2.3 声的利用（课件，教材配套版）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“声的利用”，核心知识点为声传递信息和能量，及超声波、次声波在生产生活中的应用。以大象次声波交流实例导入并设问，衔接声的产生与传播前序知识，搭建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于通过扬声器烛焰振动实验、回声测距计算典例及天坛圜丘声学原理分析，融合科学探究与科学思维。结构化小结系统梳理知识，助力学生深化物理观念，教师可提升教学效率。

声的利用 人教版八年级上册 · 第二章 第3节 物理 [过渡] 同学们，今天我们来学习第二章第3节——声的利用。 声音无处不在，它不仅让我们听到世界的丰富多彩，还能帮助我们做很多事情。这节课我们就来探索声音的两大大妙用。 要点：(1) 引入课题 (2) 激发兴趣 时长：0.5 分钟 学习目标 01 知道声能 传递信息 02 知道声能 传递能量 03 了解超声波与 次声波在生产、 生活中的应用 2 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 首先，我们来看本节课的学习目标。 本节课我们要掌握三个要点：知道声能传递信息、知道声能传递能量、了解超声波与次声波的应用。这些知识与我们的生活息息相关。 要点：(1) 声传递信息 (2) 声传递能量 (3) 超声波与次声波应用 时长：0.5 分钟 新课导入 大象可以用人类听不到的 "声音"进行交流， 实际上，大象发出的是 次声波 。 ❓ 你还能举出其他一些例子吗？ 3 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 我们先来看一个有趣的现象。 大象可以用人类听不到的"声音"交流——它们发出的是次声波。同学们，次声波频率低于20Hz，人耳听不到。你们还能想到其他类似的例子吗？[互动] 要点：(1) 大象次声波交流 (2) 引入次声波概念 时长：1 分钟 第一部分 声与信息 声音可以传递信息 4 / 27 [过渡] 好，我们进入第一部分——声与信息。 声音可以传递信息，这是我们日常生活中最常见的声的应用。让我们具体来看有哪些例子。 要点：(1) 第一部分开篇 (2) 声与信息主题 时长：0.5 分钟 动物的声波感知 声与信息 • 大象用 次声波 交流 • 不同的动物感受声波的 频率范围不同 • 大象发出的次声波频率 低于 20Hz ，不在人耳 听觉范围之内 💡 人耳能听到的声音频率范围：20Hz ~ 20000Hz 5 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 我们先来看看动物世界。 大象用次声波交流，不同动物感受声波的频率范围不同。人耳范围是20Hz~20000Hz，大象的次声波低于20Hz。这引出了超声波和次声波的概念。 要点：(1) 动物声波感知差异 (2) 人耳听觉范围 时长：1 分钟 大自然中的次声波 声与信息 地震、火山爆发、台风、海啸等， 都伴有次声波的产生。 一些机器在工作时，也会产生 人耳听不到的次声波。 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。 6 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 次声波不仅动物能发出，大自然也会"说话"。 地震、火山爆发、台风、海啸都会产生次声波。次声波传播距离很远，几千千米外也能被探测到。这正是我们监测自然灾害的重要手段。[停顿] 要点：(1) 自然灾害产生次声波 (2) 次声波传播距离远 时长：1 分钟 蝙蝠的回声定位 声与信息 蝙蝠在飞行时会发出超声波， 这些声波碰到墙壁或昆虫时 会反射回来。 根据回声到来的方位和时间， 蝙蝠可以确定目标的 位置和距离。 📌 这种方法叫做回声定位 7 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 大自然中还有一位"声波大师"——蝙蝠。 蝙蝠夜间飞行不会撞墙，靠的就是回声定位。它发出超声波，遇到障碍物反射回来，根据回声的方位和时间确定目标位置。这是声传递信息的经典案例。 要点：(1) 蝙蝠超声波 (2) 回声定位原理 时长：1.5 分钟 回声定位的应用 声与信息 超声导盲仪 探测前进道路上的障碍物， 以帮助盲人出行。 