内容正文:
第5节 跨学科实践:中国乐器(导学案)
【学习目标】
1.认识部分中国民族乐器。
2.通过自制小乐器,提高动手动脑能力。
3.弘扬传统文化,培养学生的爱国情感。
【学习重、难点】
1.乐器的音调与什么有关
2.自制乐器
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.贾湖骨笛是世界上最早的 乐器。
2.中国的民族乐器按照演奏的方式分为 乐器、 乐器、 乐器、 乐器;按发声原理的不同分为 乐器、 乐器、 乐器、 乐器。
3.我国古代用来制作乐器的材料可分为金、 、 、 、匏、土、 、 八类。
4.音乐的旋律由 构成,自制的乐器应该能控制 的变化。
5.中国的传统乐器多不胜数,用各种乐器演奏不同的音乐,总能让人陶醉其中。下列关于乐器的说法正确的是( )
A.琵琶属于弦乐器,弦越粗,拨动时发出声音的音调越高
B.笛子属于管乐器,吹奏时空气柱越短,发出声音的响度越大
C.敲击鼓面时,用力越大,鼓皮振动的频率越高
D.优美的二胡声也可能是噪声
答案:1.吹奏;2.吹管;拉弦;弹拨;打击;体鸣;膜鸣;气鸣;弦鸣;3.石;丝;竹;革;木;4音阶;音调;5.D。
情景导入,激发兴趣(3分钟)
【播放视频】:播放一段精彩的民乐合奏视频片段《金蛇狂舞》,让学生直观感受中国乐器的魅力。
【提问】:“同学们,刚才的乐曲好听吗?你们听出了哪些乐器?”(学生回答:二胡、笛子、古筝、锣、鼓等)
【追问引题】:乐器的发明与大自然、生产劳动有密切的关系。我们的祖先在劳动之后敲击石块,跳舞娱乐,这种敲击的石头就逐渐演变为石磬(如图所示)。随着冶金技术的进步,石磬演变成金属的钟和编钟。每一种中国民族乐器的背后,都有一个美丽的传说。“这些优美的声音是如何产生的?它们为什么音调有高有低,音色各不相同?今天,就让我们从物理的角度,走进丰富多彩的中国乐器世界。”
学习新课 一、探究新知,构建概念(15分钟)
【活动一】:乐器分类
【展示实物】教师展示准备好的古筝、笛子、锣等乐器。
【提问】这些乐器是通过什么发声的?(学生思考回答:古筝是弦振动发声,笛子是空气振动发声,锣是锣面振动发声。)
【引导分类】“根据我们学过的声音产生原理,这些乐器虽然各不相同,学生讨论与回答但都可以让物体振动发声。你能根据让物体振动的方式,给它们分分类吗?”
(学生思考回答:古筝是拨动、摩擦琴弦使其振动发声,笛子是通过吹奏,使管内的空气柱振动发声,锣是通过敲击使物体振动发声。)
【教师总结并板书】乐器分为三大类:
1.打击乐器:通过敲击使物体振动发声。如:编钟、锣、鼓、木鱼。
2.弦乐器:通过拨动、摩擦琴弦使其振动发声。如:二胡、古筝、琵琶、古琴。
3.管乐器:通过吹奏,使管内的空气柱振动发声。如:笛子、箫、唢呐、笙。
【介绍中国乐器】:中国民族乐器,历史悠久,源远流长(如图所示 )。从河南舞阳出土的8000多年前的贾湖骨笛,到陕西西安半坡村出土的6 700多年前的陶埙,从河南安阳殷墟出土的商代木腔蟒皮鼓,到湖北随县出土的战国早期的曾侯乙编钟······经历数千年的发展,种类繁多的中国民族乐器,不仅向人们展示了中华民族的智慧和创造力,还承载着文明,印证着历史。通过学习和传承中国民族乐器,能够更好地了解和欣赏中国传统音乐,弘扬中华民族的传统文化。
【提出问题】同学们说一下上述乐器发声原理?(学生回答:贾湖骨笛是空气柱振动发声、单孔陶埙是空气柱振动发声、崇阳铜鼓是鼓体振动发声、西汉二十五弦瑟是弦振动发声。)
【介绍中国乐器分类】
1.我国古代用来制作乐器的材料可分为金、石、丝、竹、匏、土、革、木八类。后来,人们将民间乐器统称为八音。
2.中国民族乐器按发声原理的不同分为:体鸣乐器、膜鸣乐器、气鸣乐器、弦鸣乐器。(如图所示 )
3.按演奏方式分为:吹管乐器、拉弦乐器、弹拨乐器、打击乐器四大类,其中,吹奏乐器包括笙、笛箫、唢呐、葫芦丝等,弹拨乐器包括箜篌、古琴、古筝、琵琶等,拉奏乐器包括马头琴、二胡、京胡、板胡等,打击乐器包括编钟、云锣、鼓、钹等。
例1:如图所示的中阮有四根弦,是中华民族传统弹拨乐器,也是古琵琶的一种,已有两千多年的历史,其音色恬静、柔和、富有诗意。演奏中阮时观众听到的声音是由于 弦 的振动产生的。
例2:如图所示“阿乌”是云南最古老保留最完整有“人类古乐器活化石”之称的泥质乐器。发声原理是利用空腔中的气体 振动 而发声的。
【课堂练习】
1.我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( C )
A.萧和笛子 B.阮和琵琶
C.阮和笙 D.二胡和古筝
【解答】解:萧、笛子和笙都是空气柱振动发声;阮、琵琶、二胡和古筝都是弦振动发声,故C符合题意,ABD不符合题意。
2.在“创意与炫酷”音乐会上,同学们演奏的民族乐器中,靠空气振动发声的是( B )
A.古筝 B.笛子 C.铜锣 D.大鼓
【解答】解:A.古筝属于弦乐器,是靠琴弦振动发声的,故A不符合题意;
B.笛子属于管乐器,是靠笛子内的空气柱振动发声的,故B符合题意;
C.铜锣属于打击乐器,是靠锣面振动发声的,故C不符合题意;
D.大鼓属于打击乐器,是靠鼓面振动发声的,故D不符合题意。
3.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
【解答】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。
4.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”。“声如筝鸣”的发声体主要是( C )
A.鸢 B.竹 C.风 D.筝
【解答】解:于鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”。“声如筝鸣”的发声体主要是竹笛内的空气(风)振动发声的,故C正确,ABD错误。
