2.2 声音的特性（课件，教材配套版）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件围绕声音的特性展开，聚焦音调、响度、音色三大核心知识点，通过“蚊子与蝴蝶振翅声”情境导入引发思考，以钢尺振动实验、波形观察等为学习支架，引导学生从现象探究到概念建构，形成完整知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，结合钢尺振动实验探究音调与频率关系、音叉乒乓球实验分析响度与振幅关系，培养科学思维，通过波形图对比和听觉范围辨析深化物理观念。采用“观察—现象—结论—应用”教学方法，以“三条主线”小结知识，助力学生理解概念，也为教师提供清晰教学路径。

第二章 声现象 第2节 声音的特性 人教版八年级上册物理 音调 响度 音色 2.2 声音的特性 01 / 17 欢迎同学们进入第二章“声现象”的第2节：声音的特性。[停顿] 这一节我们会围绕三个关键词学习：音调、响度、音色。它们分别回答声音“高低”“强弱”和“是谁发出的”这些问题。 要点：① 本节主题是声音的特性 ② 三个核心概念：音调、响度、音色 ③ 学习时要联系实验现象 时长：1 分钟 问题导入 为什么听得到蚊子声， 却听不到蝴蝶振翅声？ 问题 蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动。 追问 为什么我们能听到讨厌的蚊子声， 却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音？ 要知道答案，就需要研究声音的特性。 情境导入 02 / 17 [过渡] 先从教材中的问题开始：蚊子和蝴蝶飞行时翅膀都在振动，为什么我们能听到蚊子的声音，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音？ 这个问题提示我们：声音不仅仅是“有没有振动”，还和声音本身的特性有关。要知道答案，就需要研究声音的特性。 要点：① 蚊子和蝴蝶翅膀都在振动 ② 是否能听到与声音特性有关 ③ 引出本节学习内容 时长：2 分钟 本节学习目标 围绕“观察—现象—结论—应用”理解声音的三个特性 1 音调 理解声音的高低 知道频率决定音调 会观察波形疏密 2 响度 理解声音的强弱 知道振幅影响响度 认识距离的影响 3 音色 分辨不同发声体 理解材料、结构不同 比较不同乐器波形 把实验现象和物理概念对应起来：频率、振幅、音色 学习目标 03 / 17 [过渡] 带着导入问题，我们明确本节要完成的学习目标。 第一，理解音调，知道频率决定音调；第二，理解响度，知道振幅影响响度，还要注意距离的影响；第三，理解音色，能根据音色区分不同发声体。 要点：① 音调对应声音高低 ② 响度对应声音强弱 ③ 音色用于区分不同发声体 时长：2 分钟 音调 声音为什么会有音调高低的不同？ 我们接触的各种声音 有的听起来音调高， 有的听起来音调低。 音调 ： 声音的高低 探究问题 什么因素决定音调的高低？ 下一步：通过钢尺振动实验观察 振动快慢和声音高低的关系。 音调：声音有高低 04 / 17 [过渡] 我们先研究第一个特性：音调。 教材中说，我们接触的各种声音，有的听起来音调高，有的听起来音调低。这里的音调，描述的就是声音的高低。接下来要探究的问题是：什么因素决定音调的高低？ 要点：① 音调描述声音高低 ② 声音有高低不同 ③ 需要实验探究决定因素 时长：2 分钟 想想做做 实验：钢尺伸出长度改变，振动快慢怎样变化？ 01 固定钢尺 紧按在桌面上 伸出部分较长 02 拨动观察 观察振动情况 注意声音音调 03 缩短长度 逐渐缩短伸出 桌边的部分 观察重点 04 重复比较 分析振动快慢 和音调变化 钢尺振动 的快慢 伸出长度 的变化 声音音调 的变化 钢尺振动实验 05 / 17 [过渡] 教材安排了一个“想想做做”：钢尺振动实验。 把钢尺紧按在桌面上，让伸出桌边的部分较长，拨动钢尺并观察振动情况。然后逐渐缩短钢尺伸出的长度，重复观察。重点比较钢尺振动快慢、伸出长度和音调变化之间的关系。 要点：① 固定钢尺并拨动观察 ② 逐渐缩短伸出长度 ③ 比较振动快慢和音调变化 时长：3 分钟 频率决定音调 振动快慢，是决定音调高低的重要物理量。 频率（frequency） 物体振动的次数与所用时间之比 单位：赫兹，简称赫，符号 Hz 1 s 内振动 100 次 = 100 Hz 快 物体振动得快 → 音调高 慢 物体振动得慢 → 音调低 频率高则音调高，频率低则音调低 频率与音调 06 / 17 [过渡] 通过钢尺实验，我们可以得到教材中的结论。 