2.3 声的利用 课件-2026-2027学年物理人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“声的利用”，核心知识点为声音传递信息和能量，课堂导入通过大象次声波通讯、蝙蝠超声波导航及地震前动物异常行为等生活现象，建立与声现象前序知识的联系，作为学习支架帮助学生理解应用原理。 其亮点在于结合B超、倒车雷达等生活化实例及回声定位四步走等原理拆解，融入超声波探伤视频讲解，体现物理观念（能量观念）和科学思维（模型建构），学生能联系生活激发兴趣，教师可借助结构化内容提升教学效率。

物理八年级上册 •人教版 第二章 声现象 第3节声的利用 1.7.2013 同学们好！欢迎来到今天的物理课堂。在之前的学习中，我们已经了解了声音是如何产生和传播的。今天，我们将进入一个更有趣的话题——探索声音在我们生活中的各种神奇用途。这节课，我们将一起揭开“声的利用”的神秘面纱，看看这个看不见摸不着的东西，是如何改变我们世界的。 ‹#› 学习目标：声的利用 01 知识与技能 知道声音可以传递信息和能量，能够结合生活实际，列举出声在医疗、工业、通信等各领域的典型应用实例。 02 过程与方法 通过观察生活中的声现象和小组讨论交流，体验物理与生活的紧密联系，学习从具体现象中归纳总结物理规律的科学方法。 03 情感态度与价值观 在探究声的利用过程中感受物理学科的魅力，关注声学技术对社会发展的影响，激发对科学的好奇心、求知欲和探索热情。 04 核心能力目标 能够准确区分声音传递的是“信息”还是“能量”，深入理解声呐、B超、超声波清洗等相关技术的基本物理原理，并能解决简单的实际辨析问题。 1.7.2013 这节课我们有几个小目标。首先，在知识和技能上，我们要弄明白声音到底能帮我们做两件什么大事——传递信息和传递能量。其次，在过程与方法上，我们要学会像科学家一样，从生活中的现象里发现物理规律。更重要的是，希望通过这节课，大家能感受到物理的魅力，激发对科学的热爱。而我们这节课最核心的目标，就是能够准确地区分声音什么时候是“情报员”，什么时候是“大力士”。 ‹#› 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 核心认知：理解声音不仅能传递信息，还能传递能量这两大核心特性。 02. 实际应用：掌握超声波与次声波在医疗、工业、航海等日常生活场景中的具体应用实例。 关键辨析：准确区分不同现象中声音传递的是“信息”还是“能量”。 原理深究：透彻理解回声定位、B超成像及超声波清洗等技术背后的物理原理逻辑。 1.7.2013 为了更好地掌握知识，我们先来明确一下本节课的重点和难点。重点是理解声音传递信息和能量这两大核心概念，以及超声波和次声波的具体应用。而难点在于，如何准确判断一个现象中，声音到底扮演了“情报员”还是“大力士”的角色，并且能理解像B超、倒车雷达这些高科技背后简单的物理原理。 ‹#› 课堂引入 同学们，大家看这张图片。大象看起来是不是很安静？但实际上，它们可能正在进行一场“远距离通话”！大象可以发出一种我们人类听不到的声音——次声波。这种声音可以传播很远，帮助它们在广阔的草原上保持联系。这就是声音在自然界中最奇妙的应用之一。 大象：次声波的“远程通讯” 蝙蝠：超声波的“精准导航” 1.7.2013 在上课之前，我们先来看看大自然里的一些神奇现象。大家看，这是大象。它们体型庞大，但交流方式却非常特别。它们会发出一种次声波，这种声音频率很低，我们人耳听不到，但却能传到很远的地方。就像拥有了“顺风耳”，让它们能在广阔的草原上找到彼此。这就是声音在传递信息。 ‹#› 在大地震来临之前，我们常能观察到动物的异常行为：狗不停地狂叫、鱼儿突然跳出水面、鸡飞上树高声啼叫……这些看似离奇的现象背后，其实隐藏着科学奥秘。 科学家研究推测，地震发生前地壳会产生微小震动，释放出人类无法听到的次声波。