5.叩诊是中医常见的一种诊病方法,医生用手指叩击被检查者体表,使之产生声音。该声音是由叩击部位 振动 产生的,并以 波 的形式传入医生耳中。
【解答】解:叩诊是通过叩击部位振动产生声音,并以波的形式传入医生耳中。
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【活动二】:实验探究
音乐的旋律由音阶构成,音阶是由从低到高或从高到低的不同音调的音组成的。所以,实用的乐器需要能发出多个音调的音。
【提出问题】控制乐器音调变化是设计和演奏乐器的关键。如果同学们想用铝片制作铝片编钟,用吸管制作排箫,用橡皮筋制作四弦琴,用保鲜塑料膜和纸杯制作小手鼓······想想看,它们分别是靠什么发声的? 怎样来控制它们的音调变化?
【实验探究1】乐器音调与什么有关
提出问题:弦乐器(弹拨乐器)的音调与哪些因素有关?
猜想:弦的长短、粗细、张紧程度等。
材料:力学轨道;琴弦(或尼龙丝、细钢丝),钩码组
实验验证:
(1)选取一根尼龙弦(或金属弦),改变琴弦的振动长度,对比发出声音的 音调,研究弦乐器音调与弦的长度的关系。
(2)选取长度相同但粗细不同的两根尼龙弦(或金属弦),控制张紧程度一致,拨动琴弦,对比琴弦发出声音的音调,研究弦乐器音调与弦的粗细的关系。
(3)选取一根尼龙弦(或金属弦),通过改变弦的张紧程度,对比琴弦发出 声音的音调,研究弦乐器音调与弦的张紧程度的关系。
师生共同归纳结论。
实验结论:
(1)长度相同、粗细相同、弦绷越紧,弦振动越快,频率越高,音调越高。
(2)长度相同、张紧程度相同,弦越细,弦振动越快,频率越高,音调越高。
(3)粗细相同、张紧程度相同,长度越长,弦振动越慢,频率越低,音调越低。
【演示实验】教师用不同长度的PVC管或装有不同水量的水杯(用嘴吹杯口)吹奏出不同音调。师生共同归纳结论。
实验结论:音调:由空气柱的振动频率决定。空气柱越短,振动频率越高,音调越高。(指出笛子通过开闭不同的孔来改变空气柱有效长度)
实验时,也可以改变拨琴弦、吹PVC管或装有不同水量的水杯(用嘴吹杯口)力度,让学生感受响度不同,得出结论:吹、拨、敲的力度不同,乐器发出的响度不同。
进一步研究:使用自带的乐器探究音调与什么关。学生进行分组讨论,选择一种熟悉的乐器进行探究(前面已经探究了弹拨乐器,这里推荐学生选择打击乐器或吹管乐器,例如:将影响音调的因素联系到各种类型的乐器中。 铝片编钟声音的音调和铝片的长短有什么关系?吸管做的排箫的声音音调和吸管的长短有什么关系?),并归纳总结这种乐器的音调与什么因素有关。小组完成后,各小组分别汇报。这些研究是我们成功制作小乐器的理论基础。
例3.在学习吉他演奏的过程中,小丽发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响,经过与同学们讨论,
提出了以下猜想:
猜想 1:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想 2:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的长短有关
猜想 3:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到下表列出的几种规
格的琴弦进行实验。
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
钢
20
0.3
B
钢
20
0.7
C
尼龙丝
30
0.5
D
铜
40
0.5
E
尼龙丝
40
0.5
(1)为了验证猜想 1,应控制琴弦的长短和 不变,改变琴弦的 。这种研究问题的方法叫 法。所以验证猜想 1,应选用编号为 的两根琴弦进行探究
(2)选用编号为 DE 的琴弦进行探究,是为了验证猜想 。(选填番号)
(3)选用编号为 BC 的琴弦能探究发出声音的音调跟什么因素有关吗? ,理由是 。
答案:(1)材料,横截面积;控制变量;AB;(2) 3; (3)不能; 同时改变了长度、横截面接、材料没有做到控制变量。
例4:口琴是用嘴吹或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器,是一种自由簧气鸣乐器,它有上下两排小方格孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图所示将口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短,而C区的较长、较厚。
(1)在同一孔处用不同的力度吹,发生变化的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短振动的 (填“快”或“慢”),高音区为 区(选填字母)。
答案:(1)横截面积;高;(2)A、D(或B、E或C、F);长度;低;(3)F。
【课堂练习】
1.小明利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”。拨动箭头处琴弦的同时左右移动小车,即可发出不同音调的声音。则小车向右移动,音调逐渐 ;若小车静止在某位置,向小桶里再加些沙子,音调和原来相比会变 一些。
答案:(1)响度;(2)慢;A。
【解答】解:声音的音调高低,由发声体的振动频率决定,弦的粗细和材料不变;向小桶里再加些沙子,弦变紧。
2.在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如下表:
编号
琴弦的材料
琴弦的长度/cm
琴弦的横截面积/mm2
①
钢
20
0.3
②
钢
③
钢
40
0.5
④
尼龙丝
30
0.5
⑤
尼龙丝
40
0.5
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 、 的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为 、 的琴弦进行实验。
