内容正文:
第1节 认识声现象(导学案)
【学习目标】
1.通过实验探究,知道声音是由物体的振动产生的;认识到声音的传播需要介质,真空不能传声。
2.经历从生活现象中提出问题、进行猜想、通过实验归纳结论的科学探究过程,学习归纳法和科学推理法。
3.能动手完成声音产生和传播的探究实验,学会观察、比较和描述实验现象。
4.领略声现象的神奇,保持对大自然的好奇心,乐于探索日常生活中的物理现象。
【学习重点】1.声音是由物体的振动产生的。2.声音的传播需要介质。
【学习难点】1.观察并理解“振动停止,发声停止”。2.理解“真空不能传声”,建立声波的概念。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
(1)声音是由物体的 发生的;
(2)声以 的形式向外传播,声音的传播需要 , 不能传播声音。
(3)声音在空气中的传播速度是 m/s,声速的大小与 ,还与 有关,声音在固体中的速度 ,在气体中的速度 。
(4)人耳能听到 的声,低于 叫做次声,高于 叫做超声。
【课堂探究】
探究一、声音是怎样产生的?
活动:感受身边的振动
任务一:请同学们用手摸着喉部,齐声说“物理真有趣”。问:“手有什么感觉?”(感到振动)
任务二:分组实验——制造声音,观察现象
请按要求完成实验,并仔细观察现象,将结果填入下表。
实验操作
观察到的现象
发声的物体(声源)
它是否在振动?
1. 拨动张紧的橡皮筋
2. 将刻度尺一端压紧,拨动另一端
3. 轻敲鼓面,然后将纸屑放在鼓面上再敲
任务三:(教师演示)用橡胶锤敲击音叉,听到声音。将发声的音叉触及水面,观察水花溅起。
任务四:(教师演示)发声体在振动将一个乒乓球吊在小音箱的扬声器前,扬声器播放音乐时,会看到乒乓球随音乐跳动(如图所示)。关闭音箱停止播放,乒乓球停止跳动。
归纳总结:
分析以上所有实验,你能得出什么结论?
结论:一切正在发声的物体都在 。停止,发声也就停止。正在发声的物体叫 。
研究方法点拨:上述实验运用转换法,将鼓面、音叉等发声体不易直接观察的振动,转化为纸屑跳动、水花溅起等可见现象,从而直观地证实了声音由物体振动产生。这种将非常微弱、不易直接观察或测量的物理现象或待测物理量转化为另一个容易观察、测量或显示的物理现象,从而间接地进行研究的科学研究方法叫做转换法。这种方法的核心思想是“化不可见为可见,化不易测为易测”。
例1:唐朝《开元天宝遗事》记载:“岐王宫中,于竹林内悬碎玉片子,每夜闻玉片子相触之声,即知有风,号为占风铎。”其中描述的“相触之声”是由什么振动产生的( )
A.竹林 B.玉片子 C.空气 D.风
变式题:口弦琴是一种较为原始的古乐器,素有人类音乐“活化石”的美誉。图中出土的骨制口弦琴,呈窄条状,中间有细薄弦片,其主要靠 振动产生声音。
例2:在探究声音的产生与传播时,小华做了如图所示的实验:
(1)如图甲,用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹起,该实验说明发声的物体在 ;
(2)如图乙,为了验证(1)中的探究结论,小华用手使劲拍桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动。为了明显地看到实验现象,你的改进方法是 。
变式题:大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为( )
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
探究二:声音是怎样传播的?(5分钟)
问题过渡:声源振动产生的声音,是如何传到我们耳朵里的呢?
活动2:建立模型:声波
任务:(教师演示)模拟声音的传播:如图所示,将若千个乒乓球一个挨一个地吊在小音箱的扬声器前,扬声器播放音乐时,观察乒乓球发生什么现象。
1.提问:观察到乒乓球发生了什么现象,说明了什么问题?
2.学生讨论:
3.教师引导:声音也是以类似的方式传播的。如图所示,用槌击鼓,鼓面振动。当鼓面向右侧运动时,压缩了右侧的空气,该处空气变密;而当鼓面向左侧运动时,右侧空气又变疏。这样空气中就形成了密疏相间的波动,以鼓面为中心,向远处扩展,向四周传播。这样的振动传播的过程形成了 。
4.建立模型:声波
(1)类比:(播放水波视频)水滴落入水中,会激起一圈圈的水波向外传播。
(2)讲解:声源振动时,也会引起周围介质的振动,就像水波一样,形成声波。声波传入人耳,引起鼓膜振动,我们就听到了声音。
探究三:声音能在哪些物质中传播?(10分钟)
气体传声:这是最熟悉的,我们周围的空气可以传声。
任务一:液体传声:(学生体验):将正在播放音乐的手机(用塑料袋包裹)放入水中。问:“手机在水中还能听到声音吗?” 。
任务二:固体传声:(学生体验)“土电话”游戏。请一位同学轻敲桌面,其他同学将耳朵贴在桌面上听。对比贴在桌面上听和在空中听,声音大小有何不同? 。
任务三:突破难点:真空能传声吗?