许多动物的听觉范围远比人类广泛，能敏锐捕捉到这种次声波信号，从而表现出烦躁、惊恐的异常反应。这一现象生动地说明：声音，是大自然传递重要信息的“信使”。 课堂引入：动物的“天气预报” 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 1.7.2013 再来看一个现象。俗话说“鸡飞狗跳”，在大地震来临前，很多动物会表现得非常不安。这并不是迷信，而是有科学道理的。地震发生前，地球内部会产生强烈的次声波，虽然我们听不到，但很多动物的听觉范围比我们广，它们能感知到这种信号，从而做出异常反应。这再次证明，声音是一位出色的“情报员”。 ‹#› 物理人教版2024八年级上册 · 声现象 · 知识点一：声与信息 01. 声音是“情报员”：传递信息的载体 声音不仅能传递能量，更能承载和传递信息。在日常生活中，我们通过交谈获取信息、听广播了解新闻；在自然界中，蝙蝠利用超声波回声定位来捕捉猎物、探测障碍物；医生利用“B超”向病人体内发射超声波，接收反射波来获得人体内部器官的图像信息。 02. 声的利用原理与典型应用 利用回声可以测量距离，如利用声呐探测海洋的深度、探测鱼群的位置；地震、火山喷发、台风等自然灾害发生时，会产生次声波，监测次声波能让我们提前获取灾害信息，做好防范准备。这些都是声在传递信息方面的重要应用。 核心总结：声音可以传递信息，它是我们认识世界、探索未知的重要工具，从微观的医疗检查到宏观的地质探测，声的应用无处不在。 知识点一 声与信息 1.7.2013 通过刚才的例子，我们发现，声音就像一个“情报员”，能告诉我们很多事情。所以，我们今天要学习的第一个核心知识点就是：声与信息。声音到底是如何帮助我们获取信息的呢？让我们一起来深入探索。 ‹#› 回声定位：生物界的“导航黑科技” 核心原理：蝙蝠的“声呐系统”运作四步走 ①发声：蝙蝠喉部发射超声波；②反射：声波遇障碍物（如飞蛾）反弹；③接收：双耳捕捉回声信号；④判断：依据回声的时间差与方位，精准锁定目标的位置、距离甚至形状。 拓展发现：海豚、鲸鱼等海洋生物也进化出类似的回声定位能力，让它们在漆黑、浑浊的深海中自如导航与觅食，人类发明的雷达正是受此仿生启发。 知识点1：声与信息 探究新知 3.超声波能传递信息 1.7.2013 提到声音传递信息，就不得不提蝙蝠的“回声定位”。蝙蝠在漆黑的夜晚飞行，不是靠眼睛，而是靠嘴巴和耳朵。它会发出超声波，超声波撞到飞蛾或者墙壁后会反弹回来，蝙蝠用耳朵接收到回声，就能立刻判断出前方物体的距离和形状。这个过程非常快，比我们眨眼睛还快！雷达的发明，就是科学家受到了蝙蝠的启发。 ‹#› 科学家模仿蝙蝠的回声定位原理，发明了声呐（Sonar），它就像是船只在水下的“眼睛”，让航海与探索更清晰。 回声定位：声呐核心 声呐的广泛应用领域： 声呐被广泛用于航海和渔业领域，不仅能精准探测海底地形、绘制高精度海图；还能帮助渔民定位鱼群，提升捕捞效率；更能探测水下暗礁、沉船等危险物，为船只航行保驾护航。 声呐的工作原理与优势： 光在水中的传播距离有限，而声波能在水下长距离传播。声呐系统由发声器发射声波，声波遇障碍物反射形成回波，接收器捕捉回波后，通过测算声波往返的时间，结合海水中的声速，即可确定目标的距离、方位与性质，实现对水下世界的“可视化”感知。 （3）水下的“眼睛”——声呐 知识点1：声与信息 探究新知 3.超声波能传递信息 1.7.2013 人类模仿蝙蝠的回声定位，发明了声呐。声呐主要用在水里，因为光在水里传播不远，但声音可以。船只通过发出声波，然后接收回波，就能知道水有多深，哪里有鱼群，哪里有暗礁。可以说，声呐就是船只在水下的“眼睛”，让航海变得更加安全和高效。 ‹#› 倒车雷达是回声定位原理在生活中的典型应用。 