(3)为了验证猜想三,小明选用编号为 、 的琴弦进行实验,则表中缺少的数据应为 , 。
答案:1.变低;高。2.(1)A、B、C;(2)A、D、F、长短,调整它们的松紧程度不同。
【解答】解:控制变量法就是控制其它的因素不变,研究物理量与该因素的关系,
(1)当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关时,应控制材料和长度相同、B、C;
(2)当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关时,应控制材料和横截面积相同、D、F;
(3)探究琴弦音调的高低还与琴弦的松紧程度有关,控制琴弦的长度、材料都不变,比较音调的高低;
(4)在上述探究过程中,总要控制某些因素不变,这种科学的研究方法叫做控制变量法。
3.在观看交响乐队演奏的过程中,小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的长度有关;
猜想二:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的横截面积(粗细)有关。
序号
A
B
C
D
E
F
注射器规格(mL)
2.5
2.5
2.5
5
5
5
空气柱长度(cm)
2
1.5
1
2
1.5
1
频率(Hz)
337
488
562
300
337
488
声强级(dB)
75
75
60
75
60
75
小华找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子(如图所示)。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度,同时利用专用仪器测出声音的频率和响度,详见表。
(1)选用序号为A、B、C的三次实验做对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱越短,音调越 。
(2)选用序号为 的两次实验做对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱横截面积越大,音调越 。
(3)序号为C、F的两次实验中,响度大的是 。(填“C”或“F”)
答案:(1)横截面积;高;(2)A、D(或B、E或C、F);长度;低;(3)F。
【解答】解:要研究音调的高低和什么因素有关,需用控制变量法。
(1)选用序号为A、B、C的三次实验做对比,可以得出:在空气柱的横截面积(或粗细)相同时,管内空气柱越短,单位时间内振动的次数越多,频率越快,音调越高。
(2)琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关,需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变,所以要选择A、D(或B、E或C、F)。
由此可得,管内空气柱横截面积越大,音调越低;
(3)序号为C、D的两次实验中,F的声音强度为75分贝,大于C的声音强度。
【实验探究2】辨别音色——听声辨器
播放音频:依次播放一段用二胡、古筝、笛子单独演奏的同一旋律(如《小星星》)。
提问:“为什么同样是Do Re Mi,我们却能毫不费力地听出是哪种乐器?这体现了声音的哪个特性?”
学生回答:音色。
教师深化:“音色取决于声波的波形。不同乐器的材料和结构不同,产生的振动波形就不同,因此我们听到了独一无二的音色。这是物理赋予每种乐器的‘声音指纹’。”
例5.如图所示是一款具有哼唱识别功能的音乐软件,当我们对着手机哼唱时,它就能识别出曲目。它识别歌曲是依据声音的( )
A.音调 B.音色
C.响度 D.能量
答案:B
解:同一个人在唱不同的歌时发出声音不同,本质上是歌曲的音调不同。故A正确,BCD错误。故选:A。
【课堂练习】
1.《红楼梦》里的贾宝玉一听见王熙凤的笑声,便知道是“凤姐”来了,靠的是声音的( B )
A.响度 B.音色 C.音调 D.速度
解:ACD.响度是声音强弱,音调是声音高低,速度不是声音特性,故ACD不符合题意;B.贾宝玉通过王熙凤的笑声辨别其人,是依据音色,因为音色是发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定,是区别声音的重要标志,故B符合题意。
2.图中是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,当车走到十里时,车上的木人就敲一下镯(古代的乐器),人们根据鼓和镯发声 的 (填“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里,这是利用声传递 (填“信息”或“能量”)。
解:声音是由物体振动产生的,鼓声是由于鼓面振动发声;由于不同物体发出声音的音色不同,所以人们根据音色分辨出鼓和镯发声的;
声音可以传递信息,人们根据鼓声和镯声来确定车行驶的是一里还是十里。
故答案为:音色;信息。
学习新课 二、学以致用,制作乐器(10分钟)
【活动三】:自制乐器
现在,我们的任务是设计一件能演奏的小乐器。动手之前,先要制订一份“自制乐器设计图”。设计时需要考虑自制小乐器的类型.及需要准备的材料和期待达到的效果,并在设计图上画出小乐器的结构简图(如下图所示)。在制作时,我们还要考虑怎样让制作的小乐器发出有规律的高低不同的声音,演奏时怎样操作小乐器等问题,根据自己的设计,一边制作一边修改。
小聪的设计方案
制作完成后,试一试小乐器能否发出完整的音阶,并在小组内展示自己制作的小乐器,与同学们进行交流,完善小乐器。
学习新课 三、展示成果,交流经验(18分钟)
【活动四】:成果展示:“科学与音乐”报告会(可以安排在课外活动时间)
“我要演奏!”来吧,同学!带着你的四弦琴,带着你的小手鼓,带着你的吸管排箫,带着你的铝片编钟·····在民族乐器报告会中放飞你的心情!