(1)猜想:如果把我们周围的空气抽掉,还能听到声音吗?
(2)演示实验:“真空铃实验”。
①将正在响铃的闹钟放入真空罩中,请学生听声音。
②开始抽气,请学生仔细听声音的变化。听到的现象: 。
③推理:随着空气越来越少, 。如果我们能把空气全部抽完,会怎样? 。 ④这个实验说明:声波必须借助某种物质才能传播。能够传播声波的物质,我们称为声的介质(medium)。
⑤结论: 。
拓展:中国空间站的太空舱是密闭的,舱内有与地球表面相近的空气,航天员可以借助空气直接交谈。空间站外的太空是真空,两位航天员即使相距很近也只能靠无线电话交谈。
例3:如图是公园中的“传声筒”,当一人在话筒管路一侧发声时,另一侧的人能够听到传输的声音。关于此现象,下列说法中不正确的是( )
A.发声的物体一定在振动
B.听到的声音是靠金属管传来的
C.声音是以声波的形式传播出去的
D.医用听诊器和传声筒的原理相同
例4:2024年7月,神舟十八号宇航员顺利完成第二次出舱活动,如图所示,宇航员在飞船外工作时,必须借助无线电进行交流,不能直接对话的原因是( )
A.空中噪声太大
B.太空是真空,不能传声
C.用通讯设备对话更方便
D.声音只能在地面附近传播
例5:声音是怎样传播的?针对这一问题,同学们经过认真思考,提出了两种猜想:
猜想一:声音的传播需要介质;
猜想二:声音的传播不需要介质。
(1)为了验证猜想,小明进行了如图甲所示实验:抽气一段时间后,小明发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象的原因可能是 ;(填字母)
A.手机声音的响度太大
B.手机声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气
D.插入广口瓶中导管不够长
(2)经调整使器件完好后,再次用抽气筒有效地向外抽气,拨通手机,发现手机铃声越来越 。(选填“大”或“小”),由此推理得出猜想一是正确的;
(3)小明根据实验结论,进一步提出:月球表面是真空的,如果将图乙所示的实验移到月球表面进行,则 。(填字母)
A.既能听到声音,又能看到乒乓球被弹开
B.不能听到声音,但能看到乒乓球被弹开
C.既不能听到声音,又不能看到乒乓球被弹开
变式题:在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了如图所示的实验:
(1)如图1所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉.此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 。本实验说明 。
(2)如图2所示,为了验证(1)中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是: 。
(3)如图3所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明 可以传声。
(4)如图4甲所示,把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变 。
(5)打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐变 。
(6)推理过程:玻璃罩内空气越少,传出的声音越 ;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了。
(7)结论:声音的传播需要 ,真空不能 。
(8)此实验中,用抽气机抽气不能得到真空,实验的结论是通过 (填序号)得出的结论,是我们学习的第一个理想实验。
A.实验推理B.实验验证C.归纳总结
(9)小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声.如图4乙所示是暖水瓶的简易剖面图.他把音量大小不同的芯片放入瓶中,根据听到的声音进行判断。下列是他设计的几组比较因素,其中合理的是 (单选,填序号)。
A.用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较
B.将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较
探究四:声音具有能量。(5分钟)
任务:(教师演示)如图所示,将一支点燃的蜡烛放在音箱前。打开音箱,播放音乐,加大音量,观察烛焰变化。
1.提问:观察烛焰发生什么变化?说明了什么? 。
2.追问:烛焰“跳舞”的能量是从哪里来的? 。
3.引导学生得出结论: 。烛焰随音乐的声音“舞动”,说明烛焰获得了 。这些能量由声源经声波传播而来。
【延伸与应用】
1、 认识声速
1.引入概念:声音的传播快吗?有多快?物理学中用声速来描述。
2.出示数据:介绍15℃时空气中声速为340m/s。
3.对比分析:出示声速表(固体、液体、气体中的声速),
4.引导学生得出结论:“声速大小与 和 有关,在温度相同时,一般情况下:v固 v液 v气。”
5. 生活应用:解释“先看到闪电,后听到雷声”的原因。
答: 因为在空气中,光的传播速度远________声音的传播速度。闪电和雷声是同时发生的,但________先到达我们的眼睛,________后到达我们的耳朵。
例6:北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载着:士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声。下列有关声音的描述正确的是( )
A.声音可以不由振动产生
B.声音在真空中传播的速度是340m/s
C.只有牛皮制成的箭筒可以传播声音
D.一般固体传播声音比空气快
例7:运动员百米赛跑时,如果计时员听到枪声才开始计时(已知声音在空气中传播的速度为340m/s),所记录的成绩比看到发令枪冒出的“白烟”开始计时的成绩( )
A.少记约0.294s B.多记约0.294s
C.少记约0.147s D.计时准确
