二、声音的特性（教学课件）物理苏科版2024八年级上册

第一章 声现象 物理八年级上册 •苏科版 二、声音的特性 学习目标 01 物理观念 知道响度与振幅、音调与频率的关系，能够根据音色辨别不同物体发出的声音。 02 科学思维 通过探究，知道响度与振幅、音调与频率的关系；能在具体情境中区别响度、音调、音色的不同。 03 科学探究 探究响度与声源振动的关系。 探究音调与声源振动的关系。 04 科学态度与责任 在实验探究中，逐步养成严谨求实的科学态度，尊重实验数据和事实，能积极参与交流、发表自己的观点，以培养团队合作精神和沟通能力。 重点难点 教学重点 教学难点 理解声音的音调、响度、音色的概念及其物理内涵，通过实验探究明确影响这些特性的因素，能在实际情境中准确辨别和描述这些特性，形成正确的物理观念 能够运用控制变量法进行实验操作，收集、分析和处理数据，得出关于声音特性的科学结论，并能运用这些知识解释生活中与声音相关的现象 课堂导入 我们欣赏交响乐时，会感受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，箫声低沉飘逸……它们有强有弱，有高有低，有的浑厚，有的清脆。 声音有哪些基本特性？这些特性又与什么因素有关？ 响度 探究新知 响度：物理学中，把人耳感觉到的声音的强弱叫作响度(loudhess)。 活动1.3 探究响度与声源振动的关系 想一想 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? 做一做 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？ 转换法 探究新知 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。 说明 声音是由振动产生的；振动幅度越大，（鼓的）响度越大。 思考并和同学交流，除了在鼓面上放一些泡沫塑料、红豆、米粒之外，还有什么不同的方案或更好的方法？ 探究新知 进行实验： 1.敲击音叉，将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。 2.使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。 视频演示—《影响响度的因素》 转换法 探究新知 由上述活动可知，声音的响度与声源的振幅有关。声源振幅越大，在一定位置接收到的声波的振幅就越大，因而响度就越大。 振动的幅度简称振幅。 讨论与思考：根据你的生活经验，你还能说出其他影响响度的因素吗？ 远距离“喊话” 喇叭 与声源的距离远近 声音的集中度 探究新知 视频播放—《不同响度的波形》 探究新知 【学习任务一】响度 如图甲所示，在鼓面撒上一些纸屑，轻敲鼓面时看到纸屑上下跳动，这个现象说明，正在发声的物体都在 ；比较图甲、乙两次敲鼓时纸屑跳动的情况，两次敲鼓时发出声音的 （选填“音调”、“音色”或“响度”）不同。 解：[1]纸屑上下跳动，说明鼓面在振动，当有鼓声时，纸屑才会振动，鼓声停止，纸屑停止跳动，所以可以得出结论：正在发声的物体在振动。 [2]由图可知甲图中纸屑跳动幅度比乙图中小，即甲图中鼓面振动幅度比乙图中鼓面振动幅度小，振幅大的响度大，所以乙图中鼓声比甲图中鼓声响度大。 振动 响度 音调 探究新知 音调：物理学中，将声音的高低叫作音调(pitch)。 为什么小华唱到“高原”的“高”就唱不上去了? 探究新知 思考：两位歌手的声音有什么不同？ 音调的高低会与什么有关呢？ 探究新知 活动1.4 探究音调与声源振动的关系 如图所示，用一张硬卡片先后两次从梳齿上划过，一次快，一次慢，你听到卡片发出声音的音调有什么不同? 实验现象 卡片从梳齿上划过，梳齿拨动卡片使其振动。快划时，卡片振动快，音调高；慢划时，卡片振动慢，音调低。 该实验说明，卡片发出声音的音调与卡片振动的快慢有关。 探究新知 1.将钢尺按在桌面上，一端伸出桌面。 2.