倒车雷达 更是在汽车上得到了 广泛的应用。 💡 都是利用回声定位原理 8 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 人类从蝙蝠身上学到了什么？ 超声导盲仪帮助盲人出行，倒车雷达在汽车上广泛应用。这些都是回声定位原理的实际应用。声音不仅可以传递信息，还能帮助我们感知周围的环境。 要点：(1) 导盲仪 (2) 倒车雷达 时长：1 分钟 声呐系统 声与信息 科学家利用回声定位原理 发明了声呐。 利用声呐系统，人们可以： ① 探知海洋的深度 ② 绘出水下数千米处的地形图 ③ 捕鱼时获得水中鱼群的信息 9 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 回声定位还有一个更强大的应用——声呐。 声呐可以探知海洋深度、绘制水下地形图、探测鱼群信息。这是人类利用声波探索海洋的重要工具。 要点：(1) 声呐探测深度 (2) 绘制地形图 (3) 探测鱼群 时长：1 分钟 医用超声——B超 声与信息 中医诊病通过"望、闻、问、切" 四个途径，其中"闻"有听的意思。 医生利用听诊器捕获人体内 的声音信息，来诊断疾病。 B超原理 向病人体内发射超声波， 接收体内脏器的反射波， 反射波信息处理后显示在屏幕上。 10 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 声传递信息在医学上的应用更加神奇。 中医"望闻问切"中的"闻"就是听。现代医学利用听诊器和B超诊断疾病。B超通过发射超声波并接收反射波，将体内信息转化为图像。[停顿] 要点：(1) 听诊器 (2) B超原理 时长：1.5 分钟 工业检测应用 声与信息 01 在工业生产中，超声波可以用来 检测锅炉有没有裂纹。 02 甚至可以知道裂纹 有多大、有多深。 03 工业上还可以利用超声波透射法 对产品进行无损探测。 11 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 声波在工业上也有重要用途。 超声波可以检测锅炉裂纹，甚至判断裂纹大小和深度。还可以用透射法进行无损探测，不破坏产品就能检测内部缺陷。 要点：(1) 检测裂纹 (2) 无损探测 时长：1 分钟 典例精讲 — 声与信息 声与信息 典例1-1 下列现象或做法中，说明声音可以传递信息的是（ ） A．蝙蝠利用超声波定位捕食 B．医生利用超声波击碎肾结石患者体内的结石 C．用超声波清洗精细的机械零件 D．把点燃的蜡烛靠近正在大声放歌的音箱时，烛焰会晃动 【答案】A 典例1-2 "向阳红01"科考船装有回声探测仪器，发出的声音信号经过4s收到回波 （声音在海水中的传播速度为1500m/s）。求海底障碍物到探测船底的距离。 【答案】s = vt/2 = 1500×4÷2 = 3000m 回声测距公式：距离 = 声速 × 时间 ÷ 2 12 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 下面通过例题巩固声与信息的知识。 典例1-1考查信息vs能量的辨析。记住：定位、探测、诊断属于传递信息；清洗、碎石、加热属于传递能量。[停顿] 典例1-3是回声测距计算，注意公式 s=vt/2，因为声波走了往返距离。 要点：(1) 信息vs能量辨析 (2) 回声测距公式 时长：3 分钟 第二部分 声与能量 声音可以传递能量 13 / 27 [过渡] 了解了声传递信息，我们再来看另一个重要应用——声与能量。 声波不仅能够传递信息，还能传递能量。这个特性在很多领域都有神奇的应用。 要点：(1) 第二部分开篇 (2) 声与能量主题 时长：0.5 分钟 声波能传递能量吗？ 声与能量 把一块石头扔进水里， 可以看到一圈一圈的水波向四周散去， 水面上的树叶也随之起伏。 这说明石头的能量通过水波传给了树叶。 声波也是一种波动， 那么，声波能传递能量吗？ 14 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 我们先做一个类比思考。 石头扔进水里，水波把能量传给树叶。声波也是一种波动，它能不能传递能量呢？让我们通过实验来验证。[互动] 同学们可以先猜猜看。 要点：(1) 水波类比 (2) 提出问题 时长：1 分钟 演示实验 声与能量 实验操作 将扬声器对准烛焰， 播放音乐。 思考问题 ① 你看到了什么现象？ ② 这说明了什么问题？ 