第3节 声的利用（教学课件）物理人教版2024八年级上册

第二章 声现象 第3节 声的利用 物理八年级上册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解声音的产生、传播及接收的基本原理，能够描述声音在不同介质中的传播特性。 02 科学思维 通过实例分析，掌握声音在医疗、通信、工业等领域的应用原理，培养运用科学知识解决实际问题的能力。 03 科学探究 通过小组合作，设计并实施声音传播实验，观察并记录实验现象，分析实验结果，提高科学探究的能力。 04 科学态度与责任 关注声音利用技术的发展趋势，认识声音技术在促进社会进步、改善人类生活方面的重要作用，培养科学态度和责任感。 教学重难点 教学难点 教学重点 声音的传播原理及其在日常生活中的应用 如何通过实验探究声音的传播特性，以及如何利用声音解决实际问题 课堂引入 人从呱呱坠地时起，就开始利用声音来表达自己的情绪和需求。人们在优美的音乐中愉悦身心，从彼此的对话中获得信息……除了人类，动物也能利用声。例如，大象就可以用人类听不到的“声音”进行交流。你能举出其他一些例子吗？ 大象发出次声波，互相交流。 蝙蝠利用超声波定位捕食 我国劳动人民总结出了许多预报地震的谚语：“鱼浮水面向上跳，鸡飞上树高声叫，老鼠搬家往外逃，鸽子惊飞不归巢，狗在静夜狂奔叫，预示地震要来到。”地震发生前一些动物为什么会有这些反应呢?其中蕴含什么科学道理? 课堂引入 狗在静夜狂奔叫 鱼浮水面向上跳 鸡飞上树高声叫 老鼠搬家往外逃 鸽子惊飞不归巢 知识点1 声与信息 知识点1：声与信息 探究新知 1. 声波可以传递信息 听见滚滚的雷声 鸣笛的汽车 老师上课讲授知识 （1）人类利用声音进行表达，传递信息，如老师上课，汽车大喇叭等。 （2）自然界的声音也可以传递信息。如听到滚滚雷声，就知道即将大雨来临。 （3）除了人类，动物也能够根据声音来定位 食物，发现敌害，传递信息。例如：鸟儿的叫声不仅可以建立社交联系，还能用于示警。 知识点1：声与信息 探究新知 2. 次声波能传递信息 大自然的许多活动，如地震、火山爆发、 台风、海啸等，都伴有次声波产生。 地震预测：地震会产生次声波，通过测量次声波到达地震台的时间差，可算出震中位置 台风探测：气象站通过接受台风产生的次声波，确定台风的位置，强度，并预测台风的走向 象语：象群常发出次声波呼朋唤友，交流信息 蝙蝠靠超声波发现昆虫 （1）蝙蝠捕食 蝙蝠每秒用喉部发射10~20次超声波并用耳朵接受反射波，借助回声，它可以探测到很小的昆虫，甚至能辨别出直径0.1mm的金属丝的障碍物。 这种根据回声探测目标的方法叫做回声定位，雷达就是靠模仿蝙蝠制造出来的。 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 倒车雷达在倒车时，利用超声波原理，由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全。 （2）倒车雷达 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 视频讲解：倒车雷达的原理 人们利用声呐可以来测量海底的深度。 探测海底深度 测量海底深度的原理： 就是从船上发出声脉冲至海底，通过测算接收，然后将接收到的回声所经历的时间自动转换为深度值显示出来。 设声波在海水中的传播速度为 v， 声呐系统向海底垂直发射声波，经时间t后收到回波， 则海水的深度： s= （声波通过的距离是海底深度的2倍） （3）声呐 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 探测鱼群位置 声呐探测海底结构 我们平常看到的海底结构图就是根据声呐提供的数据绘制的。 探测鱼群、潜艇位置、绘制水下数千米地形图等。 声呐的一些应用 知识点1：声与信息 探究新知 声呐的工作原理 超声导盲仪通过发射超声波，接收障碍物反射的回波，经过处理后，将障碍物的距离信息转化为声音信息，以可听声的形式反馈给使用者，达到“以听代视”的效果。 超声导盲仪及其原理 （4） 超声导盲仪 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 医生用B超查看胎儿发育情况 （5）“B超”原理 B超诊断仪向人体发射超声波，超声波经过不同的器官与组织时发生反射，产生强弱不同的回声，计算机接受到探测器的回声 信号后，将其处理成图形，帮助医生诊断病情。 