学生使用桌上的材料合作制作一两款小乐器,并写下相关的乐器简 介,简单练习后准备演出。演出流程:第一,自制乐器的名字;第二,乐器的发声原理;第三,改变自 制乐器音调的方法;第四,演奏一曲《一闪一闪亮晶晶》(或其他自选音乐)。
注意,我们这场报告会的主题是“科学与音乐”,可以展示你自制的小乐器,介绍你搜寻到的民族乐器,讲一讲你手中乐器的发展历史,介绍乐器发声的科学原理,演奏一首你喜欢的乐曲,也可以展示做的调查报告或实验研究,体现你对中国乐器的探索。
音乐是人类最美好的语言,让音乐和科学交融,让欢乐与梦想相遇,让我们感受物理的魅力!
课后习题:
1.筝又名秦筝,源于陕西,是我国古老的传统乐器之一。如图所示,演奏者拨动不同的琴弦,主要是为了改变声音的(C)
A.响度 B.音色 C.音调 D.传播速度
【解答】解:弹奏秦筝时,发出的声音是由于琴弦的振动产生的,演奏者拨动不同长度的琴弦,琴弦振动的频率不同,是为了改变声音的音调,故ABD错误,C正确。
故选:C。
2.镇江古琴艺术(梅庵琴派)是国家级非物质文化遗产代表性项目之一。演奏古琴时用不同的力度拨动同一根琴弦,发出的乐音有不同的(D)
A.音调 B.速度 C.音色 D.响度
【解答】解:演奏古琴时用不同的力度拨动同一根琴弦,振幅不同,响度不同,故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.用试管和水自制图示乐器,需要改变试管中的水量,这是为了改变声音的(D)
A.音量 B.音色 C.响度 D.音调
【解答】解:用相同大小的力敲击不同水量的试管,由于水量不同,试管和水振动的频率不同,发出声音的音调不同;用相同大小的力吹奏试管时,由于水量不同,空气柱振动的频率不同,发出声音的音调不同,故ABC错误,D正确。
故选:D。
4.如图所示,某学生练习拉奏二胡时,不断改变手指按压弦的位置,这是为了改变二胡发出声音的(A)
A.音调 B.响度 C.音色 D.振幅
【解答】解:学生练习拉奏二胡时,手指不断变化按压琴弦的位置,改变了琴弦振动部分的长度,能改变琴弦振动的频率,从而改变发出声音的音调。故A正确;BCD错误。
故选:A。
5.如图是童谣“两只老虎”的一段歌词与乐谱,当诗怡同学第一次唱到“跑得快”这三个字期间,关于诗怡声音变化的描述,正确的是(A)
A.声带振动频率越来越高
B.音调越来越低
C.声波的传播速度逐渐增大
D.振幅逐渐增大
【解答】解:通过乐谱判断出音调在逐渐升高,音调由频率决定,所以其频率在逐渐升高,而振动的幅度决定其响度的大小,不一定增大;声音的传播速度的大小与音调无关;故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.元宵佳节,山西各地“威风锣鼓”闹元宵,带来浓浓的节日氛围。演员的表演气势磅礴,锣鼓声如雷贯耳,鼓点似奔腾的骏马,催人奋进。下列说法正确的是(D)
A.鼓声是由空气振动产生的
B.观众通过音调来判断鼓声和锣声
C.锣鼓声如雷贯耳说明鼓声音调高
D.敲击鼓面的力越大,鼓声的响度越大
【解答】解:A.声音是由物体的振动产生的,鼓声是由鼓面振动产生的,故A错误;
B.观众通过音色来判断鼓声和锣声,故B错误;
C.锣鼓声如雷贯耳说明鼓声响度高,故C错误;
D.敲击鼓面的力越大,振幅越大,鼓声的响度越大,故D正确。
故选:D。
7.曲笛和二胡是两种民族乐器。当用曲笛和二胡演奏乐曲时,听众可以根据声音的哪个特征来区分这两种乐器(B)
A.响度 B.音色 C.音调 D.声速
【解答】解:不同发声体音色不同,当曲笛和二胡演奏某乐曲时,我们可以根据声音的音色来区分这两种乐器;故B正确,ACD错误。
故选:B。
8.如图所示是某“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,可以把整条路面看成是一张留声机碟片,汽车的轮胎就像是唱针,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了,音乐声是由轮胎的 振动 产生的,凹槽之间留不同的间距,目的是使轮胎发出声音的 音调 (选填“响度”、“音调”或“音色”)不同。
【解答】解:汽车的轮胎与路面接触时,轮胎会振动发出声音,即音乐声是由轮胎的振动产生的。当汽车驶过不同间距的凹槽时,轮胎振动的频率不同,所以发出声音的音调就会不同。
故答案为:振动;音调。
9.如图所示,在综合实践活动课上,小明将长度不同的吸管的一端封闭,粘在一起制作成了“排箫”,并在班级交流会上进行了演奏。“排箫”发出的声音是由 吸管内的空气柱 振动产生的;用相同的力气吹不同长度的吸管,发出声音的 音调 (填声音的特性)不同。
【解答】解:“排箫”发出的声音是由吸管内的空气柱振动产生的;用相同的力气吹不同长度的吸管,发出声音的音调不同。
因为吸管长度不同会使内部空气柱长度不同,空气柱越长,振动频率越慢,音调越低;空气柱越短,振动频率越快,音调越高。
故答案为:吸管内的空气柱;音调。
10.如图所示,錞(chún)于是古代的打击乐器,与鼓相和,形似圆筒,上大下小。敲击錞于的不同部位,錞于振动的频率不同,其发出的声音的 音调 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
【解答】解:发声体的振动频率决定了音调的高低,发声体的振动频率不同,发出声音的音调不同,敲击錞于的不同部位,錞于振动的频率不同,决定了其发出的声音的音调不同。
故答案为:音调。
