第3节 声的利用（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3节 声的利用 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 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? 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度 与责任 1.知道声能传递信息及其应用 2.知道声能传递能量及其应用 通过了解日常生活中声的利用，知道声能传递信息和能量。 利用扬声器和点燃的蜡烛进行实验，说明声音能传递能量。 通过学习声在现代技术中的应用，体会科学、技术与社会的联系。 学习目标 重点难点 重点 难点 了解声的有关知识和应用，能举例说明它们在生产、生活中的实际应用 加深对超声波、次声波的特点和应用的认识 1. 声与信息 2. 声与能量 3. 课堂小结 4. 练习与应用 5. 提升训练 学习内容 一、声与信息 第3节 声的利用 一、声与信息 思考：仔细听以下几个声音片段，你能想到什么？ 声音能传递信息 一、声与信息 声音的利用早已渗透在我们每天的生活中你可以举例吗？ 修理师傅听汽车发动机的声音判断故障。 铁路工人用铁锤敲击钢轨，从异常的声音中发现松动的螺栓。 医生通过听诊器诊断疾病。 一、声与信息 大象可以利用我们人类听不到的“声音” 进行交流，这种“声音”就是次声波。 次声波传递信息 一、声与信息 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 火山爆发 台风 海啸 次声波的特点：破坏力强、能量大、传播距离远且容易绕过障碍物。 一、声与信息 次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度。 核爆炸 导弹发射 一、声与信息 超声波传递信息 蝙蝠靠超声波发现昆虫 回声定位：声波在传播过程中遇到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定障碍物的位置和距离，这种方法叫做回声定位。 一、声与信息 应用回声定位 ①超声导盲仪：可以探测前进道路上的障碍物，帮助盲人出行。 ②倒车雷达：探测汽车后方的障碍物。 倒车雷达 超声导盲仪 一、声与信息 ③声呐：利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米处的地形图，捕鱼时还可以获得水中鱼群的信息。 探测海深 声呐探测鱼群 超声波的特点：振动快，能量大，穿透力强，方向性强。 一、声与信息 B超 医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，然后接收体内脏器的反射波， 反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上。这就是人们常说的“B超”。 一、声与信息 超声波无损探伤 工业上可以利用超声波透射法对产品进行无损探测，如果产品内部有缺损，超声波会在缺损处发生反射，根据接收到的声波信号可以鉴定产品是否合格。 超声波探伤仪 【例题1】“风声雨声读书声声声入耳，家事国事天下事事事关心”是我国东林书院的一副对联，寓意读书人既要认真读书，也要关心国家大事。“风雨声”和“读书声”是由物体 产生的，听到“风声雨声”知道刮风下雨说明声音可以传递 。 一、声与信息 振动 信息 【解析】 [1]声音是由物体的振动产生的。风声是由空气的振动产生的声音，雨声是由水滴的振动产生的声音，读书声是由人声带的振动产生的。 [2]听到“风声雨声”知道刮风下雨，说明“风声雨声”能给我们传递天气的信息，从而说明声音可以传递信息。 二、声与能量 第3节 声的利用 二、声与能量 把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的波纹向四周散去，水面上的树叶也随之起伏。我们说，扔石头的能量通过水波传给了树叶。 思考：声波能传递能量吗？ 二、声与能量 演示实验 视频播放—《跳动的烛焰》 视频播放—《超声波碎杯子》 声波可以传递能量 二、声与能量 超声波可以用来洗涤精密的仪器 超声波产生的振动比可闻声更加强烈，常被用来清洗物体。把需要清洗的物体放在清洗液中，超声波穿过液体并引起激烈的振动，振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。 超声波清洗机 超声波清洗眼镜 超声波牙刷 二、声与能量 利用超声波粉碎结石 外科医生常利用超声波振动除去人体内的结石。向人体内结石发射超声波，结石会被击成细小的微粒或粉末，再通过服用辅助排泄的药物，结石就可以顺畅地被排出体外。 体外超声碎结石机 二、声与能量 次声波武器 较强的次声波会对人体产生严重损害，使人恶心、神经衰弱甚至内脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 二、声与能量 建筑声学的杰作 圜丘示意图 天坛圜丘 圜丘在天坛公园的南部，始建于明嘉靖九年(公元1530年)，是一座分成三层的圆形平台，每层周边都有汉白玉栏板，每层平台的台面都由光滑的石板铺成。第三层台面高出地面约5m，半径约为11.5m，第三层中心是一块圆形大理石，俗称天心石。当你站在天心石上说话或唱歌时，你会觉得声音特别洪亮但是站在天心石以外的人听起来，却没有这种感觉，站在天心石以外说话或唱歌，也没有这种感觉。 二、声与能量 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，传向四周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，如图所示。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。 【例题2】主要描述声音能传递能量的是（　　） A．探测海的深度 B．超声波击碎结石 C．回声定位 D．超声波探伤 二、声与能量 【解析】 声音可以传递能量，也可以传递信息； A．利用声呐探测海深时，根据超声波传播一个来回的时间，得到海水深度的信息，说明声音可以传递信息，故A不符合题意； B．医学上用超声波击碎结石，说明了声波可以传递能量，故B符合题意； C．回声定位是利用了超声波传递信息，故C不符合题意； D．用“超声探伤”技术探知工件内部的情况，是利用了超声波传递信息，故D不符合题意。 故选B。 