声波无法在真空中传播。 二 声音的传播 演示实验——《真空罩中的闹钟》 二 声音的传播 实验方法一科学推理法 在探究真空能否传声的实验中，虽然不可能将玻璃罩内的空气完全抽出，但通过“玻璃罩内空气越来越少，听到的声音越来越小”能够推理出真空不能传声。 在这里运用了科学推理法，又称理想实验法。 声音越来越小 二 声音的传播 介质 声速/（m·s-1） 介质 声速/（m·s-1） 空气（0℃） 332 冰 3230 空气（15℃） 340 松木 3320 空气（30℃） 349 大理石 3 810 纯水（25℃） 1 493 钢铁 5200 海水（25℃） 1 533 玻璃 5 000⁓6000 3. 声速 （1）声速：声波传播的距离与传播时间之比称为声音的传播速度。 （2）一些介质中的声速 二 声音的传播 （3）影响声速大小的因素 ①声速与介质的种类有关 声音在不同介质中传播的速度一般是不同的。一般情况下，声音在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度，小于在固体中的传播速度（即一般情况v固>v液> v气）。 ②声速与介质的温度有关 声音在介质中的传播速度与介质的温度有关。15ºC下声音在空气中的传播速度是 340m/s，在30ºC环境中声音在空气中的传播速度为349m/s。 二 声音的传播 4. 回声 （1）概念：声音在介质中传播，遇到障碍物时，一部分被反射回来，形成回声。 （2）辨别回声与原声 ①听到回声的条件（时间间隔） 如果回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上，人耳就能把回声和原声区分开；如果小于0.1s，回声和原声混在一起，使原声加强，此时人耳分辨不出原声和回声。 所以，在屋子里讲话听起来比较响亮，在操场上讲话，听起来就小多了。 二 声音的传播 ②听到回声的条件（距离） 发出的声音经过较长的时间（大于0.1s）回到耳边，人耳才能把回声与原声区分开。 声音0.1s内通过的距离 s=vt=340m/s ×0.1s=34m 所以人距障碍物间距离至少 s0=17m 二 声音的传播 （3）回声应用 ①测距 当声源静止时，声音从出发到再回到声源处所走过的距离是声源到障碍物距离的两倍。则两地距离： s= v声t 其中v声为声音的传播速度，t 为声源从发声到接收到回声的时间。 在生产生活中广泛应用了回声。例如，利用回声探测水中鱼群、水下礁石或潜水艇等。 ②加强原声 利用回声与原声混合，让音乐厅的演奏效果更好。 s= v声t 二 声音的传播 （4）回声的防止 室内讲话（比如晚会、报告会等场合）时，回声有时候会使人听到多重声音，产生重音，不利于接收信息，严重时会对人的听觉系统造成危害。所以剧院的墙壁常做成凹凸不平的形状，使到达的声音向各个方向反射，从而相互抵消一部分，减弱回声的影响。 二 声音的传播 （5）天坛——我国古代声学应用的奇迹 北京天坛是我国古代建筑的奇迹之一。最初建于明永乐十八年（1420年），是明清两代帝王祭天和祈谷的场所。天坛回音壁、三音石和圜丘堪称声学在建筑中应用的三大奇迹。 ①在回音壁，一人对着墙体说话，声音经过多次反射，另一人在回音壁的很多位置都能听到声音。 ②在三音石，人站在上面拍手，可以听见三次回音。 ③在圜丘，人站在中央台上说话会感觉声音特别洪亮，这便是因为回声与原声混在了一起。这三大奇迹皆巧妙应用了声音的传播与反射。 天坛回音壁示意图 二 声音的传播 视频欣赏——《回声》 二 声音的传播 ①听到声音的过程：耳郭相当于一个声波收集器，声波传入耳道中，引起鼓膜振动，鼓膜的振动通过听小骨传至耳蜗，然后通过听觉神经将信息传到大脑，产生听觉。 ②骨传导 讲话时，声带的振动往往经过牙床、上下颂骨等传入内耳，引起听觉。 （6）我们是怎样听到声音的 人耳的结构示意图 图中的骨传导耳机借助头骨的振动，将声音信号传递到耳蜗和听觉神经。在增杂环境中，人们会不自觉地把耳机音量调大。长期佩戴耳机，不论是入耳式耳机还是骨传导耳机，都会对听力造成伤害。 骨传导耳机 二 声音的传播 【例题3】小明做探究真空是否能传声的实验，如图所示。 （1）如图，把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐 抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变 _____； （2）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到 铃声逐渐变 ____； （3）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 _____；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了； （4）结论：声音的传播需要 _____，真空不能 _____； （5）此实验中，用抽气机抽气 _____（填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过 _____（填序号）得出的结论。 A．实验推理 B．实验验证 C．归纳总结 大 小 小 介质 传声 不能 A 二 声音的传播 （1）把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，空气逐渐减小，传播声音的介质减少，会听到铃声逐渐变小。 （2）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，空气逐渐增多，会听到铃声逐渐变大。 （3）（4）玻璃罩内空气越少，传出的声音越小，推理，如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了，可以得到声音的传播需要介质，真空不能传声。 （5）此实验中，用抽气机抽气不能得到真空，实验的结论是通过实验推理得出的结论，用到实验推理法，故选A。 二 声音的传播 【例题4】如表给出了在一些介质中的声速，分析表格中的信息，可以得出的结论是（　　） A．声音在铜中传播得最慢 B．声音在空气中的传播速度为 340m/s C．声音在固体中比在液体中传播得快 D．声速大小与介质的温度、种类有关 D 介质 v/(m/s） 介质 v/(m/s） 空气（0℃） 331 水（常温） 1500 空气（15℃） 340 冰 3230 软木 500 铜 3750 二 声音的传播 A．从表中数据可知，声音在铜中传播的速度最快，故A不符题意； B．在15℃时，声音在空气中的传播速度为340m/s，而0℃时与15℃时的速度不同，故 B不符合题意； C．从表中数据可知，声音在软木中传播的速度为500m/s，在水中的速度为1500m/s，故 C不符合题意； D．从表中数据可知，声速大小与介质的种类有关，还与介质的温度有关，故D符合题意。 故选D。 二 声音的传播 【例题5】一辆汽车以某一速度正对山崖匀速行驶，鸣笛后2s听到回声，汽车从鸣笛到司机听到回声前进了40m，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，求： （1）汽车行驶的速度； （2）声音传播的距离； （3）鸣笛处到山崖的距离。 （1）汽车行驶的速度 （2）声音2s传播的路程 s声=v声t=340m/s×2s=680m （3）鸣笛处到山崖的距离 二 声音的传播 【例题6】某人在一根较长的装有水的钢管的一头敲一下，另一人在水管的另一头能听到三次响声，这三次响声传播的介质顺序是（　　） A．空气、水、钢管 B．水、空气、钢管 C．钢管、水、空气 D．钢管、空气、水 本题中传播声音的物质有三种：水、钢管和空气，在这三种物质中，声音在钢管中传播的最快，在空气中传播的最慢，人在水管的另一端听到的第一声响是从水管中传来的，第二声响是从水中传来的，第三声响是从空气中传来的。故选C。 C 课 堂 总 结 03 第1节 声音的产生和传播 课堂总结 声音的产生和传播 由物体的振动产生，发声物体统称为声源. ①声音的传播需要介质；声音可以在固、液、气体中传播；真空不能传声. ②声波：声源的振动在介质中的传播叫做声波. ③声速：描述声音在介质中传播的快慢. ④影响因素：与介质的种类、温度有关. ①回声：声音在介质中传播，遇到障碍物时， 一部分被反射回来，形成回声. ②听到回声的条件：人耳区别原声和回声的最短时间间隔 0.1s，障碍物与发声体最短距离17m. ③回声的应用：回声测距、加强原声等. 传播 回声 产生 37 提 升 训 练 04 第1节 声音的产生和传播 提升训练 声音是由物体的振动产生的，轮胎在路面上振动时，产生了音乐声。 声音的传播需要介质，音乐声通过空气传入人耳。 1. 如图，我国已经建成多条“音乐公路”，路面上刻有一条条凹槽，每条凹槽就像一个音符，可以把整条路面看成是一张留声机的碟片，而汽车的轮胎就像是唱针，每当汽车驶过这段路面时，一段完整的音乐就奏响了。音乐声是由轮胎的_______产生的，音乐声通过______传入人耳。 振动 空气 提升训练 2．北宋时代的沈括，在他的著作《梦溪笔谈》中记载着：士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。