例8:在雷雨天,我们总是先看到闪电,后听到雷声,这是因为在空气中声音的传播速度比光的速度慢;晓彤看到闪电后2s才听到雷声,响雷处距离晓彤的距离是 m。(声音在空气中传播速度为340m/s,闪电传播时间不计)
二、认识人的发声和听声能力
1.知识讲解:人的 振动,可以发出声音;声波传入人耳,触动 ,则会产生听觉,使我们听到声音(如图所示 )。
2.实例理解:骨传导耳机可以通过 将声音传至听神经
3.概念讲解:在物理学中, 叫作频率。频率的单位是 ,符号是 。如果物体每秒振动1次,它的频率就是 。
4.人发声和听声的频率:人的声带,能够产生64 Hz~1 300 Hz的声;人耳能听到 Hz~ Hz的声。不同动物听觉的频率范围也有较大差别(如图所示)。
例9:如图所示为一款新型骨传导耳机,佩戴时不堵塞耳朵,将耳机贴在颢骨两侧,我们就可以听到声音了。下列有关方法正确的是( )
A.这种耳机发出的声音不是由物体振动产生的
B.佩戴者能听到声音说明声音的传播不需要介质
C.戴上这种耳机,人耳能听到人类听觉频率范围以外的声音
D.使用这款耳机,不影响佩戴者听周围环境中的其他声音
【课堂练习】(抢答或小组讨论)
1.中国民族乐器,历史悠久,源远流长。下列考古发现的中国乐器,演奏时靠空气振动发声的是( )
A.贾湖骨笛
B.磐
C.西汉二十五弦瑟
D.崇阳铜鼓
2.为了探究声音产生的条件,小明设计了如图所示的几个实验,你认为不能完成探究目的是( )
A.发出“啊”的声音,用手指触摸喉咙处
B.敲击音叉后,将音叉轻轻地接触脸颊
C.敲打铜锣,锣响后用手触摸锣面
D.一边改变管子插入水中深度,一边用嘴吹管的上端
3.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大。关于实验,下列说法中正确的是( )
A.空气可以传播声音
B.闹铃不振动,也能发出铃声
C.若多抽一段时间,可以完全听不见闹铃声
D.听到闹铃声又逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
4.如图所示,将悬挂的乒乓球移近正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉弹开。此现象表明( )
A.发声的物体在振动 B.声音能通过固体传播
C.真空不能传播声音 D.声音以波的形式传播
5.拍手声时,鱼儿被吓得惊慌。随后,他用黑布挡在鱼缸和手之间,然后拍手,发现鱼儿仍被吓得惊慌。由此发现( )
A.鱼儿的惊慌是由手的动作引起的
B.鱼儿的惊慌是由声音引起的
C.鱼儿听到声音是由空气直接传来的
D.声音在空气中比水中传播得快
6.陈发明学过《声现象》后,利用小铃铛、胶带纸圈、彩纸盒、细线给弟弟制作了一个小玩具,这个玩具滚动的过程中铃铛由于 发声,声音通过 传到弟弟耳中。
7.北京时间2025年3月21日20时50分,经过约7小时的出舱活动,神舟十九号航天员乘组圆满完成第三次出舱活动。出舱航天员蔡旭哲、宋令东即使距离很近,也需要通过电子设备通话,这是因为 。
8.如图,我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,可以把整条路面看成是一张留声机的碟片,汽车的轮胎就像是唱针,当汽车驶过这段路面时,音乐就奏响了。音乐声是由于轮胎 而产生的;以运行的汽车为参照物,地面上绘制的音符图案是 的。
9.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”时:
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体 产生的;塑料球在实验中起的作用是 ;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球 (选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐芯片的铃声逐渐 ,并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。用到的物理探究方法是: 。(选填“控制变量法”、“转换法”或“科学推理法”)
10.在某金属管的一端敲击一下,在管的另一端听到两次响声,第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的。管长850m,两次响声相隔2.25s。如果当时空气中的声速是340m/s,求金属管中的声速。
【课后作业】
基础作业:课后练习题。
实践作业(二选一):1.制作一个“土电话”,与家人一起玩,并思考它是如何传声的。
2.观察生活中还有哪些现象应用了声音的产生和传播知识。
【归纳整理】 第1节 认识声现象
【课后反思】
本节课我最大的收获是:________________________。
我还没有完全明白的问题是:________________________。
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第1节 认识声现象(导学案)
【学习目标】
1.通过实验探究,知道声音是由物体的振动产生的;认识到声音的传播需要介质,真空不能传声。
2.经历从生活现象中提出问题、进行猜想、通过实验归纳结论的科学探究过程,学习归纳法和科学推理法。
3.能动手完成声音产生和传播的探究实验,学会观察、比较和描述实验现象。
4.领略声现象的神奇,保持对大自然的好奇心,乐于探索日常生活中的物理现象。
【学习重点】1.声音是由物体的振动产生的。2.声音的传播需要介质。
【学习难点】1.观察并理解“振动停止,发声停止”。2.理解“真空不能传声”,建立声波的概念。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
(1)声音是由物体的 振动 发生的;
(2)声以 声波的形式向外传播,声音的传播需要 介质 ,真空 不能传播声音。
(3)声音在空气中的传播速度是 340m/s,声速的大小与介质种类,还与温度有关,声音在固体中的速度最大,在气体中的速度最小。
(4)人耳能听到20Hz-20000Hz的声。
【课堂探究】
探究一、声音是怎样产生的?