11.如图的金属管风铃在微风吹过时会发出悦耳的声音。小海想探究金属管发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度相同的3根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如表:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20
1.5
2131
2
20
2.0
1685
3
30
2.0
1284
(1)敲击金属管时,声音是由金属管 振动 产生的。
(2)根据表中编号1、2的数据,可得:金属管发出声音的频率与 直径 有关。
(3)若想探究金属管发出声音的频率与长度的关系,应选择编号2和编号 3 的数据。
(4)若要发出音调更高的声音,应选用直径更 小 、长度更 短 的直管。
【解答】解:(1)敲击金属管时,声音是由金属管振动产生的。
(2)根据表中编号1、2的数据,金属管的长度相同,直径不同,振动的频率不同;可得:金属管发出声音的频率与直径有关。
(3)若想探究金属管发出声音的频率与长度的关系,控制直径不变,改变长度,应选择编号2和编号3的数据。
(4)若要发出音调更高的声音,应选用直径更小、长度更短的直管。
故答案为:(1)振动;(2)直径;(3)3;(4)小;短。
12..如图所示,是为了研究琴弦发声音调与哪些因素有关。一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。实验小组同学将一根钢质琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多,琴弦绷的越紧,轻轻拨动琴弦AB段,使其发出声音,并用仪器测出发声频率如表。
次数
长度L/m
重物/个
频率 f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
3
170
3
4
655
(1)由表格中的数据结合所学知识可知,第 2 次实验中琴弦发声的音调最低,该弦在1min内振动的次数是 10200 。
(2)分析1、2两次实验数据可以发现:在松紧程度相同时,弦越 长 (选填“长”或“短”),弦的音调越低。
(3)当表格中的空格内数据为 0.4 时,可通过1、3两次实验来研究并得出结论: 在长度相同时,琴弦越松 ,弦的音调越低。
(4)接下来,小组又选用一根与钢制弦粗细相同、长为0.8m的尼龙弦,来探究音调与弦的材料的关系。为顺利完成实验,小组应该给尼龙弦悬挂重物的个数为 3 个。
【解答】解::(1)由表格中的数据可知,则第2次实验中琴弦振动频率最低,故发声的音调最低;170Hz表示1s振动170次,则1min振动10200次;
(2)分析1、2两次实验数据可以发现:在松紧程度相同时,弦越长,弦的音调越低;
(3)结合表中数据,弦的长度、拉弦的重物在变化,故是研究弦发声的音调与弦的长度和弦的松紧程度的关系,故填0.4;
(4)探究音调与弦的材料的关系时,应控制长度和重物相同,故可悬挂重物个数为3个。
故答案为:(1)2;10200;(2)长;(3)0.4;在长度相同时,琴弦越松;(4)3。
【归纳整理】 第5节跨学科实践:中国乐器
【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5节 跨学科实践:中国乐器(导学案)
【学习目标】
1.认识部分中国民族乐器。
2.通过自制小乐器,提高动手动脑能力。
3.弘扬传统文化,培养学生的爱国情感。
【学习重、难点】
1.乐器的音调与什么有关
2.自制乐器
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.贾湖骨笛是世界上最早的 乐器。
2.中国的民族乐器按照演奏的方式分为 乐器、 乐器、 乐器、 乐器;按发声原理的不同分为 乐器、 乐器、 乐器、 乐器。
3.我国古代用来制作乐器的材料可分为金、 、 、 、匏、土、 、 八类。
4.音乐的旋律由 构成,自制的乐器应该能控制 的变化。
5.中国的传统乐器多不胜数,用各种乐器演奏不同的音乐,总能让人陶醉其中。下列关于乐器的说法正确的是( )
A.琵琶属于弦乐器,弦越粗,拨动时发出声音的音调越高
B.笛子属于管乐器,吹奏时空气柱越短,发出声音的响度越大
C.敲击鼓面时,用力越大,鼓皮振动的频率越高
D.优美的二胡声也可能是噪声
情景导入,激发兴趣(3分钟)
【播放视频】:播放一段精彩的民乐合奏视频片段《金蛇狂舞》,让学生直观感受中国乐器的魅力。
【提问】:“同学们,刚才的乐曲好听吗?你们听出了哪些乐器?”(学生回答: 、 、 、 、 等)
【追问引题】:乐器的发明与大自然、生产劳动有密切的关系。我们的祖先在劳动之后敲击石块,跳舞娱乐,这种敲击的石头就逐渐演变为石磬(如图所示)。随着冶金技术的进步,石磬演变成金属的钟和编钟。每一种中国民族乐器的背后,都有一个美丽的传说。“这些优美的声音是如何产生的?它们为什么音调有高有低,音色各不相同?今天,就让我们从物理的角度,走进丰富多彩的中国乐器世界。”
学习新课 一、探究新知,构建概念(15分钟)
【活动一】:乐器分类
【展示实物】教师展示准备好的古筝、笛子、锣等乐器。
【提问】这些乐器是通过什么发声的?(学生思考回答: 。)
【引导分类】“根据我们学过的声音产生原理,这些乐器虽然各不相同,学生讨论与回答但都可以让物体振动发声。你能根据让物体振动的方式,给它们分分类吗?”
