内容正文:
2.2 音 调
◇教学目标◇
知识目标
1.知道音调跟声源振动频率有关,不同的动物发出声波和接收声波的频率范围不同。
2.会用实验的方法探究影响音调的因素;了解调节弦乐器的音调的方法。
能力目标
通过经历探究影响音调的因素和调节弦乐器的音调,学习并培养从物理现象中归纳出简单科学规律的方法。
素养目标
培养学生利用手边的学习工具或生活用品进行简单物理实验的习惯和探究物理问题的能力。
◇教学重难点◇
教学重点
知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。
教学难点
实验探究声音的音调跟发声体的振动频率有关。
◇教学过程◇
一、新课导入
昆虫飞行时它们的翅膀都要振动,蝴蝶每秒振翅五六次,蜜蜂每秒振翅三四百次。凭听觉人们能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶,为什么呢?
二、教学步骤
探究点1 声音的高低——音调
[阅读课本]P32~33“我们身边……音调越低”
[小组讨论]老师用手机分别播放一段杨培安的《我相信》和罗大佑的《童年》。两首歌曲的声音有何不同?
[归纳提升]声音的高低不同,高音尖细、高亢,低音沉闷。物理学中,把声音的高低叫做音调。
[思考]如何探究影响音调高低的因素?
[分析](1)分组实验:①将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,改变钢尺伸出桌边的长度,拨动钢尺,注意观察钢尺振动发声时振动的快慢及声音的特点。②用硬纸片快慢不同地拨动梳子,听它振动发出的声音。
(2)让学生讨论、分析得出:音调的高低与声源振动的快慢有关。
[归纳提升](1)声源振动次数和所用时间之比称为频率,用f表示。频率的单位是赫兹,简称赫,符号是Hz。
(2)音调与频率的关系:声源振动的频率越高,音调越高;声源振动的频率越低,音调越低。
探究点2 用波形比较频率
[阅读课本]P33~35“用波形比较频率”
[小组讨论]如何用波形比较频率高低?
[提示]如图是两个声音在同一示波器上显示出来的波形,从波形图可知,甲、乙的振幅相同,但在相同的时间内,甲出现的波数少,甲的振动频率低,乙出现的波数多,乙的振动频率高,所以甲的音调低,乙的音调高。
[归纳提升](1)相同时间内,振动次数少,频率低,音调低。
(2)相同时间内,振动次数多,频率高,音调高。
[小组讨论]影响弦乐器音调高低的因素有什么?
[实验]怎样调节弦乐器的音调?
经过小组讨论,提出了影响音调大小的以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的粗细有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长度有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证这些猜想,他们找来了一些琴弦,其规格分别如下表所示:
编号
材料
长度/cm
横截面积/mm2
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
100
0.76
F
钢
80
G
尼龙
80
0.76
H
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,可选用编号为 、 、 的琴弦进行研究。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为 、 、 的琴弦进行实验。
(3)表中有的材料规格还没有填全,为了验证猜想三,请你填上该琴弦的横截面积。
(4)随着实验的进行,小雨又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关。请你设计实验,验证这一猜想。
[答案](1)A B C (2)A D E (3)0.76 (4)用同一根琴弦在长度、横截面积不变时改变松紧程度,用大小相同的力拨动琴弦,比较发音情况。如果发出声音的音调不同,表明猜想是正确的;否则猜想错误。
[归纳提升](1)长度、松紧相同时,弦线越细,音调越高;
(2)粗细、松紧相同时,弦线越短,音调越高;
(3)粗细、长度相同时,弦线越紧,音调越高;
(4)琴弦的材料不同,发出声音的音调不同。
[思考](1)人的发声频率与听觉频率范围相同吗?
(2)为什么有时候在人没有任何感觉时,狗却能觉察出异常情况?
[提示](1)人的发声频率与听觉频率范围不相同。人的发声频率范围为85~1100 Hz,人听到的频率范围为20~20000 Hz。
(2)人与狗的听觉频率范围不相同。狗听到的频率范围为15~50000 Hz,大于人听到的频率范围。
三、板书设计
2.2 音 调
1.音调
(1)概念:声音的高低
(2)影响因素:频率(单位:Hz)
2.影响弦乐器音调高低的因素
弦的长度、粗细、松紧程度、材料
3.发声频率与听觉频率
◇教学反思◇
本节课主要介绍了声音的音调。通过学生探究实验得出音调与频率之间的关系,通过示波器观察波形与频率间的关系。在研究影响弦乐器的音调的因素时,按科学探究的一般规律,应该先让学生进行猜测弦乐器发出的音调高低与什么有关?然后设计实验与计划,最后按计划分步骤去进行实验。考虑到学生的实际情况,由于实验复杂,如果先去猜测,后制订计划,会浪费过多时间,而无法保证后面实验部分的时间。因此这节课在教学设计中灵活地结合教材和学生实际进行了创造性地处理,即直接提出问题:音调高低和什么因素有关?然后直接按照课本上给出的问题进行探究,而不用过多地讲解,可轻松地使学生明确研究的步骤。学生进行实验时,教师应适时引导,以保证学生最终得出正确结论:弦乐器的音调与弦的材料、长度、粗细、松紧程度有关。
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