活动:感受身边的振动
任务一:请同学们用手摸着喉部,齐声说“物理真有趣”。问:“手有什么感觉?”(感到振动)
任务二:分组实验——制造声音,观察现象
请按要求完成实验,并仔细观察现象,将结果填入下表。
实验操作
观察到的现象
发声的物体(声源)
它是否在振动?
1. 拨动张紧的橡皮筋
橡皮筋来回快速运动、发出声音
橡皮筋
是
2. 将刻度尺一端压紧,拨动另一端
刻度尺来回振动、发出声音
刻度尺
是
3. 轻敲鼓面,然后将纸屑放在鼓面上再敲
鼓面振动、纸屑被弹起
鼓面
是
任务三:(教师演示)用橡胶锤敲击音叉,听到声音。将发声的音叉触及水面,观察水花溅起。
任务四:(教师演示)发声体在振动将一个乒乓球吊在小音箱的扬声器前,扬声器播放音乐时,会看到乒乓球随音乐跳动(如图所示)。关闭音箱停止播放,乒乓球停止跳动。
归纳总结:
分析以上所有实验,你能得出什么结论?
结论1:一切正在发声的物体都在振动。振动停止,发声也就停止。正在发声的物体叫声源。
研究方法点拨:上述实验运用转换法,将鼓面、音叉等发声体不易直接观察的振动,转化为纸屑跳动、水花溅起等可见现象,从而直观地证实了声音由物体振动产生。这种将非常微弱、不易直接观察或测量的物理现象或待测物理量转化为另一个容易观察、测量或显示的物理现象,从而间接地进行研究的科学研究方法叫做转换法。这种方法的核心思想是“化不可见为可见,化不易测为易测”。
例1:唐朝《开元天宝遗事》记载:“岐王宫中,于竹林内悬碎玉片子,每夜闻玉片子相触之声,即知有风,号为占风铎。”其中描述的“相触之声”是由什么振动产生的(B)
A.竹林 B.玉片子 C.空气 D.风
解:根据《开元天宝遗事》所述“每夜闻玉片子相触之声,即知有风”可知,是风使玉片子相互碰撞而发声,其“相触之声”由玉片子振动产生,并经空气传播到人的耳中。竹林、空气不是发声源,风只是提供玉片子相触的动力,均不会直接产生“相触之声”,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
变式题:口弦琴是一种较为原始的古乐器,素有人类音乐“活化石”的美誉。图中出土的骨制口弦琴,呈窄条状,中间有细薄弦片,其主要靠弦片振动产生声音。
解:骨制口弦琴,呈窄条状,中间有细薄弦片,其主要靠弦片振动产生声音。
故答案为:弦片。
例2:在探究声音的产生与传播时,小华做了如图所示的实验:
(1)如图甲,用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹起,该实验说明发声的物体在振动;
(2)如图乙,为了验证(1)中的探究结论,小华用手使劲拍桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动。为了明显地看到实验现象,你的改进方法是在桌面上撒些碎纸屑。
解:(1)如图甲,用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹起,该实验说明发声的物体在振动;
(2)如图乙,为了验证(1)中的探究结论,小华用手使劲拍桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动。为了明显地看到实验现象,改进方法是在桌面上撒些碎纸屑,即运用转换法。
故答案为:(1)振动;(2)在桌面上撒些碎纸屑。
变式题:大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为(A)
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
解:A.声音是由物体振动产生的,用手掌按住正在发声的鼓面,振动停止,鼓声就消失了,故A符合题意,
BC.多孔或柔软材料可以吸声,手无法像吸音材料那样高效吸收声波,手可以反射声音,但不能使声音消失,故BC不符合题意;
D.声音的传播需要介质,手是固体,可以传播声音,故D不符合题意。
故选:A。
探究二:声音是怎样传播的?(5分钟)
问题过渡:声源振动产生的声音,是如何传到我们耳朵里的呢?
