2.2 声音的特性 2024-2025学年人教版物理八年级上册

2 声音的特性 学情分析 本节课是本章的重点和核心内容，也是在学生了解了声音的产生与传播的基础上，对声现象的进一步探索和研究。本节课的重点内容是对声音特性的探究。教材中将本节课的内容分为音调、响度、音色三部分，通过实验探究及示波器的使用.让学生认识声波，使学生对声音的三个特性有更为直观的认识，并能归纳出声音的三个特性及其影响因素，为后面学习声现象的其他内容奠定了较好的基础。同时还培养了学生的观察能力、分析能力、动手实验能力和科学探究能力。 教学建议 本节课可以通过实验探究的形式，设计“声音的音调与什么因素有关”“声音的响度与什么因素有关”和“声音的音色”等学生探究实验。让学生利用身边的器材设计简单的演示实验，如钢尺振动发声实验等。利用示波器可以使声音的音调、响度、音色三个特性形象、直观地被展现出来，使学生能够理解得更深入。在实验探究的过程中培养学生的观察能力、分析概括能力、科学探究能力、实验操作能力和合作交流意识，最重要的是使学生领悟到科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，形成尊重事实、探究真理的科学态度。 教学目标 物理观念 1．知道音调、响度和音色是声音的三个特性，会用音调、响度和音色区别声音。 范围。 3．知道声音的强弱用响度表示，声源振幅的大小决定声音的响度。 4．知道发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同。 科学思维 1．通过演示实验，让学生理解振动和示波器显示的波形之间的联系。 2．通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验，进一步了解探究物理学规律的方法。科学探究 1．通过实验探究确定，音调与声源的振动频率有关，响度与声源的振幅和人距发声体的远近有关，音色与发声体的材料、结构和发声方式有关。 2．通过实验探究确定，在声音传播的过程中，音调和音色不会发生改变，而响度会逐渐减小。 科学态度与责任 1．通过实验激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，体验合作的重要性，形成乐于探索自然现象和生活中物理学规律的精神。 2．体会现实世界的物体发出的声音是丰富多彩的，更加热爱大自然，热爱科学。 重点难点 重点 1．音调、响度和音色的概念。 2．音调与频率、响度与振幅的关系。 3．音色的影响因素及应用。 难点 1．频率的定义。 2．振动波形图的理解。 教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备示波器等。 学生准备：预习本节课的内容；以小组为单位，每小组选择一位会演奏乐器的同学将自己的乐器带到教室。 预习清单 1．声音的三个特性为 。 2. 决定声音的音调，频率高则音调 ，频率低则音调 。 3．物体的 越大，产生声音的响度越大。人听到的声音是否响亮，除了跟发声体发声时的振幅有关外，还跟人距离发声体的 有关。 4．不同发声体的 、 不同，发出声音的音色也就不同。 答案 1．音调 响度 音色 2．频率 高 低 3．振幅 远近 4．材料 结构 课程导入 教师引导各小组会乐器的同学展示自己的乐器并演奏一段。 负责展示的同学展示并演奏乐器，其他同学观察和欣赏。 教师：乐器是如何演奏出优美的音乐声的呢？为什么可以发出大小不同的声音？我们又是怎样通过听声音就区分出不同的乐器的呢？ 学生提出猜想。 教师：我们带着问题与猜想开始这节课的学习。 新课教学 任务一：了解音调 教师：请每个小组观察自己组内的乐器，思考这件乐器是如何发声的。 学生：靠弦的振动、空气柱的振动、鼓面的振动发声。 教师：在演奏的过程中，乐器发出了高低不同的声音，物理学中用音调来表示声音的高低。 演奏者使乐器发出不同的音调，其他同学感受音调的高低。 教师：在刚刚的展示过程中，演奏者是如何使乐器发出不同音调的声音的呢？ 学生：以吉他为例，演奏者演奏时用手指改变了发生振动的琴弦的长度，音调就发生了改变。 教师请演奏者再次演奏，学生注意观察音调高低与振动快慢之间的关系。 学生仔细观察后回答：同一根琴弦，琴弦越短，琴弦振动得就越快，音调就越高。 教师：物理学中用哪个物理量表示振动的快慢？其单位是什么？ 学生阅读教材并回答：物理学中用物体振动的次数与所用时间之比-频率来描述物体振动的快慢，频率用符号f表示。在国际单位制中，频率的单位是赫兹，简称赫，用符号Hz 表示。 教师用示波器展示同一乐器用同样大小的声音发出不同音调的声音的波形图。 学生观察波形图的特点。 教师：从波形图上，同学们能总结出什么规律？ 学生：高音调的声音，波形更密集一些，说明声音的频率较高；低音调的声音，波形比较稀疏，说明声音的频率较低。 学生阅读材料，了解超声波和次声波。 