15 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 现在我们来看这个精彩的演示实验。 将扬声器对准烛焰播放音乐，观察烛焰的变化。这个实验直观展示了声波传递能量的现象。请同学们仔细观察。[停顿] 要点：(1) 实验操作 (2) 观察要点 时长：1.5 分钟 实验结论 声与能量 烛焰在摇动 → 声波能够传递能量 声波传递能量的应用： 清洗钟表 声波可以用来清洗 钟表等精细的机械。 除去结石 外科医生可以利用 超声波振动除去结石。 广泛应用 声波传递能量的性质 还可以应用在很多方面。 💡 在这些应用中，声波的频率一般都比较高。 16 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 实验现象告诉我们什么？ 烛焰摇动说明声波能够传递能量！声波传递能量的应用包括：清洗钟表、超声波碎石等。这些应用中声波的频率一般都比较高。 要点：(1) 烛焰摇动=能量传递 (2) 应用领域 时长：1.5 分钟 超声波清洗 声与能量 ① 把被清洗的物体放在 清洗液里。 ② 超声波穿过液体并 引起激烈的振动。 ③ 振动把物体上的污垢 敲击下来 而不会损坏被洗的物体。 17 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 我们来看看超声波清洗的原理。 超声波穿过清洗液引起激烈振动，把污垢敲击下来而不损坏物体。这个应用充分利用了声波传递能量的特性。 要点：(1) 清洗液振动 (2) 污垢被敲击脱落 时长：1 分钟 超声波碎石 声与能量 01 外科医生向人体内 的结石发射 超声波 。 02 结石会被击成 细小的粉末 。 03 从而可以 顺畅地 排出体外 。 18 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 医学上更神奇的是超声波碎石。 医生向结石发射超声波，将结石击成粉末排出体外。整个过程无创、安全，是声波传递能量的典型医疗应用。 要点：(1) 发射超声波 (2) 击碎结石 (3) 排出体外 时长：1 分钟 典例精讲 — 声与能量 声与能量 典例2-1 下列关于声的利用的说法中，正确的是（ ） A．利用声呐可以探测海水的深度 B．利用超声波清洗钟表等精密仪器，说明声波可以传递信息 C．超声波在技术上有很多应用，因此超声波没有危害 D．人说话的声音的传播速度是3×10⁸ m/s 【答案】A 典例2-2 超声波加湿器工作时，超声波发生器将电能转化为超声波的机械能， 超声波引起水的振动，把水变成细小的水雾，从而实现加湿的效果。 这说明超声波可以传递________。 【答案】能量 19 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 通过例题巩固声与能量的知识。 典例2-1注意辨析：声呐探测深度是信息，超声清洗是能量。B选项正好说反了。[停顿] 要点：(1) 声呐→信息 (2) 清洗→能量 时长：2 分钟 科学世界 — 建筑声学的杰作 天坛圜丘 北京天坛公园的圜丘是 明清两代皇帝祈谷的地方。 每块石板都由汉白玉雕成。 站在天心石上拍手或喊一声， 声音特别洪亮。 台面和栏杆由反射性能 良好的材料建成。 声音经反射与其他反射声混在一起， 使声音比平时洪亮得多。 20 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 最后我们来看一个有趣的科学世界。 天坛圜丘的天心石有一个神奇现象——站在上面说话声音特别洪亮。这不是"老天爷显灵"，而是建筑声学的杰作。 要点：(1) 圜丘简介 (2) 天心石现象 时长：1.5 分钟 圜丘的声音反射原理 ① 人站在天心石上说话时，声音经天心石反射，再经栏板反射。 ② 回声与原声混在一起，使原声加强。 ③ 圜丘半径11.5m，回声比原声晚0.07s。 ④ 人耳感觉不到回声，只觉得声音很洪亮。 21 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 这个现象的原理是什么？ 声音经天心石和栏板多次反射，回声与原声混在一起，使原声加强。因为半径11.5m，回声只晚0.07s，人耳分辨不出回声，只觉得声音洪亮。 要点：(1) 多次反射 (2) 回声加强原声 (3) 0.07s的时间差 时长：2 分钟 现代声学设计 在现代建筑中， 如大的会堂、音乐厅等， 为了使听众更好地欣赏音乐， 也要考虑声音反射的问题。 