物体振动得快，发出声音的音调就高；振动得慢，发出声音的音调就低。物理学中用频率描述振动快慢，频率是振动次数与所用时间之比，单位是赫兹，简称赫，符号是 Hz。例如，一个物体在 1 s 内振动 100 次，它的频率就是 100 Hz。 要点：① 频率描述振动快慢 ② 单位是 Hz ③ 频率高音调高，频率低音调低 时长：3 分钟 演示观察 从波形疏密看音调高低 把音叉发出的声音信号输入示波器、计算机或手机，观察声音的波形。 声音信号输入显示设备 高音调 波形更密集 → 频率较高 低音调 波形比较稀疏 → 频率较低 科学观察：用视觉、听觉等不同感官搜集信息 声音波形与音调 07 / 17 [过渡] 除了听，我们还可以把声音的波形显示出来进行观察。 教材中用示波器、计算机或手机观察声音波形。高音调的波形更密集，说明声音频率较高；低音调的波形比较稀疏，说明声音频率较低。这体现了科学研究中用不同感官搜集信息的观察方法。 要点：① 声音波形可用设备显示 ② 波形密集表示频率较高 ③ 波形稀疏表示频率较低 时长：3 分钟 听觉范围 多数人能听到 20~20 000 Hz 的声音 20 Hz 20 000 Hz 人耳可听范围 次声波 < 20 Hz 低于人类听觉频率下限 声音 20~20 000 Hz 多数人能够听到 超声波 > 20 000 Hz 超过人类听觉频率上限 声音、超声波、次声波统称声 人耳听觉范围 08 / 17 [过渡] 频率不仅决定音调，也影响我们能不能听到声音。 多数人能够听到的频率范围是 20~20 000 Hz。高于 20 000 Hz 的声波叫作超声波，因为它们超过人类听觉频率上限；低于 20 Hz 的声波叫作次声波，因为它们低于人类听觉频率下限。声音、超声波、次声波统称声。 要点：① 多数人听觉范围是 20~20 000 Hz ② 高于 20 000 Hz 是超声波 ③ 低于 20 Hz 是次声波 时长：3 分钟 动物的听觉范围通常与人的不同 一些动物对高频声波反应灵敏。 15 20 20 000 50 000 65 000 Hz 人 20~20 000 Hz 猫 60~65 000 Hz 狗 15~50 000 Hz 教材提示 你认为很静时，猫或狗可能突然表现得很警觉。 回到导入问题 能否听到，与声音频率是否在人耳听觉范围有关。 动物听觉范围 09 / 17 [过渡] 人和动物的听觉范围并不完全相同。 教材给出：猫能听到的频率范围是 60~65 000 Hz，狗能听到的频率范围是 15~50 000 Hz。因此，有时我们认为很静、没有任何声音时，猫或狗却可能突然表现得非常警觉。 要点：① 猫：60~65 000 Hz ② 狗：15~50 000 Hz ③ 动物听觉范围通常与人的不同 时长：2 分钟 响度：声音有强弱 声音除了音调不同，也有强弱不同。 轻轻击鼓 用力击鼓 声音的强弱可以用响度（loudness）来衡量 响度：声音强弱 10 / 17 [过渡] 学完音调，我们再看声音的第二个特性：响度。 声音不仅有音调高低，也有强弱不同。比如用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。声音的强弱可以用响度来衡量。 要点：① 声音有强弱不同 ② 响度衡量声音强弱 ③ 击鼓例子说明响度差异 时长：2 分钟 演示实验 乒乓球弹开的幅度说明了什么？ 图2.2-4 乒乓球被音叉弹起 1 使正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球 2 观察乒乓球被弹开的幅度 3 使音叉发出不同响度的声音，重做实验 实验现象 声音响度变大，乒乓球被弹开的幅度也增大，说明音叉振动幅度增大。 音叉与乒乓球实验 11 / 17 [过渡] 那么响度主要由什么因素决定呢？教材用音叉和乒乓球实验来观察。 让正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。改变音叉发出声音的响度再做实验。实验中，声音响度变大，乒乓球被弹开的幅度也增大，说明音叉振动的幅度增大。 要点：① 音叉轻触乒乓球 ② 观察乒乓球弹开幅度 ③ 响度变大时振动幅度增大 时长：3 分钟 振幅与距离共同影响响度 振幅（amplitude） 描述物体振动的幅度。 物体的振幅越大，产生声音的响度越大。 距离发声体远近 声音从发声体向四面八方传播。 越到远处越分散；距离越远，听到的声音越小。 响度主要由振幅决定，也跟人距离发声体的远近有关 振幅、距离与响度 12 / 17 [过渡] 教材用振幅来描述物体振动的幅度。 