活动2:建立模型:声波
任务:(教师演示)模拟声音的传播:如图所示,将若千个乒乓球一个挨一个地吊在小音箱的扬声器前,扬声器播放音乐时,观察乒乓球发生什么现象。
1.提问:观察到乒乓球发生了什么现象,说明了什么问题?
2.学生讨论:乒乓球由近及远依次振动。
3.教师引导:声音也是以类似的方式传播的。如图所示,用槌击鼓,鼓面振动。当鼓面向右侧运动时,压缩了右侧的空气,该处空气变密;而当鼓面向左侧运动时,右侧空气又变疏。这样空气中就形成了密疏相间的波动,以鼓面为中心,向远处扩展,向四周传播。这样的振动传播的过程形成了声波。
4.建立模型:声波
(1)类比:(播放水波视频)水滴落入水中,会激起一圈圈的水波向外传播。
(2)讲解:声源振动时,也会引起周围介质的振动,就像水波一样,形成声波。声波传入人耳,引起鼓膜振动,我们就听到了声音。
探究三:声音能在哪些物质中传播?(10分钟)
气体传声:这是最熟悉的,我们周围的空气可以传声。
任务一:液体传声:(学生体验):将正在播放音乐的手机(用塑料袋包裹)放入水中。问:“手机在水中还能听到声音吗?”还能听到声音,说明声音可以在液体中传播。
任务二:固体传声:(学生体验)“土电话”游戏。请一位同学轻敲桌面,其他同学将耳朵贴在桌面上听。对比贴在桌面上听和在空中听,声音大小有何不同?耳朵贴在桌面上听到的声音比在空中听更清楚,说明声音可以在固体中传播。
任务三:突破难点:真空能传声吗?
(1)猜想:如果把我们周围的空气抽掉,还能听到声音吗?
(2)演示实验:“真空铃实验”。
①将正在响铃的闹钟放入真空罩中,请学生听声音。
②开始抽气,请学生仔细听声音的变化。听到的现象:声音越来越小。
③推理:随着空气越来越少,声音越小。如果我们能把空气全部抽完,会怎样?听不到声音。④这个实验说明:声波必须借助某种物质才能传播。能够传播声波的物质,我们称为声的介质(medium)。
⑤结论:声音传播需要介质,真空不能传播声音。
拓展:中国空间站的太空舱是密闭的,舱内有与地球表面相近的空气,航天员可以借助空气直接交谈。空间站外的太空是真空,两位航天员即使相距很近也只能靠无线电话交谈。
例3:如图是公园中的“传声筒”,当一人在话筒管路一侧发声时,另一侧的人能够听到传输的声音。关于此现象,下列说法中不正确的是(B)
A.发声的物体一定在振动
B.听到的声音是靠金属管传来的
C.声音是以声波的形式传播出去的
D.医用听诊器和传声筒的原理相同
解:A、发声的物体一定在振动,故A正确;
B、听到的声音是靠金属管中的空气传来的,故B错误;
C、声音是以声波的形式传播出去,故C正确;
D、医用听诊器和传声筒的原理相同,都是通过减弱声音的分散从而增大声音的响度,故D正确。
故选:B。
例4:2024年7月,神舟十八号宇航员顺利完成第二次出舱活动,如图所示,宇航员在飞船外工作时,必须借助无线电进行交流,不能直接对话的原因是(B)
A.空中噪声太大
B.太空是真空,不能传声
C.用通讯设备对话更方便
D.声音只能在地面附近传播
解:当航天员在飞船外共同作业时,他们不能直接对话,因为舱外没有空气,声音的传播需要介质,真空不能传声,航天员必须借助电子通信设备进行交流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
例5:声音是怎样传播的?针对这一问题,同学们经过认真思考,提出了两种猜想:
猜想一:声音的传播需要介质;
猜想二:声音的传播不需要介质。
(1)为了验证猜想,小明进行了如图甲所示实验:抽气一段时间后,小明发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象的原因可能是C ;(填字母)
A.手机声音的响度太大
B.手机声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气
D.插入广口瓶中导管不够长
(2)经调整使器件完好后,再次用抽气筒有效地向外抽气,拨通手机,发现手机铃声越来越小。(选填“大”或“小”),由此推理得出猜想一是正确的;
(3)小明根据实验结论,进一步提出:月球表面是真空的,如果将图乙所示的实验移到月球表面进行,则B 。(填字母)
A.既能听到声音,又能看到乒乓球被弹开
B.不能听到声音,但能看到乒乓球被弹开
C.既不能听到声音,又不能看到乒乓球被弹开
解:(1)声音的传播需要介质,抽气一段时间后,小明发现听到的手机声音没有明显变化,说明瓶内的空气没有被抽出,造成这一现象的原因可能是未塞紧瓶塞存在漏气,故C符合题意,ABD不符合题意。故选:C。
(2)用抽气筒有效地向外抽气,瓶内的传声介质空气越来越少,所以,拨通手机,发现手机铃声越来越小。
(3)如果将图乙所示的实验移到月球表面进行,音叉的振动不会停止,所以乒乓球仍会被弹开;声音的传播需要介质,月球上是真空,所以不能听到声音,故B符合题意,AC不符合题意。故选:B。
故答案为:(1)C;(2)小;(3)B。
变式题:在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了如图所示的实验:
(1)如图1所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉.此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 将音叉的振动放大 。本实验说明 声音是由物体振动产生的 。