其工作过程分为四步：首先车尾探头持续发射超声波；接着超声波遇到后方障碍物后反射回来被探头接收；随后系统通过计算超声波往返的时间差，精准算出车体与障碍物的实际距离；最后通过车内“嘀嘀嘀”的提示音或显示屏反馈距离信息，障碍物越近，提示音频率越高，以此提醒司机，极大提升了倒车与停车的安全性。 （2）司机的好帮手——倒车雷达 知识点1：声与信息 探究新知 3.超声波能传递信息 核心：回声定位的实际应用 1.7.2013 回声定位的原理也走进了我们的日常生活。很多同学家里的汽车都装有倒车雷达。它的原理和蝙蝠一样，车尾的探头就是蝙蝠的嘴巴，不断发出超声波，然后接收回声。通过计算时间差，就能知道车后面有没有东西，离得有多远。那个越来越急促的“嘀嘀”声，就是在提醒司机注意安全。 ‹#› 为了帮助视障人士更好地感知周围环境，科学家发明了超声导盲仪。它的核心工作原理是回声定位：通过发出超声波并接收障碍物反射的回声，将障碍物的距离、方位等信息转化为清晰的声音提示或触感振动，精准告知使用者前方是否有障碍及障碍距离。这就像给盲人朋友装上了一双灵敏的“电子眼”，让他们的独立出行变得更加安全、便捷。 回声定位：开启盲行新视野 盲人的“电子眼”——超声导盲仪 知识点1：声与信息的应用 探究新知 3.超声波传递信息的实际应用 1.7.2013 科技的力量是无穷的。科学家们还利用回声定位原理，发明了超声导盲仪。它就像一个手持的声呐，帮助视障人士感知前方的路况。它会发出超声波，遇到障碍物后，会通过振动或者不同的声音频率来提醒使用者。这真是一项伟大的发明，给了盲人朋友一双“电子眼”。 ‹#› B超：医生的“透视眼” 可清晰观察胎儿发育、内脏器官形态，是重要的医学诊断工具 （5）医生的“透视眼”——B超原理 核心原理：医生将超声波探头置于人体表面，发射的超声波穿透人体后，遇到不同密度的器官和组织会产生不同强度的反射波。这些反射波被探头接收，经计算机系统处理后，即可在显示屏上形成人体内部的清晰二维图像。 主要作用：作为无创、安全的诊断手段，B超广泛用于检查肝、胆、肾等内脏器官的形态与病变，还能直观观察孕妇腹中胎儿的生长发育情况，是现代临床医学中不可或缺的重要工具。 知识点1：声与信息 探究新知 3.超声波能传递信息 1.7.2013 超声波不仅能定位，还能“看”东西。最典型的应用就是医院里的B超。医生用一个探头在我们身上滑动，这个探头就在发射和接收超声波。超声波遇到我们身体里不同的器官，反射回来的信号也不同，电脑把这些信号变成图像，医生就能清楚地看到我们身体内部的情况了，比如看看小宝宝在妈妈肚子里的样子。 ‹#› 工业“质检员”：超声波探伤 超声波探伤仪 核心原理：向工件内部发射超声波，若内部存在裂纹、气泡等缺陷，超声波的传播路径会改变，反射信号也会随之发生变化。 应用价值：工程师通过分析反射回波的时间、强度等特征，能精准判断工件内部是否完好，还可评估缺陷的大小与深度，是保障高铁、飞机等精密构件安全的关键手段。 知识点1：声与信息 探究新知 3.超声波能传递信息 视频讲解：超声波探伤 1.7.2013 超声波还是工业生产中的“质检员”。像飞机的机翼、高铁的铁轨，我们怎么知道它内部有没有看不见的裂缝呢？这时候就需要用到超声波探伤。仪器发出的超声波可以穿透金属，如果内部有裂纹，声波的反射就会不一样。工程师通过分析回波，就能判断零件是否合格，确保我们的交通工具安全可靠。 ‹#› 知识点1：声与信息 探究新知 2.次声波传递灾难信息 像大象交流一样，地震、海啸、火山爆发等自然灾害发生时，都会产生人类听不见的强烈次声波。 地震监测预警：地震发生时会辐射出次声波，科学家利用专用监测仪器捕捉信号，分析其传播规律，能快速确定震源位置与强度，为抗震救灾争取先机。 海啸与火山预警：海啸、火山爆发产生的次声波传播速度远超灾害本身的推进速度。通过监测次声波的来源和能量，可提前预报灾害动向，为沿海或周边地区疏散争取宝贵时间。 生物中的次声波：大象等动物能发出和接收次声波进行远距离交流。