(学生思考回答: 。)
【教师总结并板书】乐器分为三大类:
1.打击乐器:通过 使物体振动发声。如:编钟、锣、鼓、木鱼。
2.弦乐器:通过 、 琴弦使其振动发声。如:二胡、古筝、琵琶、古琴。
3.管乐器:通过 ,使管内的 振动发声。如:笛子、箫、唢呐、笙。
【介绍中国乐器】:中国民族乐器,历史悠久,源远流长(如图所示 )。从河南舞阳出土的8000多年前的贾湖骨笛,到陕西西安半坡村出土的6 700多年前的陶埙,从河南安阳殷墟出土的商代木腔蟒皮鼓,到湖北随县出土的战国早期的曾侯乙编钟······经历数千年的发展,种类繁多的中国民族乐器,不仅向人们展示了中华民族的智慧和创造力,还承载着文明,印证着历史。通过学习和传承中国民族乐器,能够更好地了解和欣赏中国传统音乐,弘扬中华民族的传统文化。
【提出问题】同学们说一下上述乐器发声原理?(学生回答:
。)
【介绍中国乐器分类】
1.我国古代用来制作乐器的材料可分为金、石、丝、竹、匏、土、革、木八类。后来,人们将民间乐器统称为八音。
2.中国民族乐器按发声原理的不同分为:体鸣乐器、膜鸣乐器、气鸣乐器、弦鸣乐器。(如图所示 )
3.按演奏方式分为:吹管乐器、拉弦乐器、弹拨乐器、打击乐器四大类,其中,吹奏乐器包括笙、笛箫、唢呐、葫芦丝等,弹拨乐器包括箜篌、古琴、古筝、琵琶等,拉奏乐器包括马头琴、二胡、京胡、板胡等,打击乐器包括编钟、云锣、鼓、钹等。
例1:如图所示的中阮有四根弦,是中华民族传统弹拨乐器,也是古琵琶的一种,已有两千多年的历史,其音色恬静、柔和、富有诗意。演奏中阮时观众听到的声音是由于 的振动产生的。
例2:如图所示“阿乌”是云南最古老保留最完整有“人类古乐器活化石”之称的泥质乐器。发声原理是利用空腔中的气体 而发声的。
【课堂练习】
1.我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( )
A.萧和笛子 B.阮和琵琶
C.阮和笙 D.二胡和古筝
2.在“创意与炫酷”音乐会上,同学们演奏的民族乐器中,靠空气振动发声的是( )
A.古筝 B.笛子 C.铜锣 D.大鼓
3.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
4.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”。“声如筝鸣”的发声体主要是( )
A.鸢 B.竹 C.风 D.筝
5.叩诊是中医常见的一种诊病方法,医生用手指叩击被检查者体表,使之产生声音。该声音是由叩击部位 产生的,并以 的形式传入医生耳中。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/9/25 14:50:27;用户:zhf360892;邮箱:zhf360892@163.com;学号:4477900
【活动二】:实验探究
音乐的旋律由音阶构成,音阶是由从低到高或从高到低的不同音调的音组成的。所以,实用的乐器需要能发出多个音调的音。
【提出问题】控制乐器音调变化是设计和演奏乐器的关键。如果同学们想用铝片制作铝片编钟,用吸管制作排箫,用橡皮筋制作四弦琴,用保鲜塑料膜和纸杯制作小手鼓······想想看,它们分别是靠什么发声的? 怎样来控制它们的音调变化?
【实验探究1】乐器音调与什么有关
提出问题:弦乐器(弹拨乐器)的音调与哪些因素有关?
