第2节 声音的特性（培优教学课件）物理人教版2024八年级上册

第二章 声现象 八年级上册•人教版2024 第2节 声音的特性 编钟是我国古代重要的打击乐器，历史久远。1978年湖北随县(今随州)出土的战国曾侯乙编钟，气势恢宏，体现了中国先泰礼乐文明和青铜器铸造技术的极高水平。 编钟、钢琴等乐器都能发出悦耳的声音，你知道声音是如何产生和传播的吗？这一章就让我们一起来探寻与声音有关的现象。 导入新课 蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动，为什么我们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音? 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度 与责任 了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。 通过实验，认识声音调与频率、响度和振幅的关系。能对音调、响度、音色作出正确判断。 通过钢尺的振动实验得出音调与频率的关系；通过乒乓球被音叉弹起知道决定响度的因素。 通过科学探究实验，让学生深刻体会科学探究过程，增强学生对声音现象的科学认识，进而激发对科学探索的兴趣和能力。 学习目标 重点难点 重点 难点 1.理解声音的音调、响度、音色的概念。 2.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。 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 1. 音调 2. 响度 3. 音色 4. 课堂小结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 一、音调 第2节 声音的特性 一、音调 思考：两位歌手的声音有什么不同？ 音调高低不同 一、音调 音调：声音的高低。 女高音 男低音 日常生活中描述音调 成年女性嗓音细、男性嗓音粗 低沉浑厚的牛叫声(音调低) 物体发出的刺耳声(音调高) 一、音调 音调的高低会与什么有关呢？ 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： 一、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。 实验次数 1 2 3 钢尺振动的长度 （伸出桌面） 钢尺长度的1/4 钢尺长度的1/2 钢尺长度的3/4 振动快慢 快 慢 更慢 声音高低 高 低 更低 实验数据 实验结论 一、音调 频率：物体振动的次数与时间之比 物理意义：用来描述物体振动快慢的物理量。 单位：赫兹，简称赫，符号Hz。如物体1s内振动了100次，则这个物体振动的频率100Hz。 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。 一、音调 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 一、音调 人的听觉频率范围 20~20000Hz的声 超声波 高于20000Hz的声 次声波 低于20Hz的声 一、音调 不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如，有些年轻人就能听到频率低于 20Hz的声音。一般情况下，人的年龄越大，能听到的声音的频率范围越小。不同动物听觉的频率范围差别较大。 【例题1】在探究影响音调的因素实验中小明将直尺一端压在桌面上，另一端伸出桌面。 （1）拨动钢尺刻度尺，看到了钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音，小华的实验操作存在的问题是 ； A．没有控制变量 B．伸出桌面的钢尺太短 C．手没有压紧钢尺 D．伸出桌面的钢尺太长 （2）小明规范实验操作后，将钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边，改变钢尺伸出的长度，用 的力再次拨动直尺（填“相同”或“不同”），观察直尺振动的 ，听钢尺发出的声音的变化，这个实验用来探究声音的 和振动 的 的关系； （3）当钢尺伸出桌面的长度增大到一定程度时，小明不能听到钢尺发出的声音，原因是 。 C 一、音调 相同 快慢 音调 频率 钢尺振动频率低于人耳能听到的范围 【解析】 （1）[1]此实验要探究影响音调的因素，拨动钢尺刻度尺，应观察钢尺伸出桌面的部分在振动情况听发出的声音的音调高低，听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音，可能手没有压紧钢尺，应用手在桌边压紧钢尺，使钢尺紧贴桌面，这样另一端就不会振动了。 故选C。 （2）[2][3][4][5]将钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，用相同的力拨动钢尺，钢尺振动的幅度相同，控制响度相同，改变钢尺伸出桌边的长度，观察钢尺振动的快慢，听钢尺发出的声音的变化，探究音调和频率的关系。 （3）[6]当钢锯条伸出桌面的长度增大到一定程度时，振动的频率低于20Hz，超出人类能听到的频率范围，不能听到钢锯条发出的声音。 一、音调 二、响度 第2节 声音的特性 二、响度 如图调节手机音量是改变声音的大小 声音的强弱 响度 震耳欲聋、引吭高歌、大声喧哗、轻声…指的是响度 二、响度 响度的大小会与什么有关呢？ 