B 三、课堂小结 第3节 声的利用 三、课堂总结 声的利用 声与能量 声与信息 自然灾害(地震、海啸等)会产生次声波 声学仪器接收到信息可以确定方位和强度 回声定位及应用：倒车雷达、声呐、导盲仪 B超、超声波诊断仪 超声探测仪、超声测速仪 声可以传递能量 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 四、练习与应用 第3节 声的利用 1.用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波。若海水中声音的平均传播速度为1500 m/s，则此处海水约有多深? 【解析】用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波在海水通过的路程为:s=vt=1500m/×4s=6000m，此处海水的深度为: 故答案为:3000m。 四、练习与应用 2.请你分析下列事例是利用声传递能量，还是利用声传递信息。 （1）利用超声波给金属工件探伤。 （2）医生通过听诊器给病人诊病， （3）通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度( （4）利用超声波排除人体内的结石。 【解析】(1)利用声传递信息;(2)利用声传递信息;(3)利用声传递信息;(4)利用声传递能量。 四、练习与应用 3.除了课本中的事例，请你根据对周围生活的观察，再举一个利用声音的例子，并说明这个例子应用了声音的什么特性。 【解析】开水瓶装开水，随着水位越来越高，声音的音调变高，通过声音的这种变化，判断开水瓶是否装满。 四、练习与应用 4. 声音在传播过程中遇到障碍物会发生反射。我国古代建筑师利用这一特点建造了许多神奇的建筑。例如北京天坛的回音壁、重庆潼南大佛寺的石琴、山西永济普救寺的莺莺塔(如图所示)等。请你查阅资料，向同学们介绍并展示我国古代建筑应用声学知识的实例。 【解析】回音壁 北京天坛的回音壁是围绕在皇穹宇外的一道圆形围墙,墙壁表面致密而光滑,非常有利于声音反射。当一个人对着回音壁说话时,声音会在回音壁上多次反射,在墙壁的许多位置能听得清楚。 四、练习与应用 5. 我国有些地方修筑了“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向凹槽，如图所示。汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路规定的行驶速度是54 km，设定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“so!”的频率为392Hz，汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离是多少? 四、练习与应用 【解析】汽车通过两凹槽之间的时间为:汽车的度:v=54km/h=15m/s,汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离为 五、提升训练 第3节 声的利用 1．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”），发令声是由物体的 产生的。 信息 【解析】[1]考生听到发令声立刻起跑，这说明声音能传递信息。 [2]根据声音的产生特点可知，发令声是由物体的振动产生的。 五、提升训练 振动 2. 据中国地震台网正式测定：2024年1月23日2时9分，新疆阿克苏地区乌什县发生7.1级地震。这是地震台通过地震时产生的 （选填“超声”或“次声”）波进行测定的，说明声音可以传递 （选填“信息”或“能量”）。 【解析】 [1]地震会伴随着次声波的产生，地震台网通过地震时产生的次声波来监测地震。 [2]远处的地震监测站可以据此确定地震的方位和强度，这说明声能够传递信息。 五、提升训练 次声 信息 3.2024年3月22日，2023年度全国十大考古新发现揭晓，陕西清涧寨沟遗址入选。该遗址内发现了精美的车器构件--銮铃，其外形如图所示，行车时銮铃鸣动作响，响亮的铃声起到提醒路人的作用。下列说法正确的是（　　） A．銮铃发声不需要振动 B．“响亮”说明銮铃声的音调高 C．銮铃声通过空气传播到路人耳中 D．銮铃声提醒路人是利用声能传递能量 五、提升训练 C 【解析】A．一切声音都是由于物体振动产生的，銮铃发声也是由于物体振动产生的，故A错误； B．“响亮”说明銮铃声的响度大，故B错误； C．声音的传播需要介质，銮铃声通过空气传播到路人耳中，故C正确； D．銮铃声提醒路人是利用声能传递信息，故D错误。 故选C。 4. 利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某处的深度，从海面向海底垂直发射超声波，经过10s后接收到返回信号，已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，请回答下列问题： （1）人耳能听到超声波吗？为什么？ （2）海洋的深度是多少？ （3）运用声波的反射，能否测量地球和月球之间的距离？为什么？ 五、提升训练 五、提升训练 【解析】（1）人耳不能听到超声波。因为人的听觉频率范围是20~20000Hz，频率高于20000Hz的声音叫做超声波，超声波的频率超出了人的听觉频率范围，所以人耳听不到。 （2）超声波传播到海底所用的时间为 海洋的深度是 （3）运用声波的反射不能测量地球和月球之间的距离。声音的传播需要介质，月球上是真空，真空不能传声，所以运用声波的反射不能测量地球和月球之间的距离。 5. 为了监测超速行驶的违法行为，公路上常常设置有超声波测速仪，测速仪能发射和接受声波，如图在平直公路上O点固定一测速仪，当行驶的小汽车运动到A点时（车尾位置如图甲），测速仪向小汽车发出超声波，超声波“追上”小汽车时，小汽车刚好运动到B点（如图乙），此时车尾将超声波反射回去，测速仪从发出超声波至接收到反射回来的超声波时所用的时间为0.5s，A、B两点间距离为sAB=6m。已知此路段限速为 90km/h，超声波的速度为340m/s。求： （1）0.5s内超声波来回传播的总路程； （2）A点与测速仪之间的距离sOA； （3）通过计算说明小汽车在此路段是否超速。 五、提升训练 五、提升训练 【解析】（1）0.5s内超声波传播的路程 s声=v声t=340m/s×0.5s=170m （2）由题意可知，B点到O点的距离 所以A点与测速仪之间的距离 sOA=sOB-sAB=85m-6m=79m （3）小汽车从A点运动到B点所经历的时间 小汽车的速度 小汽车速度小于90km/h，故小汽车在此路段没有超速。 谢谢聆听 谢谢聆听