(2)如图2所示,为了验证(1)中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是:在桌面上撒一些纸屑 。
(3)如图3所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明空气可以传声。
(4)如图4甲所示,把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变 小 。
(5)打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐变大。
(6)推理过程:玻璃罩内空气越少,传出的声音越 少;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了。
(7)结论:声音的传播需要 空气 ,真空不能传播声音 。
(8)此实验中,用抽气机抽气不能得到真空,实验的结论是通过A(填序号)得出的结论,是我们学习的第一个理想实验。
A.实验推理B.实验验证C.归纳总结
(9)小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声.如图4乙所示是暖水瓶的简易剖面图.他把音量大小不同的芯片放入瓶中,根据听到的声音进行判断。下列是他设计的几组比较因素,其中合理的是 A (单选,填序号)。
A.用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较
B.将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较
解:(1)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹跳起来;它说明发声体在振动;音叉的振动不能直接观察,乒乓球起的作用是将音叉的振动放大,更容易直观观察;本实验说明声音是由物体振动产生的。
(2)桌子是较大的物体,发声振动不易观察,可转换成桌面上小纸屑的振动,所以可在桌子上撒一些纸屑;
(3)如图3所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明空气可以传播声音;
(4)把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,传播的物质(空气)逐渐减少造成的,会听到铃声逐渐变小;
(5)打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,传播的物质(空气)逐渐增加,造成的又会听到铃声逐渐变大。
(6)推理过程:玻璃罩内空气越少,传出的声音越少;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了。
(7)声音的传播需要空气(介质),真空不能传播声音。
(8)此实验中,用抽气机抽气不能得到真空,实验的结论是通过实验推理得出的结论。
(9)小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声,应选取音量大小相同芯片,分别放入一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较。
故答案为:(1)将音叉的振动放大;声音是由物体振动产生的。(2)在桌面上撒一些纸屑;(3)空气;(4)小;(5)大;(6)少;(7)空气;传播声音;(8)A;(9)A。
探究四:声音具有能量。(5分钟)
任务:(教师演示)如图所示,将一支点燃的蜡烛放在音箱前。打开音箱,播放音乐,加大音量,观察烛焰变化。
1.提问:观察烛焰发生什么变化?说明了什么?烛焰随音乐跳动。
2.追问:烛焰“跳舞”的能量是从哪里来的?通过声波传递 。
3.引导学生得出结论:声音具有能量。烛焰随音乐的声音“舞动”,说明烛焰获得了能量。这些能量由声源经声波传播而来。
【延伸与应用】
1、 认识声速
1.引入概念:声音的传播快吗?有多快?物理学中用声速来描述。
2.出示数据:介绍15℃时空气中声速为340m/s。
3.对比分析:出示声速表(固体、液体、气体中的声速),
4.引导学生得出结论:“声速大小与介质种类,还与温度有有关,在温度相同时,一般情况下:V固> V液>V气。”
5. 生活应用:解释“先看到闪电,后听到雷声”的原因。
答: 因为在空气中,光的传播速度远大于声音的传播速度。闪电和雷声是同时发生的,但光先到达我们的眼睛,声音后到达我们的耳朵。
例6:北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载着:士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声。下列有关声音的描述正确的是(D )
A.声音可以不由振动产生
B.声音在真空中传播的速度是340m/s
C.只有牛皮制成的箭筒可以传播声音
D.一般固体传播声音比空气快
解:A、声音是由物体的振动产生的;振动停止,发声也就停止,故A错误;
B、声音在15℃空气中的传播速度为340m/s,故B错误;
C、固体、液体、气体都可以传声,故C错误;
D、固体传播声音比空气快,故D正确。