建筑师利用声学原理 设计墙壁和天花板， 使声音在厅堂内均匀传播， 让每一位听众都能清晰地听到音乐。 22 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 古代建筑有声学智慧，现代建筑同样讲究。 音乐厅、会堂都要考虑声音反射问题。建筑师利用声学原理设计墙壁和天花板，让声音均匀传播，每位听众都能清晰听到音乐。 要点：(1) 现代声学设计 (2) 均匀传播 时长：1 分钟 跟踪训练 跟踪训练1 古诗《小儿垂钓》中有"路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人"。 下列关于此现象的说法正确的是（ ） A．说明声音可以在固体中传播 B．说明声音是由物体振动产生的 C．说明声音可以在气体中传播 D．说明声音可以传递信息 【答案】D "怕得鱼惊不应人"说明声音可以传递信息，鱼儿听到声音会受惊。 23 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 做一道练习巩固所学。 "怕得鱼惊不应人"——鱼儿听到声音会受惊，说明声音可以传递信息。选D。 要点：(1) 古诗中的声学 (2) 信息传递 时长：1 分钟 跟踪训练 跟踪训练2 2024年8月7日，巴黎奥运会双人花样 游泳比赛中，中国队夺得冠军。运动员 在水下能清晰地听到音乐声，这是因为 安装了水下扩声系统，该系统利用了 ________传声。运动员听到音乐声能做 出相应动作，这说明声音可以传递________。 【答案】液体（水）；信息 水下扩声系统利用水（液体）传播声音； 24 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 再看一道结合时事的题目。 花样游泳运动员在水下听到音乐，说明液体（水）可以传声；听到音乐做动作，说明声音可以传递信息。 要点：(1) 液体传声 (2) 信息传递 时长：1 分钟 本节小结 声的利用 声与信息 回声定位 • 蝙蝠、导盲仪 • 倒车雷达 • 声呐 医疗应用 • 听诊器 • B超 工业检测 • 超声波检测裂纹 声与能量 实验验证 • 扬声器旁烛焰颤动 超声波清洗 • 清洗精细机械 超声波碎石 • 击碎人体内结石 结论 • 声波能传递能量 科学世界 建筑声学 • 天坛圜丘 • 声音反射原理 现代设计 • 音乐厅声学设计 • 声音均匀传播 25 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 我们来总结一下本节课的内容。 声的利用分为两大类：传递信息（回声定位、医疗、工业检测）和传递能量（清洗、碎石）。还有建筑声学中的反射原理。 要点：(1) 声与信息总结 (2) 声与能量总结 (3) 科学世界 时长：2 分钟 练习与应用 第1题 请你分析下列实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 ——传递信息 (2) 医生通过听诊器给病人诊病 ——传递信息 (3) 通过次声波判断地震的方位和强度 ——传递信息 (4) 利用超声波排除人体内的结石 ——传递能量 第2题 用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波。如果海水中 声音的平均传播速度为1500m/s，此处海水约有多深？ 【解答】s = vt/2 = 1500×4÷2 = 3000m 26 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 请同学们完成教材练习。 第1题注意辨析信息vs能量。第2题回声测距：s=vt/2=3000m。注意声波走了往返距离！ 要点：(1) 信息能量辨析 (2) 回声测距计算 时长：2 分钟 拓展作业 3 以"声的利用"为关键词，查询有关资料， 写出有关声利用的几个事例。 4 在北京天坛公园内，有一个圜丘， 请你利用所学的声学知识，解释这一现象。 5 阅读科学世界"不是老天爷显灵 是建筑师的杰作"，了解莺莺塔和音乐公路。 莺莺塔 音乐公路 —— 下课 —— 27 / 27 第二章 第3节 声的利用 [过渡] 课后请同学们完成这三道拓展作业。 特别是第5题，了解莺莺塔和音乐公路，你会发现声学知识在生活中无处不在。 要点：(1) 课后作业布置 (2) 拓展阅读推荐 时长：0.5 分钟 $