猜想: 、 、 等。
材料:力学轨道;琴弦(或尼龙丝、细钢丝),钩码组
实验验证:
(1)选取一根尼龙弦(或金属弦),改变琴弦的振动长度,对比发出声音的 音调,研究弦乐器音调与弦的长度的关系。
(2)选取长度相同但粗细不同的两根尼龙弦(或金属弦),控制张紧程度一致,拨动琴弦,对比琴弦发出声音的音调,研究弦乐器音调与弦的粗细的关系。
(3)选取一根尼龙弦(或金属弦),通过改变弦的张紧程度,对比琴弦发出 声音的音调,研究弦乐器音调与弦的张紧程度的关系。
师生共同归纳结论。
实验结论:
(1)长度相同、粗细相同、弦绷越 ,弦振动越 ,频率越 ,音调越 。
(2)长度相同、张紧程度相同,弦越 ,弦振动越 ,频率越 ,音调越 。
(3)粗细相同、张紧程度相同,长度越 ,弦振动越 ,频率越 ,音调越 。
【演示实验】教师用不同长度的PVC管或装有不同水量的水杯(用嘴吹杯口)吹奏出不同音调。师生共同归纳结论。
实验结论:音调:由 的振动频率决定。空气柱越 ,振动频率越 ,音调越 。(指出笛子通过开闭不同的孔来改变空气柱有效长度)
实验时,也可以改变拨琴弦、吹PVC管或装有不同水量的水杯(用嘴吹杯口)力度,让学生感受响度不同,得出结论:吹、拨、敲的 不同,乐器发出的 不同。
进一步研究:使用自带的乐器探究音调与什么关。学生进行分组讨论,选择一种熟悉的乐器进行探究(前面已经探究了弹拨乐器,这里推荐学生选择打击乐器或吹管乐器,例如:将影响音调的因素联系到各种类型的乐器中。 铝片编钟声音的音调和铝片的长短有什么关系?吸管做的排箫的声音音调和吸管的长短有什么关系?),并归纳总结这种乐器的音调与什么因素有关。小组完成后,各小组分别汇报。这些研究是我们成功制作小乐器的理论基础。
例3.在学习吉他演奏的过程中,小丽发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响,经过与同学们讨论,
提出了以下猜想:
猜想 1:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想 2:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的长短有关
猜想 3:琴弦发出音调的高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到下表列出的几种规
格的琴弦进行实验。
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
钢
20
0.3
B
钢
20
0.7
C
尼龙丝
30
0.5
D
铜
40
0.5
E
尼龙丝
40
0.5
(1)为了验证猜想 1,应控制琴弦的长短和 不变,改变琴弦的 。这种研究问题的方法叫 法。所以验证猜想 1,应选用编号为 的两根琴弦进行探究
(2)选用编号为 DE 的琴弦进行探究,是为了验证猜想 。(选填番号)
(3)选用编号为 BC 的琴弦能探究发出声音的音调跟什么因素有关吗? ,理由是 。
例4:口琴是用嘴吹或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器,是一种自由簧气鸣乐器,它有上下两排小方格孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图所示将口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短,而C区的较长、较厚。
(1)在同一孔处用不同的力度吹,发生变化的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短振动的 (填“快”或“慢”),高音区为 区(选填字母)。
【课堂练习】
1.小明利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”。拨动箭头处琴弦的同时左右移动小车,即可发出不同音调的声音。则小车向右移动,音调逐渐 ;若小车静止在某位置,向小桶里再加些沙子,音调和原来相比会变 一些。
2.在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如下表:
编号
琴弦的材料
琴弦的长度/cm
琴弦的横截面积/mm2
①
钢
20
0.3
②
钢
③
钢
40
0.5
④
尼龙丝
30
0.5
⑤
尼龙丝
40
0.5
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 、 的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为 、 的琴弦进行实验。
(3)为了验证猜想三,小明选用编号为 、 的琴弦进行实验,则表中缺少的数据应为 , 。
3.在观看交响乐队演奏的过程中,小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的长度有关;
猜想二:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的横截面积(粗细)有关。
序号
A
B
C
D
E
F
注射器规格(mL)
2.5
2.5
2.5
5
5
5
空气柱长度(cm)
2
1.5
1
2
1.5
1
频率(Hz)
337
488
562
300
337
488
声强级(dB)
75
75
60
75
60
75
小华找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子(如图所示)。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度,同时利用专用仪器测出声音的频率和响度,详见表。
(1)选用序号为A、B、C的三次实验做对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱越短,音调越 。
(2)选用序号为 的两次实验做对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱横截面积越大,音调越 。
(3)序号为C、F的两次实验中,响度大的是 。(填“C”或“F”)
【实验探究2】辨别音色——听声辨器
播放音频:依次播放一段用二胡、古筝、笛子单独演奏的同一旋律(如《小星星》)。
提问:“为什么同样是Do Re Mi,我们却能毫不费力地听出是哪种乐器?这体现了声音的哪个特性?”
学生回答: 。
教师深化:“音色取决于声波的波形。不同乐器的材料和结构不同,产生的振动波形就不同,因此我们听到了独一无二的音色。这是物理赋予每种乐器的‘声音指纹’。”
例5.如图所示是一款具有哼唱识别功能的音乐软件,当我们对着手机哼唱时,它就能识别出曲目。它识别歌曲是依据声音的( )
A.音调 B.音色
C.响度 D.能量
【课堂练习】
1.《红楼梦》里的贾宝玉一听见王熙凤的笑声,便知道是“凤姐”来了,靠的是声音的( )
A.响度 B.音色 C.音调 D.速度
2.图中是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,当车走到十里时,车上的木人就敲一下镯(古代的乐器),人们根据鼓和镯发声 的 (填“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里,这是利用声传递 (填“信息”或“能量”)。
学习新课 二、学以致用,制作乐器(10分钟)
【活动三】:自制乐器
现在,我们的任务是设计一件能演奏的小乐器。动手之前,先要制订一份“自制乐器设计图”。设计时需要考虑自制小乐器的类型.及需要准备的材料和期待达到的效果,并在设计图上画出小乐器的结构简图(如下图所示)。在制作时,我们还要考虑怎样让制作的小乐器发出有规律的高低不同的声音,演奏时怎样操作小乐器等问题,根据自己的设计,一边制作一边修改。
小聪的设计方案
制作完成后,试一试小乐器能否发出完整的音阶,并在小组内展示自己制作的小乐器,与同学们进行交流,完善小乐器。
学习新课 三、展示成果,交流经验(18分钟)
【活动四】:成果展示:“科学与音乐”报告会(可以安排在课外活动时间)
“我要演奏!”来吧,同学!带着你的四弦琴,带着你的小手鼓,带着你的吸管排箫,带着你的铝片编钟·····在民族乐器报告会中放飞你的心情!
