四、人耳听不到的声音（培优教学课件）（培优考点练）物理苏科版2024八年级上册

江苏凤凰科学技术出版社 第一章 声现象 风声、雨声、流水声，诉说着大自然的变化； 歌声、笑声，表达着人们的情感。 壶内的水声，能告诉我们水是否沸腾； 心音的变化，可以帮助医生判断病情。 …… 声音是平凡的，又是奇特的。 声音是什么？它有哪些特性？ 自然界存在人耳听不到的声音吗？ 四、人耳听不到的声音 八年级上册•苏科版（2024） 一、声波的分类 二、超声波 三、次声波 四、 课堂总结 五、实践与练习 六、 提升训练 学习内容 1. 明确声音由物体振动产生，明确固体、液体、气体可作传声介质，真空不能传声。 2. 了解声音以声波形式传播，知晓其在不同介质中传播特性。 知识与技能目标 1. 通过实验探究，学会用转换法、科学推理法等研究声音。 2. 提升观察、分析归纳和解决实际问题的能力。 过程与方法目标 1. 激发对声现象的探究兴趣，主动关注生活中的声音。 2. 培养严谨科学态度，感受物理与生活的紧密联系。 情感态度与价值观目标 学习目标 1. 理解声音是由物体的振动产生的 2. 知道影响声音传播的因素 教学重点 3. 理解声音是以波的形式传播，且具有能量 教学难点 重难点 4 为了防止鸟啄食果树上的水果，果农需要将鸟驱离果园。有一款智能驱鸟器，接通电路后便可以发出令鸟不适的声音，达到将鸟驱离的效果。这种声音人耳听不到，不会影响人的正常工作、学习和休息。 果园驱鸟器 这种驱鸟器发出的声音人耳为什么听不到?声的世界中还有哪些声音不能 被人耳听到?这些人耳听不到的声音又有哪些特点和应用呢? 导入新课 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? 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 导入新课 知识点1：声波的分类 人耳听不到的声音 频率 声音 20Hz 20000Hz 次声波 超声波 声 20HZ 20000HZ 人的听觉范围 次声波 超声波 一、声波的分类 1. 声波的分类 一、声波的分类 2. 超声波和次声波的理解 超声波和次声波都属于声波，具有声波的一般特点。 (1)都是由物体的振动产生的。 (3)在同种介质中传播速度相同，如在15℃的空气中它们的传播速度都是340m/s。 (2)可以在固体、液体、气体中传播，但不能在真空中传播。 一、声波的分类 2. 人和一些动物的听声和发声频率范围 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 20 Hz 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。 能听到次声波的动物有：狗、大象； 能听到超声波的动物有：狗、猫、蝙蝠、海豚。 【典例1】如图所示是人和一些动物发声和听觉的频率范围。由图可知， 能够发出超声波， 能够发出次声波。地震前通常有次声波产生，人、海豚和大象中，能最先感觉到的是 。 海豚 大象 大象 一、声波的分类 知识点2：超声波 人耳听不到的声音 二、超声波 超声波具有方向性好、传播距离远、穿透能力强、易于获得较集中的声能等，在生产、医疗和科学研究等方面得到了广泛的应用。 1. 超声波的特点 二、超声波 2. 超声波的应用 （1）工程及海洋开发领域 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。这就是回声定位。 雷达的“回波探测”思想受蝙蝠回声定位的启发 二、超声波 在人们发现蝙蝠的回声定位之前，利用超声波方向性好、在水中传播距离远等特性，发明了声呐。 利用声呐探测鱼群、潜艇位置、绘制水下数千米地形图等 探测海底深度 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） 视频：声呐的工作原理 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。 倒车雷达——超声波定位 视频讲解：倒车雷达的原理 二、超声波 二、超声波 2. 超声波的应用 （2）医疗方面的应用 B超诊断仪 利用超声成像技术发明了超声诊断仪，这种诊断仪通过探头发射超声波进入人体，并从体内组织结构产生的回声中提取信息组成图像。例如，利用B型超声诊断仪（简称B超）可以观察母体内的胎儿。 利用超声波易获得较集中的声能制成超声雾化器，在常温下能把水溶性药物雾化成微小颗粒，用于内科、外科、五官科、儿科等方面的治疗。超声波还可以粉碎结石、去除牙垢和治疗白内障等 二、超声波 2. 超声波的应用 （3）工业上的应用 利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性制成超声探伤仪，可以快速、精确地进行工件内部缺陷的检测、定位、评估和诊断。例如，可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。 视频讲解：超声波探伤 利用超声波具有较大的能量还可以进行清洗、焊接、对硬脆材料加工以及促进化学反应等。 