拨动钢尺，听它发出声音，同时观察钢尺振动的快慢。 3.改变钢尺伸出的长度，再次拨动钢尺。 控制变量法 进行实验： 探究新知 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 实验数据 实验结论 探究新知 物体振动的次数与时间之比叫作频率(frequency)。频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。一个物体在2s内振动10次，它的频率是5Hz。 实验表明，音调与声源振动的频率有关。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 人唱歌时，声音的频率在60Hz(男低音)到2500 Hz(女高音)之间，通常，成年男性说话声音的频率为90~140 Hz,而成年女性说话声音的频率为170~550 Hz,所以成年女性声音的音调一般比成年男性高。 探究新知 视频播放—《不同音调的波形》 低音调的波形比较稀疏，声音的频率较低 高音调的波形比较密集，声音的频率较高 探究新知 生活 物理 社会 钢琴调音 钢琴中使用了大量木材。木材受空气湿度、温度等环境因素的影响会发生形变，固定在它上面的弦的松紧就会改变，因而影响钢琴发出的声音。为了保持琴音的准确性，需要对钢琴进行定期检查和适当调整。从事这项工作的人被称为钢琴调律师。 一架钢琴有200多根弦，其中2~3根组成一组同音弦。钢琴调律师首先用音锤敲击音叉，让它发出具有固定频率的纯音，以此作为标准音来判断被调试弦发出的音是否准确；然后使用一种专用工具改变弦的松紧程度，使音调升高或降低，直至达到标准音。 一位优秀的钢琴调律师需要备很高的音乐素养、敏锐的听觉和精准的调节技术。 探究新知 【学习任务二】音调 如图是我国某地修筑的“音乐公路”，当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多疏密不同的横向凹槽，汽车每经过一个凹槽，轮胎就会上下振动一次。下列说法正确的是（　　） A．声音是由空气振动产生的 B．当车速增大时，音调会变高 C．当凹槽变稀疏时，音调会变高 D．当车速减小时，声音传播速度也会减小 B 探究新知 解：A．汽车每经过一个凹槽，轮胎就会上下振动一次，声音是由汽车轮胎振动产生的，而不是空气振动产生的，故A错误； B．当车速增大时，汽车经过凹槽的频率变大，轮胎振动的频率变大，音调会变高，故B正确； C．凹槽稀疏时，汽车经过凹槽的频率变小，轮胎振动的频率变小，根据频率与音调的关系，频率越低，音调越低，故C错误； D．声速与介质的种类和温度等因素有关，与车速无关。当车速改变时，声速不变，故D错误。 故选B。 探究新知 音色 活动1.5 辨别不同物体发出的声音 1.听一段交响乐，你发现其中有哪些乐器参与了演奏？ 2.使用不同的乐器（如笛子、口琴、小提琴、胡琴等）先后发出音调相同的声音，如C调中的“1(do)”。凭听觉，你能否分辨出这些声音分别是由哪种乐器发出的? 探究新知 不同的乐器，即使发出声音的响度和音调都相同，我们也可以很轻松地将它们区分开来。后面座位的同学交流时，即使没有看到人，凭借其说话的声音，你也能知道他们是谁。这是为什么呢？原来，声音还有另外一个特性——音色(timbre)。 声音的品质叫作音色，它反映了每个物体发出的声音特有的品质。 不同的声源，由于它们的材料、结构等不同，因而发出声音的音色不同，人对这些声音的感觉也就不一样。 响度、音调和音色可以描述声音的特性，通常称为声音的三要素。 探究新知 视频播放—《不同音色的波形》 波形不同，表示音色不同 探究新知 生活 物理 社会 曾侯乙编钟 如图所示是湖北随州曾侯乙墓出土的战国时期的编钟，距今已有2400多年是世界上现存规模最大、最完整的编钟。这套编钟共65件，依大小次序分成3层8组，悬挂在钟架上。迄今为止，人们用这套编钟还能演奏古今乐曲，且音域宽广、音色优美。 