教师引导学生总结：多数人能听到声音的频率范围是20～20 000Hz。人们把高于20 000 Hz 的声波叫作超声波；把低于20Hz的声波叫作次声波。声音、超声波、次声波统称声。 【设计意图】通过对乐器的观察，直观感受到声音的音调是由振动的频率决定的。通过自主阅读材料，了解频率的概念和单位，知道超声波和次声波。 任务二：了解响度 教师：声音有音调的不同，也有强弱的不同。声音的强弱用响度表示。那么，声音的响度由什么因素决定呢？ 演奏者使乐器发出不同响度的声音，其他同学感受响度的大小。 教师：在刚刚展示的过程中，演奏者是如何发出不同响度的声音的？ 学生：用大小不同的力拨动琴弦，用的力越大，发出声音的响度就越大。 教师请演奏者再次演奏，学生注意观察响度大小与振动幅度之间的关系。 学生仔细观察后回答：同一根琴弦，越用力拨动，琴弦振动的幅度就越大，发出声音的响度就越大。 教师：物理学中用什么表示振动的幅度？ 学生阅读教材，回答：物理学中用振幅表示物体振动的幅度。 教师用示波器展示同一乐器用不同大小的力发出相同音调的声音时的波形图。 学生观察波形图的特点。 教师：从波形图上，同学们能总结出什么规律？ 学生：响度大的声音的波形要高一些，说明它的振幅较大；响度小的声音的波形要低一些，说明它的振幅较小。 教师：请同学们思考，除了发声体的振幅，还有什么因素会影响人听到的声音是否响亮呢？ 学生：还与人到发声体的距离有关，声源的振幅不变的情况下，人距离发声体越远，听到的声音越小。 教师：请学生设计一个小实验（或小游戏）来说明这个问题。 学生设计小游戏：在讲台上的同一位置弹奏一个“音”，再请一位同学在距离讲台不同远近的位置去听这个声音，谈一谈感受。 【设计意图】通过对乐器的观察，直观感受到声音的响度是由振幅决定的。 任务三：了解音色 教师请两位演奏者用不同的乐器演奏同一首乐曲，提问：同学们只听声音，能分辨出这是由不同乐器演奏的吗？ 学生：可以。 教师：声音还有一个非常重要的特性，那就是音色。在刚刚展示的过程中，我们是如何听到不同的音色的？ 学生：用不同的乐器进行演奏。 教师：发声体的材料、结构不同，发出声音的音色就不同。 教师用示波器展示不同乐器用同样大小的声音发出相同音调的声音的波形图。 学生观察波形图的特点。 教师：从波形图中，同学们能总结出什么规律？ 学生：不同乐器发出的声音的波的形状是不同的，即音色不同。 【设计意图】从实际场景中体会音色的物理意义以及影响音色的因素。 档 核心总结 音调（声音的高低）-频率 声音的特性响度（声音的强弱）-振幅、距离声源的远近 音色（声音的品质）-材料、结构 课堂评价 1．在公共场所“轻声”说话是文明的表现，在课堂上“大声”回答问题才能让老师和同学们都能听清楚。这里的“轻声”和“大声”是指声音的 ( ) A.音调 B.响度 C.音色 D.频率 2．优雅的《梁祝》曲用小提琴或钢琴演奏都很美妙，你能听出是用钢琴还是用小提琴演奏的，主要是依据声音的 ( ) A.音调 B.响度 C.音色 D.节奏 答案与点拨 1. B 2.C 课后实践 利用身边的物品制作一支“笛子”。 教学特色 本节课的教学中，学生的活动比较多，还需要有乐器演奏特长的学生参与，极大地提升了学生的参与感，激发了学生的学习兴趣。如果班级中有乐器特长的学生不多，可以提前准备一些简单的演奏器材，比如鼓、锣等，甚至可以鼓励学生自己制作一些简易的“乐器”在课堂上展示。这样不仅可以解决乐器特长学生数量有限的问题，还可以培养学生的动手能力，进而激发学生对音乐的认识和欣赏。 教学资源链接 ［课程导入设计2］ 通过欣赏民乐团的演奏，感受民族音乐的魅力，同时引入新课。 提出问题：你能听出几种乐器？哪种乐器声音大？声音“刺耳”的是哪种乐器？ ［任务二设计2］ 通过转换的思想用乒乓球被弹起的情况来反映音叉振动幅度的大小。 多普勒效应 “多普勒效应”是一个偶然的发现。1842年的一天，奥地利数学家、物理学家多普勒正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时汽笛声变大，音调很高，而火车从近而远时汽笛声变小，音调降低了。他对这个物理现象产生了极大兴趣，并进行了研究。他发现这是由于波源与观测者之间存在着相对运动，使观测者听到的波长不同于波源波长的现象，这就是波长移动现象。因为波源相对于观测者在运动时，观测者所听到的波长会发生变化。当波源离观测者而去时，声波的波长增大，当波源接近观测者时，声波的波长减小。波长的变化同波源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大，改变就越显著，后人把这种现象称为“多普勒效应”。“多普勒效应”有许多应用，例如：有经验的铁路工人可以从鸣笛声判断列车是进站还是出站；雷达测速装置也是根据多普勒效应来测定车辆行驶速度的；声呐装置则根据多普勒效应来探测潜艇运行的方向和速度；等等。 学科网（北京）股份有限公司 $$