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 （6）超声波探伤 超声波探伤仪 如果产品内部有缺损或者裂纹,超声波就会在该处发生反射,仪器接收到反射信号后,可以根据反射时间和波强度评估缺损或裂纹的大小、深度 知识点1：声与信息 探究新知 3. 超声波能传递信息 视频讲解：超声波探伤 知识点1：声与信息 探究新知 【典例1】如图所示，轿车尾部安装有安全倒车雷达，倒车时尾部在非安全距离内遇到人或障碍物，雷达就会报警。倒车雷达利用了声可以传递        （选填“信息”或“能量”），它是通过测量车尾的探头发送的       （选填“超声”或“次声”）波遇到障碍物后反射回的时间，计算出车体与障碍物间的实际距离。若探头发出的声波经0.02s接收到回声，则此时轿车尾部与障碍物间的距离为       m（声音的速度取340m/s）。  信息 超声 [3]由题知， 3.4 知识点2 声与能量 知识点2：声与能量 探究新知 把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水面上的树叶也随之起伏，我们就说扔石头的能量通过水波传给了树叶。 声波也是一种波动，那么，声波能传递能量吗？ 发声扬声器旁的 烛焰来回摆动 传递声的过程实际上就是传递能量的过程。 将扬声器对准烛焰，播放音乐，你看到了什么现象？这说明了什么问题？ 会看到烛焰跳动。说明声波能传递能量。 知识点2：声与能量 探究新知 【视频欣赏：跳动的火焰】 1. 实验探究：声波可以传递能量 知识点2：声与能量 探究新知 2. 声波传递能量的应用 （1）超声波治疗结石 超声波方向性好,发生器从多个方向向结石的位置发射超声波,达到碎石效果。 视频讲解：超声波碎石 优点：并且超声波不会对周围的柔软组织造成损伤，避免对身体造成伤害大大减轻了病人的痛苦 2. 声波传递能量的应用 （2）超声波清洗 知识点2：声与能量 探究新知 超声波进入液体中后，会引起液体的剧烈振动，这种振动会不断地冲击镜片的污垢,将污垢清洗下来。 视频讲解：超声波清洗镜片 优点：不会损坏被清洗的物体，适用于复杂、高精度、高表面质量要求的物体。 2. 声波传递能量的应用 （3）超声波雾化 知识点2：声与能量 探究新知 利用超声波将液态水打散而产生自然飘逸的水雾,与加热雾化方式比较,耗能减少了90%. 加湿器、盆景造雾机、雾化治疗仪等都是超声波雾化的应用 视频讲解：超声波加湿器 2. 声波传递能量的应用 知识点2：声与能量 探究新知 （4）次声波武器 由于次声波传播的路程远、穿透能力强、且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。 视频讲解：次声波武器 3. 声传递信息与能量 知识点2：声与能量 探究新知 若声音能改变或引起物体变化，这说明声音传递的是能量，例如“超声碎石”。 若声音能告诉我们什么，物体本身又没发生变化，说明声音传递的是信息。如利用“B超检查身体”。 声传递信息 声传递能量 海豚交流；蝙蝠定位；声呐；B超；超声波探伤仪；倒车雷达；超声波导盲仪. 超声波洁牙；超声波击碎结石；超声波加湿器；超声波清洗钟表等精密仪器。 【典例2】在50m短跑测试现场，考生听到发令声立刻起跑，说明声音能传递       （选填“信息”或“能量”）；眼镜店清洗眼镜的设备是利用       （选填“超声波”或“次声波”）使清洗液发生剧烈振动达到去污的效果，这是利用了声可以传递       。 信息 知识点2：声与能量 探究新知 超声波 能量 知识点3 科学世界 （1）天坛的回音壁 人站在圆形围墙内附近说话，声音经过多次反射，可以在围墙的任何位置听到。 驰名中外的北京天坛，是明清两代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、三音石、圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象。 知识点3：科学世界·建筑声学的杰作 探究新知 天坛的圜丘。人站在中央台 上说话，会感到声音特别洪亮。 （2）圜丘 圜丘在天坛公园的南部，是一座分成三层的圆形平台，每层的周边都有汉白玉栏杆，每层平台的台面都有光滑的石板铺成。 第三层台面高出地面约5m，半径约11.5m，第三层中心是一块圆形的大理石。俗称天心石或太极石，当你站在天心石上说话或唱歌时，你会觉得声音特别洪亮。 知识点3：科学世界·建筑声学的杰作 探究新知 圜丘反射声的示意图 这种奇妙的现象是声音反射造成的音响效果。圜丘第三层台面中心略高，四周。微微向下倾斜。当有人在台中心喊叫一声，传向四处的声音有一部分被四周的石栏杆反射，射到稍有倾斜的台面后又反射到台中心。 