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 二、响度 实验现象 分别用不同的力敲击时，听两次音又发出声音的强弱，观察两次小球被弹开的幅度。用力越大，乒乓球被弹开的幅度越大，声音的响度也越大。 实验结论 声音的响度与物体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度也越大。 二、响度 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。 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 二、响度 视频播放—《不同响度的波形》 【例题2】在庆“五一”校园诗歌朗诵比赛中，王松朗诵诗歌的声音较小，坐在后排的同学听不清楚，评委提醒他声音再大一点，这里的“声音再大一点”指的是声音的 。（填声音的特性） 二、响度 【解析】 响度表示声音的大小，评委请她声音大一点，这里的声音大指的就是声音的响度大。 响度 三、音色 第2节 声音的特性 三、音色 1.听一段交响乐，你发现其中有哪些乐器参与了演奏？ 2.我悄悄地蒙上了你的眼睛，你却用耳朵认出了我！ 三、音色 不同物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨出它们的不同。实际上声音还有一个十分重要的特性，它就是音色。 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。 三、音色 视频播放—《不同音色的波形》 波形不同，表示音色不同 三、音色 （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。 三、音色 （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。 三、音色 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。 【例题3】成县沙坝唢呐是甘肃省县（市、区）级非物质文化遗产之一，唢呐声是由于空气 产生的，我们能分辨出唢呐和土琵琶的声音是根据 不同。 【解析】 [1]一切声音都是由于物体振动产生的，唢呐声是由于空气振动产生的。 [2]不同发声体发出的声音音色不同，我们能分辨出唢呐和土琵琶的声音是根据音色不同。 振动 三、音色 音色 【例题4】音色的波形图 音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程 度是相同的，即 相同；但是波的形状不同， 即 不同。 【解析】 [1][2]音调指声音的高低，由振动频率决定，频率越高，音调越高，频率越低，音调越低；音色是由发声体本身决定的一个特性。音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同，但是波的形状不同，即音色不同。 频率 三、音色 音色 四、课堂小结 第2节 声音的特性 四、课堂总结 声音的特性 响度 音调 音调：声音的高低 频率：物体每秒内振动的次数 频率越高，音调越高 人的听觉频率范围：20Hz~20000Hz 超声波：频率高于20000Hz的声波 次声波：频率低于20Hz的声波 响度：声音的强弱 振幅：物体振动的幅度 振幅越大，响度越大 音色 声音的品质 材料、结构等不同，发出声音的音色不同 用来辨别不同物体发出的声音 五、练习与应用 第2节 声音的特性 1.某种昆虫靠翅的振动发声。如果这种昆虫的翅在2s内振动了700次，频率是多少?人耳能听到吗? 【解析】昆虫的翅膀在2s内振动了700次，频率为。人类能听到的频率范围是20Hz~ 20000Hz，350Hz在人类能听到的频率范围内，所以能听到。 五、练习与应用 2.生活中经常用“高”“低”来形容声音，如“女高音”“男低音”“引吭高歌”“低声细语”。这4个词语中的“高”“低”描述的各是声音的哪些特性? 【解析】“女高音”和“男低音”中的“高”和“低”指的是声音的音调； 引吭高歌”和“低声细语”中的“高”和“低”指的是声音的响度。 五、练习与应用 3.曲笛是一种竹笛，它的音域和二胡的相近。当曲笛和二胡轮奏某乐曲时，我们可以根据声音的哪个特性来区分这两种乐器?曲笛和二胡演奏同一个音高时，波形有什么相同和不同之处? 【解析】我们可以根据音色来区分竹笛和二胡；曲笛和二胡演奏同一个音高时，波形的疏密程度相同，音调相同，波的形状不同，音色不同。 五、练习与应用 4. 观察一件乐器。它是由什么振动发出声音的?又是怎样改变音调和响度的? 【解析】乐器可以分为三种主要类型：打击乐器、弦乐器和管乐器。以打击乐器中的鼓为例，鼓受到打击时鼓皮发生振动，产生声音。鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调就越高。击鼓的力量越大，鼓皮的振动幅度就越大，声音就越响亮。 五、练习与应用 5. 在班里举行的小型音乐会上，用自己制作的乐器进行演奏，看看谁的乐器有新意，谁演奏得好。写出你的制作过程，看看以下制作方案能否给你启发。 方案一：向8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。敲击它们，就可以发出“1，2，3，4，5，6，7，1”的声音来。 方案二：在筷子上捆一些棉花或碎布，做一个活塞。