2.2声音的特性----2024-2025学年人教版初中物理八年级上册

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。 课时建议 本节建议1～2课时。 教学设计 教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备音叉、示波器、硬纸板、马克笔、音响等。 学生准备：预习本节课的内容，准备钢尺。 预习清单 1．声音的三个特性为 2．频率是 与 之比，用符号 表示。频率的单位是＿，用符号 表示。 3．音调表示声音的 。超声波的频率范围为 ；次声波的频率范围为 。 4．响度表示声音的 5．音色也叫 ，反映了 。 答案 1．音调 响度 音色 2．物体振动的次数 所用时间 f 赫兹 Hz 3．高低 高于20000Hz 低于20Hz 4．强弱 5．音品 每个物体发出的声音特有的品质 课程导入 教师播放合唱歌曲。 教师：你能从这首歌中听出哪些信息？ 学生仔细聆听，尝试回答：能听出有男歌手和女歌手。有人唱低音，有人唱高音。一个主唱是男的，其他人都是伴唱的。 教师总结学生发言，引出主题：声音的大小、高低和男女声的不同，都是本节课的研究内容。 新课教学 任务一：探究音调与频率的关系 教师播放牛与蚊子发出的声音。 教师：请大家比较两次声音的不同。 学生：牛发出的声音低沉、雄浑，蚊子发出的声音尖细、刺耳。 教师总结归纳：我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高，即音调高；有的听起来低沉，声音低，即音调低。 教师：声音的音调高低与什么因素有关？ 【学生实验】如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，使伸出桌边的部分较长。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察它振动的快慢。逐渐缩短钢尺伸出桌边的长度，仍用同样大小的力拨动钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低。 学生根据现象得出结论：音调的高低与发声体的振动快慢有关。 教师：发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着音调的高低。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。 例如，一个物体在1s内振动了50次，则这个物体振动的频率.f=50Hz。 【演示实验1】利用教室中可移动的黑板（也可用硬纸板），让一位同学拿一支粉笔在黑板上沿竖直方向上下移动，另一位同学慢慢地匀速拖动黑板，在黑板上就会留下一个波形图，这就是振动图像。 【演示实验2】如图所示，介绍示波器并利用示波器显示敲击音叉所产生的声音的波形图。 【演示实验3】对比不同频率音叉发声的波形图。 通过观察示波器中的波形图，可以清楚地看到：音调高的声音频率高，波形密集；音调低的声音频率低，波形较稀疏。 教师总结音调和频率的关系：频率决定声音的音调，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 教师：振动会发声，为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到蚊子飞行发出的声音？ 学生阅读教材“小资料”。 教师引导学生回答问题并归纳总结。 （1）多数人能够听到的频率范围是20~20 000 Hz。 （2）高于20000Hz的声波叫作超声波，它们超过人类听觉频率的上限。 （3）低于20Hz的声波叫作次声波，它们低于人类听觉频率的下限。 （4）声音、超声波、次声波统称声。 【设计意图】通过视频和简单的问题激发学生的学习兴趣，再让学生用钢尺尝试发出不同音调的声音，认识频率的概念。然后通过多个演示实验，让学生在实验的基础上交流合作，得出频率和音调的关系，逐步学习实验探究方法。再借助示波器观察不同音调声音的波形图，以图形的方式让学生再次体会频率和音调的关系。最后通过一个简单的问题，引导学生阅读教材，初步了解超声波和次声波。 任务二：探究决定响度的因素 【演示实验1】“翩翩起舞” 如图所示，在音响的喇叭上放置一些小物体，播放音乐（响度变化较大），请学生仔细观察轻小物体的跳动情况。 学生观察轻小物体随音乐的跳动情况。 教师：声音大时与声音小时物体跳动的情况有什么不同？说明了什么？ 学生：声音大时物体跳得高；声音小时物体跳得低。 教师：物体跳动的高低说明了什么？ 学生：说明了音响（发声体）振动的幅度。 教师：声音的强弱（大小）可以用响度来衡量。物体振动的幅度称为振幅。研究表明，振幅越大，产生声音的响度越大。 【演示实验2】对比不同响度声音的波形图 如图所示，用大小不同的力先后敲击同一个音义，用示波器显示前后两次的波形图，请学生观察其特点。 学生观察，思考并总结：同一音叉发出不同响度的声音时，图像的疏密程度（频率）相同，且响度大的声音，图像的振幅也大。 教师：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，还可能和什么因素有关呢？ 学生：距离。 教师：确切地说，应该是人与发声体之间的距离。请同学们举例说明。 学生举一些生活中常见的例子。例如，在马路边有汽车从我们身边经过，随着汽车的远离，我们听到它的声音也越来越小，直到完全听不见。 【设计意图】通过演示实验，将发声体的振幅直观地展示出来，再通过示波器显示的波形图进行对比，使学生对响度的认识更容易且更深入。 任务三：建立音色的概念 教师组织“猜猜我是谁”的小游戏：播放提前录好的两位同学的录音，请同学们猜一下是哪位同学。 学生快速准确地给出了答案。 教师：同学们是通过声音的什么特性辨别出来的呢？ 学生据此得出音色的概念。 教师：如图所示是音叉、钢琴、长笛发出的C调1（do）的波形图。请大家观察它们有什么不同。 音叉 钢琴 长笛 学生观察并回答：疏密程度（频率）、振幅基本相同，波的形状不同。 教师：音色也是声音的一个重要特性，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。日常生活中，我们就是通过音色来区分不同乐器和同学的。 【设计意图】让学生感受到音色这一声音的特性在生活中的应用是非常常见且广泛的，同时也让学生通过示波器波形图了解到这一特性的决定因素。 核心总结 1．声音的三个特性分别是音调、响度和音色。 2．音调的高低取决于声源振动的频率。 3．响度的大小取决于声源振动的幅度和人距离发声体的远近。 4．音色的不同取决于声源的材料和结构等。 学科网（北京）股份有限公司 $$