因为圜丘第三层半径仅11.5m，从发声到回声返回中心约需0.07s，所以回声跟原来的声音混在一起，分辨不开，只觉得声音格外响亮，还使人觉得似乎有声音从地下传来。 知识点3：科学世界·建筑声学的杰作 探究新知 课堂小结 探究新知 传递 信息 ①回声定位：超声波碰到障碍物会被反射回来， 根据回声到来的方位和时间，可确定目标位置. ②回声定位应用：倒车雷达、声呐、导盲仪. ③医学上应用：B超、超声波诊断仪 ④生产中应用：超声探测仪、超声测速仪. ①自然灾害（地震、海啸等）会产生次声波， ②声学仪器接收到信息可以确定方位和强度. 次声波 超声波 传递 能量 ①声具有能量，也可以传递能量，传递声实际就是传递能量. ②声传递能量的应用：除去人体结石、清洗精细机械、 超声波雾化药液、次声波武器等. 声的利用 课堂练习 课堂练习 1．地震前夕，一些动物往往会表现出与平时截然不同的反常行为，这种异常现象是因为 (     ) A．动物能发出与地震波频率相同的次声波 B．人耳听不到地震波是因为它是超声波 C．一些动物的听觉范围比人的听觉范围大，能听到人耳听不到的次声波 D．地震波人耳感觉不到，是因为没有次声波产生 【详解】地震前夕，一些动物往往会表现出与平时截然不同的反常行为，是因为地壳的不稳定及地震前较小的振动等，引起的次声波，被动物听到，而引起的，这种次声波超出了人的听觉范围听不到，但某些动物听觉范围大，可以听到．故C正确． C 课堂练习 2．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是（　　） A．地震时会产生超声波 B．声音可以传递信息 C．声音在固体中传播更快 D．声音的传播需要介质 【详解】A．地震时会伴随有低频的振动，产生次声波，故A错误，符合题意； B．被困人员通过敲击方式求救主要是利用声音可以传递信息，故B正确，不符合题意； CD．被困人员通过敲击方式求救，由于声音的传播需要介质、声音在固体中传播更快，故CD正确，不符合题意。 A 课堂练习 3．利用“B超”可以帮助医生确定人体内部脏器的情况，这是因为（　　） A．“B超”声波的频率很小 B．“B超”声波的能量很大 C．“B超”声波进入人体，可在脏器上发生反射，反射波带有信息 D．“B超”声波进入人体可穿透内部脏器治病 【详解】医生通过听诊器了解病人心脏的工作状况是利用了声能够传递信息的道理；即“B超”声波进入人体，可在脏器上发生反射，反射波带有信息。 C 课堂练习 4．关于声的应用，下列说法正确的是（　　） A．声波能够传递能量，外科医生利用超声波振动击碎人体内结石 B．超声波和次声波已被广泛应用，是因为它们不会对人体造成损害 C．利用台风产生的次声波判断台风的风向和位置，使航船及早躲到安全区 D．中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”是利用声音获得身体各方面的能量的 【详解】A．声音可以传递信息与能量，外科医生利用超声波振动击碎人体内结石，说明声波能传递能量，故A正确； AC B．任何事物都有有利的一面和有害的一面，超声波和次声波虽然已被广泛应用，但是它们也会对人体造成损害，故B错误； C．利用次声波可以对地震和台风等自然灾害作出预报，并能判断台风的风向和位置，故C正确； D．中医中的“望、闻、问、切”四步诊法中，望，指观气色；闻，指听声息；问，指询问症状；切，指摸脉象；故其中的“闻”是据声音传递信息的典型应用，故D错误。 课堂练习 5．如图所示的四个现象中，下列说法不正确的是（　　） A．超声波清洗眼镜是利用声波可以传递能量，达到清洗眼镜的目的 B．倒车雷达是利用超声波可以传递能量，发现车身后的障碍物 C．蝙蝠发出次声波遇到昆虫后反射回来发现昆虫，这种捕食的方法叫“回声定位” D．“B超”主要是利用超声波检查孕妇腹内胎儿发育情况 【详解】A．利用超声波清洗眼镜，属于利用声音传递能量，故A正确，不符合题意； BC B．倒车雷达，属于利用超声波传递信息，故B错误，符合题意； C．蝙蝠靠超声波发现昆虫，超声波方向性好，遇到障碍物能够反射回来。故C错误，符合题意； D．“B超”是利用超声波检查身体，属于利用声音传递信息，故D正确，不符合题意。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级上册 •人教版 null 9072.0 null 2742.8591 chi - Õ¾³¤ËزÄ(sc.chinaz.com) Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$