3.2 声音的特性（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理上册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级上册 第3章 声现象 3.2 声音的特性 情景引入 我们欣赏交响乐时，会感到各种乐器的声音有所不同：小号声清脆嘹亮，小提琴声悠扬柔和，大提琴声深沉浑厚，双簧管声甜美圆润，箫声则低沉飘逸……它们有强有弱，有高有低，有的浑厚，有的清脆。 不同的声音有不同的特性， 声音有哪几种特性? 01 02 03 04 05 CONTENTS 通过声音分辨发声体 声音有强弱之分 声音的高低之分 用计算机显示声音的振动图像（波形图） PART ONE 声音有强弱之分 如图3-2-2所示，用手指拨动琴弦，将它拨到不同的位置后松手，听到声音的强弱不同。 我们把声音的强弱程度叫做响度，这是声音的特 性之一。 若拨动琴弦的距离较大，琴弦振动的幅度也较大，听到的声音就较强。物理学中用振幅来描述声源振动的幅度。 响度 敲鼓时，要使鼓声更响，你会怎样做?鼓声的强弱与鼓面振动的幅度是否有关? 探究响度与声源振动的关系 想一想 实验 如图所示，在鼓面上撒一些红豆。敲鼓时，你观察到现象?分别轻敲、重敲鼓面，你观察到的现象有什么不同?这说明什么问题? 做一做 演示实验 实验现象 敲鼓时，听到鼓声，同时看到鼓面上的红豆在振动； 重敲鼓面比轻敲鼓面时红豆的振动幅度更大。 结论 声音是由振动产生的； 振动幅度越大，（鼓的）响度越大。 交流 本实验采用了“转换法”，在鼓面上撒些红豆来显示鼓面振动幅度大小。 其他方案示例 也可用如图所示的办法显示响度与振幅的关系：用细线吊着一个乒乓球，使它接触正在振动的音叉.实验者和音叉的距离保持一定，当音叉发出声音的响度较大时，可看到乒乓球被音叉弹起的高度较高，证明音叉的振幅较大。 小结 由上述实验可知，声音的响度与声源的振幅有关。振幅越大，响度就越大。 思考交流 声音的响度除了与声源的振幅有关，还与什么因素有关？ 1.与声源的距离远近有关；2.声音的分散程度。 远距离“喊话” 功夫中的“狮吼功” 同学还能举其他例子对以上两点进 行说明吗？ 减小声音的分散程度 PART TWO 声音的高低之分 乐器发出的声音时强时弱，时高时低。物理学中用音调来描述声音的高低，这是声音的又一种特性。 如图3-2-4所示，将钢尺伸出桌 面，用拇指按压在桌边的钢尺处，另一只手拨动钢尺，使之振动。倾听钢尺发出的声音，并观察钢尺振动的快慢。逐渐减小钢尺伸出桌面的长度，重复上述操作。钢尺发出声音的音调高低会如何变化？ 音调 钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；钢尺伸出的越长，振动越慢，音调越低。 实验结论 实验数据 实验次数 钢尺振动的长度 （伸出桌面） 振动快慢 声音高低 1 钢尺长度的1/4 快 高 2 钢尺长度的1/2 慢 低 3 钢尺长度的3/4 更慢 更低 由上述实验可知，钢尺伸出桌面的长度不同， 钢尺振动的快慢也不同，钢尺振动发出声音的音调就不同。音调的高低与声源振动的快慢有关。 物理学中用频率来描述振动的快慢。频率是振动物体在一定时间内振动的次数与所用时间的比，数值上等于单位时间内振动的次数，用f 表示。频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。 例如，音叉每秒振动256次，其频率可表示为 f=256Hz；一个物体在2s内振动10次，它的频率是5Hz。频率高表示物体振动得快，频率低表示物体振动得慢。声源的振动频率决定了声音的频率。 声源振动的频率通常与其形状、尺寸、材料等因素有关。