二、超声波 2. 超声波的应用 （4）农业方面的应用 对种子、作物进行超声处理，有利于种子的发芽和作物的生长。超声波还能杀死寄生在种子里的某些病菌和虫卵。此外，超声雾化技术已被广泛应用于温室无土栽培中。 种子发芽 视频：超声波与植物 二、超声波 2. 超声波的应用 （5）生活方面的应用 人们还利用超声波的特性发明了超声清洗机、超声焊接机、超声雾化器等。 视频：超声波清洗镜片 二、超声波 超声波的应用 传递能量 传递信息 超声波清洗机、超声波焊接机、超声波雾化器、超声波马达等。 声呐（回声定位）、超声诊断仪、超声波探伤仪。 二、超声波 【例2】（多选）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。 知识点3：次声波 人耳听不到的声音 三、次声波 1. 次声波的来源 （1）自然来源：许多自然现象都会产生次声波，如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸等。 （2）人为制造：人为产生次声波的现象也很多，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行和列车行驶等都会产生次声波。 2. 次声波的特点 次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被障碍物遮挡，因而传播得很远。强烈地震、火山爆发产生的次声波，能绕地球2-3圈。 三、次声波 3. 次声波的危害 较强的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、神经错乱，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。 次声波检测仪 风暴生成后产生的次声波，传播速度远大于风暴移动速度，人们根据监测到的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。 人们还通过研究次声波在大气层中传播的特性，来探测某些大规模气象过程的性质和规律，预报沙尘暴、龙卷风等。 3. 次声波的应用 科学家正在研究、监测和控制次声波，以便有效地避免它的危害，或从中获取信息来预报地震、台风等。 三、次声波 次声波的应用 传递能量 传递信息 大风中高楼摆动；次声波武器等 预测自然灾害；动物（如大象）交流等 【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． 三、次声波 【例3】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 C 四、课堂总结 人耳听不到的声音 课堂总结 人能够听到的声音频率范围为：20Hz～20000Hz。 定义：把频率高于20000Hz的声叫超声波. 特点：方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能. 应用：超声导航、声呐、超声诊断仪、清洗等. 定义：把频率低于20Hz的声波称为次声波. 特点：次声波来源广、传播远、能绕过障碍物. 应用：检测预警自然灾害等. 危害：能量很大的次声具有极大的破坏力. 声波可以传递信息和能量. 次声波 人耳听不到的声音 可听声 声传递信 息与能量 超声波 五、实践与练习 人耳听不到的声音 1. 蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5~10次，蚊子飞行时翅膀每秒振动300~600次。为什么我们凭听觉能发现飞行的蚊子，却不能发现飞行的蝴蝶? 人的听觉频率范围通常为20~20000 Hz。蝴蝶飞行时翅膀的振动频率为5~10 Hz，低于人的听觉频率，是次声波，人耳听不到；蚊子飞行时翅膀的振动频率为300~600 Hz，处于人的听觉频率范围之内，是可听声波，人耳能听到。 实践与练习 2. 查阅资料，了解你感兴趣的动物发出声音的频率范围，并与同学交流。 某些动物发出声音的频率范围如下： 蝙蝠:10000~120000Hz;海豚:7000~120000Hz; 狗：452-1800Hz;猫：760-1500Hz。 实践与练习 3. 查阅资料，进一步了解超声波的主要特性以及与之相关的实际应用，并到电器商场等场所观察应用超声波工作的设备(如超声波清洗器等)，了解它们是如何利用超声波工作的。 实践与练习 特点 应用 方向性好、传播距离远 声呐可探测鱼群，发现潜艇，测绘海底地形 穿透能力强 利用B型超声诊断仪(简称B超)可观察母体内的胎儿 易获得较集中的声能 超声清洗机、超声波洁牙、超声波碎石等 超声焊接机能使塑料膜之间摩擦生热， 从而黏合在一起 实践与练习 (1)超声清洗机的工作原理 超声波在水中产生气泡，气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物体，使物体上的污垢迅速剥落，从而达到净化物体的目的。 (2)超声焊接机的工作原理 通过换能系统，把电信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及在分子间的摩擦而使接口的温度升高，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙。 当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便完成高质量的焊接。 (3)超声雾化器的工作原理 超声晶片将电能转化为超声波能量。超声波能量在常温下能把水溶性药物雾化成微小颗粒，这些颗粒大小通常在1~8μm.以水为介质，利用超声定向压强将水溶性药物喷成雾状，然后借助内部风机风力，将药液喷入患者气道，再被患者吸入，直接作用于病灶。这种雾化器主要用于内科、外科、五官科、儿科等方面的治疗。 六、提升训练 人耳听不到的声音 提升训练 1．下列有关声现象的说法正确的是（　　） A．只要物体振动就一定能听到声音 B．因为次声波响度很低，所以人耳听不到 C．钢琴的声音是由琴弦振动产生的 D．赫兹是响度的单位 【详解】A．人耳能听见声音的频率为20Hz~20000Hz之间，低于20Hz或高于20000Hz的声音人耳听不到，故A错误； C B．因为次声波频率很低，低于20Hz，所以人耳听不到，故B错误； C．声音是由物体振动产生的，钢琴的声音是由琴弦振动产生的，故C正确； D．赫兹是频率的单位，响度的单位是分贝，故D错误。 提升训练 2．下列各项中，不属于超声波应用的是（　　） A．利用声呐监测潜艇的位置 B．监测核爆炸 C．用B超检查身体 D．声波碎石机粉碎人体内的结石 B 【详解】A．由于超声波的方向性好、穿透力强、在水中传播距离远等特点，所以人们利用超声波制成了声呐来检测潜艇的位置，声呐使用时发出的是超声波，故A不符合题意； B．监测核爆炸主要使用次声波。次声波在地表至100公里高度间的声道内可以传播很远的距离，通过检测次声波可以探测核爆炸，故B符合题意； C．B超就是利用了超声波能向一定方向传播，而且可以穿透物体，如果碰到障碍，就会产生回声，不相同的障碍物就会产生不相同的回声，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可以用来了解物体的内部结构，利用了回声定位，故C不符合题意； D．利用超声波除去人体内的结石，是利用了超声波能够传递能量，故D不符合题意。 提升训练 3．“白噪声”是一种人类可听见的声波，此声波在各频率的响度大致相同。在自然界中，类似的声音有雨声、海浪声等。科学家研究发现，婴儿处在有此种白噪声的环境下比较容易入睡。下列声音更符合白噪声特性的是（   ） A．频率100Hz，响度10dB B．频率1000Hz，响度100dB C．频率100000Hz，响度10dB D．频率10Hz，响度100dB A 【详解】CD．“白噪声”是一种人类可听见的声波，故频率在20Hz~20000Hz，故CD不符合题意； AB．为了保护听力，响度不能超过90dB，故响度为10dB最合适，故A符合题意；C不符合题意。 提升训练 4．小吴利用声呐系统测绘嘉陵江温塘峡江域水底的形状。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时，向水底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s。小吴推算出该江域水底的大致形状是（　　） A 【详解】根据s=vt可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时，向水底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s，时间越长的位置水底越深，故A符合题意，BCD不符合题意。 提升训练 5．下列事实中，应用次声波的是（　　） A．蝙蝠用来判断障碍物或飞虫的位置和距离 B．利用回声测海底深度 C．探测金属内部存在的缺陷 D．预报海啸和台风 D 【详解】A．蝙蝠用来判断障碍物或飞虫的位置和距离的是超声波，故A不符合题意； B．利用回声可测海底的深度，是利用超声波来测距的，故B不符合题意； C．探测金属内部存在的缺陷，是利用超声波传递信息来工作的，故C不符合题意； D．海啸或台风发生时会伴随着次声波，所以利用次声波能预报海啸或台风，故D符合题意。 【详解】[1]声音能够传递信息，也可以传递能量。外科医生利用超声波击碎人体内的结石，这是利用了超声波具有能量。 [2]自然灾害火山爆发、地震、台风等都能产生次声波，这种声波可以绕过较大的障碍物传播的很远。有些动物能听到，而人听不到。地震前会有一些预兆，好多小动物如鸡、狗、老鼠等会有异常行为，这主要是由于这些小动物听到了地震前地壳发出的次声波。 提升训练 6．外科医生利用超声波击碎人体内的结石，这是利用了超声波具有 ；地震前会有一些预兆，好多小动物如鸡、狗、老鼠等会有异常行为，这主要是由于这些小动物听到了地震前地壳发出的 。 能量 次声波 八年级上册•苏科版（2024） 谢谢！ 一份耕耘，一份收获 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$