用水蘸湿棉花或碎布后从下端插入两端开口的塑料管或竹管中。用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞，音调就会改变。 五、练习与应用 【解析】方案一中的“水瓶琴”是靠水和瓶的振动而发声的，水柱越高，音调越低； 方案二中的音调可变的哨子是靠空气柱的振动而发声的，空气柱越短，音调越高。 五、练习与应用 六、提升训练 第2节 声音的特性 1．四位教师在艺术节活动中演唱的歌曲《上春山》旋律动听，歌声令人陶醉。歌声是由演唱老师的声带 产生，观众能区分四人的声音是由于他们的 不同。 振动 【解析】[1]声音是由物体振动产生的，歌声是由演唱老师的声带振动产生的。 [2]不同的人，发出声音的音色不同，所以观众可以根据音色区分四人的声音。 六、提升训练 音色 2. 《诗经》有云：“伯氏吹埙（xūn），仲氏吹篪（chí）。”如图所示，埙是我国最古老的闭口吹奏乐器，吹奏时按压不同位置的气孔，主要改变声音的 ；用不同力度吹奏，主要改变声音的 。（均选填“音调”“响度”或“音色”） 【解析】 [1]吹坝的过程中，按住不同的小孔，空气柱的长度不同，振动的频率不同，会改变声音的音调。 [2]]用不同的力度吹奏埙时，改变了发声体的振幅，改变了响度。 六、提升训练 音调 响度 3. 如图，小芳自制了“水瓶琴”。她往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，敲击它们就可以发出不同的声音。其中音调最高的是第 个玻璃瓶；向瓶口吹气也会发出声音，这是由于 振动产生的声音。 六、提升训练 8 【解析】[1]敲瓶子时，是瓶子和水振动发声，水越多，振动得越慢，频率越低，音调越低；反之，音调越高，所以音调最高的是第8个玻璃瓶。 [2]向瓶口吹气会引起瓶内空气发生振动发出声音，这种声音由于瓶内空气柱振动产生的声音。 瓶内空气柱 4. 下图所示的是甲乙丙丁四个物体振动产生声音的波形图，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙的音调和响度相同，音色不同 B．甲、丙的音调和音色相同，响度不同 C．乙、丁的音调和响度相同，音色不同 D．丙、丁的音调和音色相同，响度不同 六、提升训练 A 【解析】A．由图可知，甲、乙在相同时间内振动次数相同，则音调相同，振幅相同，则响度相同，波的形状不同，则音色不同，故A正确； B．由图可知，甲、丙在相同时间内振动次数不同，则音调不同，振幅相同，则响度相同，波的形状相同同，则音色相同，故B错误； C．由图可知，乙、丁在相同时间内振动次数相同，则音调相同，振幅不同，则响度不同，波的形状不同，则音色不同，故C错误； D．由图可知，丙、丁在相同时间内振动次数不同，则音调不同，振幅不同，则响度不同，波的形状相同，则音色相同，故D错误。 故选A。 六、提升训练 5. 如图所示，小组同学完成以下三个声现象的实验，请回答相关问题。 （1）如图甲所示，该装置中乒乓球被弹开，说明了发声的音叉在 ；乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大，这种实验方法是 （选填“控制变量”或“转换”）法，该装置还可以探究声音响度与 的关系； （2）如图乙所示，随着抽气机不断向罩外抽气，小明听到罩内闹钟铃声的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声，由此我们可以推理得出的结论是 ； 六、提升训练 振动 控制变量 振幅 响度 真空不能传声 （3）如图丙，若钢尺伸出桌面的长度保持不变，改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）有变化，而 （选填“响度”、“音调”、“音色”）变大。若拨动钢尺的力大小保持不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，听到声音的 变低（选填“响度”、“音调”或“音色”）。当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于 （选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”）。 六、提升训练 响度 响度 音调 发声频率低于20Hz 【解析】（1）[1]图甲中，乒乓球接触发声的音叉被弹开，说明发声音叉在振动。 [2]通过乒乓球被弹起将音叉微小的振动放大，这种实验方法叫做转换法。 [3]通过乒乓球被弹起说明物体发声时在振动；如果改变用力大小，乒乓球弹起的越高，振幅越大，响度越大，该实验可以探究响度跟振幅的关系。 （2）[4][5]图乙中，抽气机不断向罩外抽气的过程中，空气越来越少，罩内被拨打的手机的铃声越来越小，即响度越来越小，直到听不见，这说明：声音的传播需要介质（真空不能传声）； （3）[6][7]一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，钢尺振动可以发出声音。用更大的力拨动钢尺，钢尺的振幅变大，则听到声音的响度变大。 [8]改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发出声音的音调不同。 [9]当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于发声频率低于20Hz。 六、提升训练 谢谢聆听 谢谢聆听