古筝、琵琶等乐器的琴弦被拨动时，较细的琴弦发出声音的音调较高，较粗的琴弦发出声音的音调较低。如图3-2-1所示，通过转动古筝的琴钉，可以调节琴弦的松紧，改变琴弦的粗细，从而改变其振动的频率。 1 ．如图所示是表演者弹奏古筝的情景，下列有关说法正确的是 ( ) A ．演奏时用力拨动琴弦，音调升高 B ．演奏时拨动琴弦越快，声音传播速度越快 C ．演奏前需要调弦，绷紧的弦发声的音调高 D ．演奏时细琴弦发声的响度大 练一练 C 2 ．以鼓为例，鼓皮绷得越紧，音调就越高。则鼓皮绷紧时比不绷紧时 ( ) A ．振幅一定更大 B ．振幅一定更小 C ．振动频率一定更低 D ．每秒内振动次数一定更多 D 3 ．古筝，弹拨弦鸣乐器，是我国古老的民族乐器。下列动作中，古筝发出声音的音调会变高的是 ( ) A ．用力拨动琴弦 B ．减速拨动琴弦 C ．拨动更细的琴弦 D ．移去按压琴弦的手指 C 生活中，人们可以通过音调来分辨西瓜的生熟。向保温瓶灌水时，可以根据音调的变化来判断瓶内水是否加满。在加水过程中，随着瓶内水位上升，水上方的空气柱变短，空气柱振动的频率变大，发出的声音音调变高。 探究1 1.对着试管口吹气 a.用不同大小的力对着同一个装有适量水的试管吹气； b.用相同大小的力对着如图所示装有不同水量的的试管吹气； 发声体：空气柱 a.音调相同，响度不同，且用力越大，响度越大。 b.响度相同，音调不同，且随着水量增大，音调升高。 （水量越大，空气柱越短，空气柱振动的频率越大，音调越高）。 探究2 2.敲击试管（的同一高度位置） a.用不同大小的力对着同一个装有适量水的试管敲击； b.用相同大小的力对着如图所示装有不同水量的的试管敲击； 发声体：瓶子和瓶内的水（组成的系统） a.音调相同，响度不同，且用力越大，响度越大。 b.响度相同，音调不同，且随着水量增大，音调降低。 （水量越大，整个系统质量越大，振动的频率越小，音调越低）。 PART THREE 通过声音分辨发声体 古筝的声音悠扬，钢琴的声音浑厚。我们能轻松分辨的原因是由于它们的音色不同。 如图3-2-7所示，钢琴和尤克里里发出同一音调的声音时，振动图像的疏密程度大致相同，即振动的频率相同；振动图像的形状却有差异，这说明两种乐器的音色不同。 音色 大量实验表明，声源的材料、结构等不同， 它们发出声音的音色不同，音色也是声音的一种特性。接听熟人电话时，我们一下子就能分辨出是谁在讲话，这是因为每个人的喉头、声带、鼻腔等器官在尺寸和形态方面的差异，使每个人发出的声音有不同的音色。 考古发现，我国古代先民很早就开始制作乐器。 图3-2-8所示的贾湖骨笛距今已有8000多年，是迄今为止我国考古发现的最古老的乐器。在贾湖骨笛流传的1000余年中，骨笛从早期的四按音孔发展到晚期的七按音孔，吹奏者从管口吹入气体，使管内空气柱振动发出声音。按压管身的按音孔可以改变振动的空气柱长度，从而改变空气振动的频率，发出不同音调的声音。骨笛的发展反映了中原地区从旧石器时期到新石器时期音乐文化的历史，表明我们的祖先很早就进入了音乐文明时期。 科学与人文 图3-2-9所示的曾侯乙编钟是战国早期的大型礼乐重器。全套编钟共65件。大钟与小钟的形状和 尺寸不同，敲击后发出的声音音调也不同。大钟声音低沉，小钟声音高亢。敲击每口钟的前面和侧面， 会发出两个音调的声音，65件编 钟对应了130个音调。这套编钟表明我国当时的工匠在音乐声学、青铜器冶炼、乐器制造等方面已掌握了丰富的科学知识和高超的工艺技能，是人类在青铜时代创造的伟大艺术作品。 PART FOUR 用计算机显示声音的振动图像（波形图） 前面我们学习音色时对波形图有了一个初识的印象，接下来让我们系统性学习用波形图反映声音的特性。 声源的振动可以用传感器来研究。如图3-2-3 (a) 所示，敲击音叉使其发声，振动的音叉带动周围空气振动，传感器和计算机将空气的振动情况转化为图像。