故选:D。
例7:运动员百米赛跑时,如果计时员听到枪声才开始计时(已知声音在空气中传播的速度为340m/s),所记录的成绩比看到发令枪冒出的“白烟”开始计时的成绩(A)
A.少记约0.294s B.多记约0.294s
C.少记约0.147s D.计时准确
解:运动员百米赛跑时,如果计时员听到枪声才开始计时(已知声音在空气中传播的速度为340m/s),所记录的成绩比看到发令枪冒出的“白烟”开始计时的成绩少记约Δt≈0.294s,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
例8:在雷雨天,我们总是先看到闪电,后听到雷声,这是因为在空气中声音的传播速度比光的速度慢;晓彤看到闪电后2s才听到雷声,响雷处距离晓彤的距离是680m。(声音在空气中传播速度为340m/s,闪电传播时间不计)
解:声音在空气中的传播速度是340m/s,光在空气中的传播速度是3×108m/s,光速远大于声速,闪电与雷声同时同地发生,但闪电传播到观察者位置的时间远短于声音传播的时间,所以我们总是先看到闪电后听到雷声。由v得,响雷处到晓彤的距离:s=vt=340m/s×2s=680m。
故答案为:680。
二、认识人的发声和听声能力
1.知识讲解:人的声带振动,可以发出声音;声波传入人耳,触动鼓膜,则会产生听觉,使我们听到声音(如图所示 )。
2.实例理解:骨传导耳机可以通过 头骨 将声音传至听神经
3.概念讲解:在物理学中,物体振动次数与时间之比叫作频率。频率的单位是赫兹,符号是Hz。如果物体每秒振动1次,它的频率就是1Hz 。
4.人发声和听声的频率:人的声带,能够产生64 Hz~1 300 Hz的声;人耳能听到20Hz~20000Hz的声。不同动物听觉的频率范围也有较大差别(如图所示)。
例9:如图所示为一款新型骨传导耳机,佩戴时不堵塞耳朵,将耳机贴在颢骨两侧,我们就可以听到声音了。下列有关方法正确的是( D )
A.这种耳机发出的声音不是由物体振动产生的
B.佩戴者能听到声音说明声音的传播不需要介质
C.戴上这种耳机,人耳能听到人类听觉频率范围以外的声音
D.使用这款耳机,不影响佩戴者听周围环境中的其他声音
解:A.声音是由物体振动产生的,这种耳机发出的声音也是由物体振动产生的,故A错误;
B.佩戴者能听到声音说明固体可以传声,说明声音的传播需要介质,故B错误;
C.这种耳机可以帮助部分听力传导障碍患者听到声音,但并不能听到人类听觉范围以外的声音,故C错误;
D.使用这款耳机,不影响佩戴者听周围环境中的其他声音,故D正确;
故选:D。
【课堂练习】(抢答或小组讨论)
1.中国民族乐器,历史悠久,源远流长。下列考古发现的中国乐器,演奏时靠空气振动发声的是(A)
A.贾湖骨笛
B.磐
C.西汉二十五弦瑟
D.崇阳铜鼓
【解答】解:A.贾湖骨笛:贾湖骨笛是用大型鹤类尺骨制成的管乐器,演奏时,演奏者向管中吹气,以吹出的气流使管中的空气柱振动而发声。
B.磬:磬是一种打击乐器,发声原理是通过敲击磬体,使磬体振动,周围空气随之振动产生声音,但主要是磬体本身振动发声,而非空气直接振动发声。
C.西汉二十五弦瑟:瑟是中国传统弹弦乐器之一,演奏时是通过手指或拨片拨动琴弦,使琴弦振动,再通过共鸣箱放大声音,不是靠空气振动发声。
D.崇阳铜鼓:崇阳铜鼓属于打击乐器中的膜鸣乐器,是通过敲击鼓面,使紧绷的鼓面振动,进而使周围空气振动发声,但直接发声体是鼓面,而非空气。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
2.为了探究声音产生的条件,小明设计了如图所示的几个实验,你认为不能完成探究目的是(D)
A.发出“啊”的声音,用手指触摸喉咙处
B.敲击音叉后,将音叉轻轻地接触脸颊
C.敲打铜锣,锣响后用手触摸锣面
D.一边改变管子插入水中深度,一边用嘴吹管的上端
【解答】解:
A、发出“啊”的声音,用手指触摸喉咙处,感觉到声带振动,能探究声音产生的条件,故A不符合题意;
B、敲击音叉后,将音叉轻轻地接触脸颊,会感到音叉在振动,能探究声音产生的条件,故B不符合题意;
C、敲打铜锣,锣响后用手触摸锣面,感觉到鼓面在振动,能探究声音产生的条件,故C不符合题意;
D、一边改变管子插入水中深度,一边用嘴吹管的上端,空气柱的长度改变,振动频率发生变化,音调发生变化,研究的是音调和频率的关系,故D符合题意。
故选:D。
3.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大。关于实验,下列说法中正确的是( A )
A.空气可以传播声音
B.闹铃不振动,也能发出铃声
C.若多抽一段时间,可以完全听不见闹铃声
D.听到闹铃声又逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
【解答】解:A、声音的传播需要介质,空气可以传声,故A正确;
B、闹钟不振动,不能发声,故B错误;
C、一般情况下,玻璃罩内的空气不可能完全抽干净,故C错误;
D、听到闹铃声又逐渐变大,是由于空气进去了,有了传声的介质,故D错误。
故选:A。
4.如图所示,将悬挂的乒乓球移近正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉弹开。此现象表明(A)
A.发声的物体在振动 B.声音能通过固体传播