物体的振幅越大，产生声音的响度越大。除此之外，人听到的声音是否响亮，还跟人距离发声体的远近有关。声音从发声体向四面八方传播，越到远处越分散，所以距离越远，听到的声音越小。 要点：① 振幅描述振动幅度 ② 振幅越大响度越大 ③ 距离越远听到的声音越小 时长：3 分钟 音色 tone quality 分辨不同发声体 即便音调和响度相同， 仍能够分辨声音不同。 不同发声体的材料、 结构不同，音色不同。 频率的高低决定音调；振幅的大小影响响度； 材料和结构不同，使声音具有不同音色。 音色：分辨不同发声体 13 / 17 [过渡] 频率决定音调，振幅影响响度。但即使音调和响度相同，我们还是能分辨不同物体发出的声音。 这说明声音还有一个重要特性：音色。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不同。 要点：① 音色是声音的重要特性 ② 音调和响度相同也可能听起来不同 ③ 材料、结构影响音色 时长：2 分钟 不同乐器的波形比较 音叉、钢琴、长笛发出 C 调 1（do）的波形。 甲 音叉 乙 钢琴 丙 长笛 音调相同的声音，波形总体上的疏密程度相同，即频率相同； 但是波的形状不同，即音色不同。 波形比较与音色 14 / 17 [过渡] 教材用音叉、钢琴、长笛发出 C 调 1（do）的波形来比较音色。 观察可以知道：不同乐器发出音调相同的声音，波形总体上的疏密程度是相同的，也就是频率相同；但是波的形状不同，也就是音色不同。 要点：① 音叉、钢琴、长笛发出同一音高 ② 疏密程度相同表示频率相同 ③ 波形形状不同表示音色不同 时长：3 分钟 科学世界：乐音和乐器 乐音 许多声音悠扬、悦耳，听到时感觉非常舒服， 例如歌唱家的歌声、演奏家演奏的乐曲声。 从钢琴和长笛的波形图中可以看出， 乐音的波形是有规律的。 所有乐器的物理原理都是一样的：通过振动发出声音。 打击乐器 弦乐器 管乐器 科学世界：乐音和乐器 15 / 17 [过渡] 接下来进入教材的“科学世界”：乐音和乐器。 许多声音悠扬、悦耳，听到时感觉非常舒服，例如歌唱家的歌声、演奏家演奏的乐曲声，这类声音都是乐音。从钢琴和长笛的波形图可以看出，乐音的波形是有规律的。所有乐器的物理原理都是一样的：通过振动发出声音。 要点：① 悠扬悦耳的声音是乐音 ② 乐音波形有规律 ③ 乐器通过振动发声 时长：3 分钟 乐器中的声音特性 不同类型乐器都通过振动发声，并通过结构变化改变音调和响度。 打击乐器 编钟、鼓、锣等受到 敲击时发生振动。 敲击大小不同的钟， 能发出不同音调。 击鼓力度越大， 鼓面振幅越大，越响亮。 弦乐器 古琴、琵琶、二胡、 小提琴和钢琴等。 长而粗的弦音调低， 短而细的弦音调高。 绷紧的弦音调高， 振幅越大声音越响。 管乐器 箫和笛等包含一段 空气柱，振动发声。 改变空气柱长度， 从而改变音调。 长空气柱低音， 短空气柱高音。 贾湖骨笛：河南舞阳出土，8 000多年前，可以吹奏出七声音阶 乐器分类与声音特性 16 / 17 [过渡] 教材把乐器分为打击乐器、弦乐器和管乐器等类型。 打击乐器受到敲击时振动发声，击鼓力度越大，鼓面振幅越大，声音越响亮。弦乐器通过弦振动发声，长而粗的弦音调低，短而细的弦音调高，绷紧的弦音调高。管乐器通过空气柱振动发声，长空气柱产生低音，短空气柱产生高音。教材还提到河南舞阳出土的 8 000多年前的贾湖骨笛，可以吹奏出七声音阶。 要点：① 打击乐器受敲击振动 ② 弦乐器由弦振动发声 ③ 管乐器由空气柱振动发声 时长：4 分钟 课堂练习与应用 用“频率、振幅、音色”解释声音现象 1. 频率计算 昆虫翅在 2 s 内振动 700 次， 频率是多少？人耳能听到吗？ 2. 高低含义 “女高音”“男低音”“引吭高歌” “低声细语”分别描述什么特性？ 3. 区分乐器 曲笛和二胡轮奏时， 根据哪个特性来区分？ 4. 观察乐器 它由什么振动发出声音？ 怎样改变音调和响度？ 5. 自制乐器一 8 个相同玻璃瓶中 灌入不同高度的水并敲击。 6. 自制乐器二 塑料管或竹管中移动活塞， 用嘴吹管的上端改变音调。 三条主线：频率决定音调 · 振幅影响响度 · 音色区分发声体 练习与应用 17 / 17 [过渡] 最后，用练习把本节知识应用起来。 请同学们用频率、振幅、音色三个关键词分析题目：昆虫 2 s 内振动 700 次，先求频率，再判断人耳能否听到；再判断“女高音”“男低音”“引吭高歌”“低声细语”中的高低描述的是哪种声音特性；还可以观察一种乐器，说明它由什么振动发声，又怎样改变音调和响度。 要点：① 用频率判断音调和能否听到 ② 用振幅解释响度 ③ 用音色区分乐器和发声体 时长：4 分钟 $