探究新知 “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。能分辨“钟声”主要是依据声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．频率 解：不同发声体发出声音的音色不同，能分辨“钟声”主要是依据声音的音色，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【学习任务三】音色 C 探究新知 乐器 （1）打击乐器：锣、鼓等收受到打击时产生声音。 锣 鼓 乐器：分为三种主要的类型 以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越高。 探究新知 （2）弦乐器：二胡、吉他、小提琴等通过弦的振动发声。 弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧。一般来说，弦乐器的弦越细、 越短、越紧，其发声时的音调越高。 探究新知 管乐器音调的高低取决于所含空气柱的长短；空气柱越长，音调越低 （3）管乐器：长笛、箫等吹动空气柱振动发声。 课堂小结 声音的特性 音调 决定因素——频率 音调高 音调低 振动快 振动慢 声音的高低 音色 声音的品质 发声体的 材料和结构 响度 声音的大小 决定因素 声源的振幅 距离发声体的距离 课堂练习 1．在信息飞速发展的时代，电信诈骗已成为一颗毒瘤，无情地侵蚀着社会的各个角落。“眼见不一定为实，耳听不一定为真”，诈骗者利用AI语音合成技术，模仿他人的声音（　　），让接听者误以为是自己熟悉的人在说话。 A．音色 B．音调 C．响度 D．频率 解：不同的人，发出声音的音色不相同，用AI技术合成的声音主要是模仿了声音的音色，让接听者误以为是自己熟悉的人在说话。 故选A。 A 课堂练习 2．在深圳市聚龙科学中学校园中有画眉鸟，画眉鸟和蟋蟀都被称为自然界中的“歌唱家”。画眉鸟的叫声洪亮、婉转柔美，被誉为“林中歌手”；蟋蟀通过翅膀的摩擦发出响亮的声音，常被称为“夜鸣虫”。下列对它们声音的说法正确的是（　　） A．画眉鸟和蟋蟀发出的声音都是通过振动产生的 B．画眉鸟声音的响度一定比蟋蟀声音的响度大 C．人们依据音调能区分出画眉鸟和蟋蟀的声音 D．人离画眉鸟越近，听到声音的音调越高 A 课堂练习 解：A．画眉鸟的声音是通过鸣管的振动产生的，蟋蟀是通过翅膀的摩擦振动发声，故A正确； B．画眉鸟的叫声“洪亮”，蟋蟀的声音“响亮”。但“洪亮”和“响亮”都是形容声音大，无法直接比较，故B错误； C．音色是由振动体的材料和结构决定的，人们依据音色能区分出画眉鸟和蟋蟀的声音，而不是音调，故C错误； D．响度大小与声源的振幅和远近等有关，人离画眉鸟越近，听到声音的响度越大，但音调不变，故D错误。 故选A。 课堂练习 3．豫剧是全国五大戏曲剧种之一，演唱时以二胡、唢呐等为主要伴奏乐器，如图所示。吹奏唢呐时，按压不同的孔是通过改变空气柱的长短来改变声音的 ；两种乐器相互配合演奏出优美的乐曲，人们是通过 分辨出它们的声音。 音调 解：[1]音调与发声体振动的频率有关；吹奏唢呐时，按压不同的孔是通过改变空气柱的长短来改变空气柱振动频率，进而改变声音的音调。 [2]不同发声体，由于其材料、结构不同，发出声音的音色不同，所以人们可以根据声音的音色辨别发声体。两种乐器相互配合演奏出优美的乐曲，人们是通过音色辨别它们的声音。 音色 课堂练习 4．白居易的《琵琶行》中有如下描述：“转轴披弦三两声，未成曲调先有情。“演奏琵琶时通过拨动琴弦，使其 发声；演出前旋转转轴的目的是调节琴声的 （选填响度、音调、音色）；若原琴弦发声如甲所示，将琴弦适当旋紧后用同样的力拨弦，声波的波形如 （选填甲、乙、丙）所示。 振动 解：[1]声音是由物体振动产生，“演奏琵琶时通过拨动琴弦，使其振动发声。 [2]演出前旋转转轴，可以改变琴弦振动的快慢，目的是调节琴声的音调。 [3]若原琴弦发声如甲所示，将琴弦适当旋紧后用同样的力拨弦，声音的音色不变，声音的振幅不变，声音的振动频率变快，则声波的波形如丙所示。 