学生使用桌上的材料合作制作一两款小乐器,并写下相关的乐器简 介,简单练习后准备演出。演出流程:第一,自制乐器的名字;第二,乐器的发声原理;第三,改变自 制乐器音调的方法;第四,演奏一曲《一闪一闪亮晶晶》(或其他自选音乐)。
注意,我们这场报告会的主题是“科学与音乐”,可以展示你自制的小乐器,介绍你搜寻到的民族乐器,讲一讲你手中乐器的发展历史,介绍乐器发声的科学原理,演奏一首你喜欢的乐曲,也可以展示做的调查报告或实验研究,体现你对中国乐器的探索。
音乐是人类最美好的语言,让音乐和科学交融,让欢乐与梦想相遇,让我们感受物理的魅力!
课后习题:
1.筝又名秦筝,源于陕西,是我国古老的传统乐器之一。如图所示,演奏者拨动不同的琴弦,主要是为了改变声音的( )
A.响度 B.音色 C.音调 D.传播速度
2.镇江古琴艺术(梅庵琴派)是国家级非物质文化遗产代表性项目之一。演奏古琴时用不同的力度拨动同一根琴弦,发出的乐音有不同的( )
A.音调 B.速度 C.音色 D.响度
3.用试管和水自制图示乐器,需要改变试管中的水量,这是为了改变声音的( )
A.音量 B.音色 C.响度 D.音调
4.如图所示,某学生练习拉奏二胡时,不断改变手指按压弦的位置,这是为了改变二胡发出声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.振幅
5.如图是童谣“两只老虎”的一段歌词与乐谱,当诗怡同学第一次唱到“跑得快”这三个字期间,关于诗怡声音变化的描述,正确的是( )
A.声带振动频率越来越高
B.音调越来越低
C.声波的传播速度逐渐增大
D.振幅逐渐增大
6.元宵佳节,山西各地“威风锣鼓”闹元宵,带来浓浓的节日氛围。演员的表演气势磅礴,锣鼓声如雷贯耳,鼓点似奔腾的骏马,催人奋进。下列说法正确的是( )
A.鼓声是由空气振动产生的
B.观众通过音调来判断鼓声和锣声
C.锣鼓声如雷贯耳说明鼓声音调高
D.敲击鼓面的力越大,鼓声的响度越大
7.曲笛和二胡是两种民族乐器。当用曲笛和二胡演奏乐曲时,听众可以根据声音的哪个特征来区分这两种乐器( )
A.响度 B.音色 C.音调 D.声速
8.如图所示是某“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,可以把整条路面看成是一张留声机碟片,汽车的轮胎就像是唱针,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了,音乐声是由轮胎的 产生的,凹槽之间留不同的间距,目的是使轮胎发出声音的 (选填“响度”、“音调”或“音色”)不同。
9.如图所示,在综合实践活动课上,小明将长度不同的吸管的一端封闭,粘在一起制作成了“排箫”,并在班级交流会上进行了演奏。“排箫”发出的声音是由 振动产生的;用相同的力气吹不同长度的吸管,发出声音的 (填声音的特性)不同。
10.如图所示,錞(chún)于是古代的打击乐器,与鼓相和,形似圆筒,上大下小。敲击錞于的不同部位,錞于振动的频率不同,其发出的声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
11.如图的金属管风铃在微风吹过时会发出悦耳的声音。小海想探究金属管发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度相同的3根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如表:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20
1.5
2131
2
20
2.0
1685
3
30
2.0
1284
(1)敲击金属管时,声音是由金属管 振动 产生的。
(2)根据表中编号1、2的数据,可得:金属管发出声音的频率与 有关。
(3)若想探究金属管发出声音的频率与长度的关系,应选择编号2和编号 的数据。
(4)若要发出音调更高的声音,应选用直径更 、长度更 的直管。
12..如图所示,是为了研究琴弦发声音调与哪些因素有关。一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。实验小组同学将一根钢质琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多,琴弦绷的越紧,轻轻拨动琴弦AB段,使其发出声音,并用仪器测出发声频率如表。
次数
长度L/m
重物/个
频率 f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
3
170
3
4
655
(1)由表格中的数据结合所学知识可知,第 次实验中琴弦发声的音调最低,该弦在1min内振动的次数是 。
(2)分析1、2两次实验数据可以发现:在松紧程度相同时,弦越 (选填“长”或“短”),弦的音调越低。
(3)当表格中的空格内数据为 时,可通过1、3两次实验来研究并得出结论: ,弦的音调越低。
(4)接下来,小组又选用一根与钢制弦粗细相同、长为0.8m的尼龙弦,来探究音调与弦的材料的关系。为顺利完成实验,小组应该给尼龙弦悬挂重物的个数为 个。
【归纳整理】 第5节跨学科实践:中国乐器
【课后反思】
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