C.真空不能传播声音 D.声音以波的形式传播
【解答】解:正在发声的音叉将乒乓球多次弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的。
故选:A。
5.拍手声时,鱼儿被吓得惊慌。随后,他用黑布挡在鱼缸和手之间,然后拍手,发现鱼儿仍被吓得惊慌。由此发现(B )
A.鱼儿的惊慌是由手的动作引起的
B.鱼儿的惊慌是由声音引起的
C.鱼儿听到声音是由空气直接传来的
D.声音在空气中比水中传播得快
【解答】解:A、他用黑布挡在鱼缸和手之间,鱼儿是看不见手的动作的,故A不符合题意;
B、鱼儿的惊慌是由声音引起的,故B符合题意;
C、鱼儿听到声音是先由空气后由鱼缸、水传来的,故C不符合题意;
D、声音在空气中比水中传播得慢,故D不符合题意。
故选:B。
6.陈发明学过《声现象》后,利用小铃铛、胶带纸圈、彩纸盒、细线给弟弟制作了一个小玩具,这个玩具滚动的过程中铃铛由于 振动 发声,声音通过 空气 传到弟弟耳中。
【解答】解:声音由物体的振动产生,这个玩具滚动的过程中铃铛由于振动发声;声音的传播需要介质,声音通过空气传到弟弟耳中。
故答案为:振动;空气。
7.北京时间2025年3月21日20时50分,经过约7小时的出舱活动,神舟十九号航天员乘组圆满完成第三次出舱活动。出舱航天员蔡旭哲、宋令东即使距离很近,也需要通过电子设备通话,这是因为 真空无法传递声波 。
【解答】解:
声波需介质传播,真空无法传递声波;电磁波(如无线电波)可在真空中传播,因此需通过电子设备转换为电磁波传输,电磁波可以在真空中传播,但题干核心是真空环境导致声波无法传播,而非单纯距离问题。
故答案为:真空无法传递声波
8.如图,我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,可以把整条路面看成是一张留声机的碟片,汽车的轮胎就像是唱针,当汽车驶过这段路面时,音乐就奏响了。音乐声是由于轮胎 振动 而产生的;以运行的汽车为参照物,地面上绘制的音符图案是 运动 的。
【解答】解:音乐声是由于轮胎振动而产生的;以运行的汽车为参照物,地面上绘制的音符图案相对运行的汽车有位置的变化,是运动的。
故答案为:振动;运动。
9.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”时:
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体 振动 产生的;塑料球在实验中起的作用是 放大音叉的振动,便于观察 ;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球 不能 (选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐芯片的铃声逐渐 减弱 ,并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 不能 (选填“能”或“不能”)传声。用到的物理探究方法是: 科学推理法 。(选填“控制变量法”、“转换法”或“科学推理法”)
【解答】解:(1)图甲中,实验中采用转换法将音叉微小的振动放大为乒乓球的运动方便观察,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体振动产生的。
根据转换法知道,将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉,观察到乒乓球被弹开,这是将微小的振动放大,便于观察。
(2)图乙中,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明声音可以传递能量,空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球不能被弹起,因为月球是真空状态,真空不能传声。
(3)图丙中,抽气机不断向罩外抽气的过程中,传播声音的介质越来越少,罩内音乐芯片的铃声会越来越小,进一步推理可知,若内部抽成真空,则将听不到传声,即真空不能传声,用到的探究方法是科学推理法。
故答案为:(1)振动;放大音叉的振动,便于观察;(2)不能;(3)减弱;不能;科学推理法。
10.在某金属管的一端敲击一下,在管的另一端听到两次响声,第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的。管长850m,两次响声相隔2.25s。如果当时空气中的声速是340m/s,求金属管中的声速。
【解答】解:声音在空气中的传播时间为:;
声音在金属管中传播的时间为:t2=t1﹣Δt=2.5s﹣2.25s=0.25s;
金属管中的声速为:。
【课后作业】
基础作业:课后练习题。
实践作业(二选一):1.制作一个“土电话”,与家人一起玩,并思考它是如何传声的。
2.观察生活中还有哪些现象应用了声音的产生和传播知识。
【归纳整理】 第1节 认识声现象
【课后反思】
本节课我最大的收获是:________________________。
我还没有完全明白的问题是:________________________。
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