音调 丙 课堂练习 5．以下为课本插图，请按要求回答： (1)图甲，利用该装置可以探究声音的响度与 的关系，红豆在实验中的作用是 ； (2)图乙，用卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到卡片产生的声音发生变化。这个实验用来探究： ； (3)图丙，在试管中加入少量水，对着试管口吹气，该声音的声源为 ，增大试管内的水量，则发出声音的音调将会 （选填“升高”或“降低”）；用更大的力气吹气，则发出声音的响度将会 （选填“增大”或“减小”）。 振幅 放大微小振动 音调与频率的关系 空气柱 升高 增大 课堂练习 解：（1）[1][2]通过改变敲击鼓面的力度，使鼓面振幅不同，观察红豆跳动的情况来探究声音响度与振幅的关系。鼓面振动幅度较小，不易直接观察，红豆可以将鼓面的微小振动放大，让人更直观地看到振动幅度与响度的关系，这里用了转换法。 （2）当用卡片快拨木梳的齿时，卡片振动频率快，发出声音的音调高；慢拨木梳的齿时，卡片振动频率慢，发出声音的音调低。通过对比这两种情况，可得出声音的音调随频率变化的规律，即频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 （3）[1][2][3]在试管中加入少量水，对着试管口吹气，是试管内的空气柱振动发声，所以该声音的声源为空气柱。当增大试管内的水量时，空气柱的长度变短，振动频率加快，根据音调与频率的关系，频率越高音调越高，所以发出声音的音调将会升高。用更大的力气吹气，会使空气柱振动的幅度增大，而响度与振幅有关，振幅越大响度越大，所以发出声音的响度将会增大。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.实践应用作业：如图，在八个相同的玻璃瓶中， 灌入质量不同的水，水面的高度不等。 (1)若用相同的力量分别敲击它们，就可以发出不同的音调，此时发出的声音的声源主要是 （选填“空气柱”或“瓶壁和水柱”）的振动，盛水越多，敲击时发出的声音的音调就越 ； (2)若用嘴依次用同样的力量吹瓶口，也可以发出不同的音调，此时发出的声音的声源主要是 （选填“空气柱”或“瓶壁和水柱”）的振动，盛水越多，瓶中的空气柱越短，振动的越快，发出的声音的音调就越 ； (3)由此联想到，往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，因为随着水位的不断升高，音调逐渐 （选填“升高”、“降低”或“不变“）。 (4)若要产生1234567i八个音阶，则产生1音的是图中 （填字母）玻璃瓶。 瓶壁和水柱 低 空气柱 高 升高 A 布置作业 解：（1）[1][2]声音是由物体振动产生的。当用相同的力敲击瓶子时，振动的物体是瓶壁和水柱，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，振动频率越低，音调越低。 （2）[1][2]不仅固体能振动发声，气体振动也能发声。当用嘴依次吹瓶口，振动的物体是瓶内的空气柱，瓶中盛水越多，空气柱越短，越容易振动，频率越高，音调越高。 （3）灌水时听见的声音是由壶内空气柱振动产生的。当向壶中倒水时，由于壶中的有一段空气柱，此时由于该段空气柱的振动而发出声音，且随着壶中的水越来越多，空气柱越来越短，其振动会变的越来越快，即音调会越来越高。 （4）若用口吹瓶子，是瓶中的空气柱振动发声，要产生1234567i八个音阶，则产生1音的应是音调最低的，即振动最慢的、空气柱最长的，故应是图中A玻瓶瓶。 谢谢聆听 谢谢聆听 null 20375.508 null 37590.234 null 24816.426 null 28525.898 smzyÒôЧ¿â smzy 281 Other 4858.786 chi - smzy Lavf58.46.101 null 159851.05 $$