下列有关声音的描述正确的是（　　） A．声音可以不由振动产生 B．声音在真空中传播的速度是340m/s C．只有牛皮制成的箭筒可以传播声音 D．一般固体传播声音比空气快 A．一切声音都是由于物体振动产生的，故A错误； B．声音的传播需要介质，真空不能传声，故B错误； C．所有的固体、液体、气体都可以传声，故C错误； D．一般来说，固体传播声比液体快，液体传播声比气体快，D正确。 D 故选D． 提升训练 3. 在敲响大钟时，有同学发现停止对大钟的撞击后大钟“余音不止”，其原因是（　　） A．一定是大钟的回声 B．大钟虽然停止振动，但空气仍在振动 C．是因为人的听觉发生“延长”的缘故 D．大钟仍在振动 D A．回声是声音在传播过程中，遇到障碍物时，被障碍物反射的现象；停止对大钟的撞击后大钟“余音不止”，不是由于回声现象，故A错误； B．停止对大钟的撞击后，大钟不能立即停止振动（如同敲击音叉实验一样）；激起的空气的振动是声波传播时导致的现象，故B错误； C．人的听觉不会发生“延长”现象，故C错误； D．停止对大钟的撞击，大钟仍在振动，故出现“余音不止”现象，D正确。 提升训练 4. 佳怡同学按如图所示实验装置做实验，请你回答下列问题： （1）如左图所示，轻轻敲击音叉，听到音叉发出声音，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时， 泡沫塑料球被弹起，这个现象说明_________________；在本实验中泡沫塑料球的作用是_____________； （2）如中间的图所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明___________________； （3）把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内， 逐渐抽出其中空气，发现铃声明显减小，如图所示，实验推理可以得出真空__________ 。 声音可以在空气中传播 不能传声 声音是由物体振动产生的 将微小的振动放大 提升训练 （1）由题意可知，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时， 泡沫塑料球被弹起，即发声的音叉在振动，所以这个现象说明声音是由物体振动产生的。 由于音叉的振动幅度较小，不易观察，所以借助泡沫塑料球接触发声的音叉，泡沫塑料球将会明显摆动，从而说明音叉振动，所以在本实验中泡沫塑料球的作用是将微小的振动放大。 （2）由题意得，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，说明声音通过空气传播到了左边，即这个现象说明了声音可以在空气中传播。 （3）把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内， 逐渐抽出其中空气，空气逐渐减少，发现铃声明显减小，因此推理得出真空不能传声。 提升训练 5. 一位男孩面对一座峭壁发出喊声，一会儿他听到了回声。他从手腕上的电子表看到，从他发出喊声到听到回声共经历了约0.5s的时间，估算峭壁距离男孩站立之处有多远。 声音由男孩传播到峭壁的传播时间为 所以峭壁离男孩之地的距离为 s＝vt＝340m/s×0.25s＝85m 答：峭壁离男孩之地约有85m。 提升训练 6. 我们知道，声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表，回答问题。已知在长为850m的空金属管一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。问： （1）第二次听到的声音是通过哪种介质传来的？ （2）敲击后声音通过空气传到另一端要多长时间？ （3）声音在金属管中的传播速度是多大？该金属管可能是由什么材料制成的？ 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 空气（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 提升训练 （1）声音在空气传播速度慢，在金属管中传播速度快，第二次听到的声音是通过空气传来的。 （2）由v=s/t可知，声音在空气传播的时间是 （3）声音在金属管内传播的时间 声音在金属管内传播的速度 查表知：金属管是铝制成的。 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 $$