图像的横轴表示时间，图像沿纵轴的起伏程度反映了振动幅度的变化。 敲击音叉，我们听到音叉发出的声音逐渐变弱，屏幕上显示的振动 图像如图3-2-3(b) 所示。随着时间的变化，音叉的振幅如何变化? 敲击大小不同的音叉，听到的声音高低不同。用传感器接收音叉发出的声音，如图3-2-5 (a) 所示，音调低的声音振动图像较稀疏，声音的频率较低；如图3-2-5(b) 所示，音调高的声音振动图像较密集，声音的频率较高。因此音调的高低反映了声音频率的高低。 如图3-2-7所示，钢琴和尤克里里发出同一音调的声音时，振动图像的疏密程度大致相同，即振动的频率相同；振动图像的形状却有差异，这说明两种乐器的音色不同。 声音的特性视频介绍 1 ．在操场上体育课，体育老师发出的口令，近处的学生听到了，而远处的学生没有听清楚 其原因是 ( ) A ．远处学生听到的声音响度小 B ．老师发出的声音音色不好 C ．老师发出的声音频率低 D ．远处学生听到的声音振动幅度大 A 课堂练习 2 ．“大声尖叫”分别描述声音的 ( ) A ．响度和音调 B ．音调和响度 C ．响度和音色 D ．音调和音色 A 3 ．如图是我国最早的乐器之一“埙” ，吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音，相当于现在的 do 、re 、mi 、sol 、la 。五音是指声音的 ( ) A ．响度 B ．音调 C ．音色 D ．速度 B A ．牛的响度大，音调低 B ．牛的响度大，音调高 C ．蜜蜂的响度小，音调低 D ．蜜蜂的响度大，音调高 4 ．下图是牛和蜜蜂的争论，根据图示你认为正确的是 ( ) A 5 ．如图甲所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音；如图乙所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。关于两图，下列说法正确的是 ( ) A ． 甲图中改变尺子的长度，声音响度增大 B ．乙图中改变敲击音叉力度，声音音调变高 C ．用甲图实验器材不能说明响度与振幅有关 D ．乙图更换不同的音叉可以说明音调与频率的关系 D 6 ．下列有关声音的特性，说法正确的是 ( ) A ． 甲图中钢尺伸出桌面长度越长，拨动它时发出的声音的音调越高 B ．乙图中用相同大小的力敲击不同水量的瓶子，发出声音的音调相同 C ．丙图中改变吸管中的空气柱的长度可以改变声音的音色 D ．丁图中改变用力的大小敲击鼓面可改变声音的响度 D 7 ．如图所示，四个相同的玻璃瓶内装有深度不同的水。用筷子轻轻敲击瓶口或用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音，下列关于所发出声音的判断中正确的是 ( ) A ．用筷子轻轻敲击瓶口， 甲瓶的音调最高 B ．用筷子轻轻敲击瓶口，丁瓶的音调最低 C ．用嘴贴着瓶口吹气，丁瓶的音调最高 D ．用嘴贴着瓶口吹气， 甲瓶的音调最高 D 8 ．如图所示，是声音输入到示波器上时显示的波形。以下说法正确的是 ( ) A ． 甲和乙音调相同，乙和丙响度相同 B ． 甲和乙响度相同，乙和丙音色相同 C ． 甲和丁音调相同，乙和丙响度相同 D ． 甲、乙、丙、丁音调和响度都相同 A 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING null 20375.508 null 37590.234 null 24816.426 null 28525.898 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.18.100 $$