研究动物对次声波的感知，也能辅助人类更敏锐地捕捉自然灾害的前兆信号。 1.7.2013 说完了超声波，我们再来看看次声波。除了大象交流，很多自然灾害，比如地震、海啸，发生时都会产生巨大的次声波。虽然我们听不到，但科学家可以用仪器捕捉到它们。通过分析这些次声波，我们就能提前预警，为防灾减灾争取宝贵的时间。 ‹#› 知识点二：声与能量 —— 声音的“超能力”：传递能量 01. 核心原理：声波携能 声音是一种机械波，它的传播过程就是能量的传播过程。当声波作用于物体时，会引起物体的振动，从而将能量传递给物体。这意味着声音不仅能“说话”传递信息，更能“干活”释放能量。 02. 生活应用：超声波清洗 在眼镜店、珠宝店中，常利用超声波清洗精密仪器或首饰。超声波产生的高频振动会使清洗液剧烈振荡，将附着在物体表面的污垢敲击下来，达到清洁目的，且不会损伤精细的表面结构。 03. 医疗突破：超声波碎石 医生利用超声波的巨大能量，将人体内的胆结石、肾结石等击碎成细小的粉末，然后通过人体代谢排出体外。这种方法无需开刀，创伤小、恢复快，是声能应用的重要成果。 04. 前沿探索：次声波与能量利用 次声波的能量传播距离远、穿透力强，在自然灾害监测（如地震、海啸预警）和工业无损检测中发挥着作用；同时，科学家也在探索如何将声能转化为电能，实现能量的回收利用。 总结：声能是一种潜在的能源，从微观的清洗到宏观的医疗，声音的能量正被我们广泛开发与利用。 1.7.2013 好了，我们已经知道声音可以传递信息了。但声音的本领远不止于此。接下来，我们要学习第二个核心知识点：声与能量。声音不仅能“说话”，还能“干活”！它到底有多大的力气呢？让我们一起来看看。 ‹#› 知识点2：超声波清洗的奥秘 探究新知 1.超声波的能量利用——深度清洗 精密仪器清洗 机械手表清洗 光学眼镜清洗 （1）生活难题：日常佩戴的眼镜、手表，以及各类精密首饰，表面布满细小缝隙，常规擦拭很难彻底清除藏匿的灰尘与油污，容易滋生细菌且影响物品使用寿命。 （2）核心原理：超声波清洗机向清洗液中发射高频超声波，使液体产生剧烈振动，瞬间形成无数微小气泡。气泡快速生成又急速破裂，产生强大的微射流冲击力。 （3）清洗效果：这股力量如同无数个微型“清洁刷”，能深入物体表面和缝隙内部，将顽固污垢直接“敲”落，实现全方位、无死角的高效清洁，且不会损伤物件表面。 1.7.2013 大家家里的眼镜、爸爸妈妈的手表，戴久了会很脏，尤其是缝隙里的污垢很难洗掉。超声波清洗机就能解决这个问题。它的原理很有趣，超声波让水里产生很多小气泡，这些气泡爆炸时产生的力量，就像无数个微型刷子，把脏东西从缝隙里“敲”出来，洗得特别干净。 ‹#› 超声波碎石：无创的“手术刀” 医学应用典范 （1）不用开刀的“手术刀” 如果体内长了肾结石，不一定需要开刀取出。现在医学上利用体外冲击波碎石技术，就能实现无创治疗，极大减轻了患者的痛苦。 其核心原理是：利用仪器产生高能的冲击波（一种超声波），聚焦对准体内结石。强大的声能将结石震碎成细小颗粒，这些颗粒随后随尿液自然排出体外，完成治疗。 知识点2：声与能量 探究新知 3.超声波能传递能量 1.7.2013 声音的能量还能用来治病。比如有人得了肾结石，医生可以用一种叫做“体外冲击波碎石”的方法。这种方法不需要开刀，而是用高能的声波作为“手术刀”，把体内的结石震碎，然后让病人自己排出来。这大大减轻了病人的痛苦，是医学上的一大进步。 ‹#› 天坛圜丘：声音反射的声学奇迹 奇妙现象：站在天坛圜丘的中心石上说话，会感觉自己的声音格外响亮，仿佛声音从四面八方汇聚而来，形成独特的环绕共鸣感。 声学原理：圜丘围墙呈圆形且地面由光滑青石铺成，声音向四周传播时被围墙快速反射。因反射距离极短，回声与原声几乎同时到达人耳，两者叠加混合，从而显著增强了声音的响度，造就了这一神奇的建筑声学效果。 科学世界：神奇的天坛圜丘 探究新知 1.7.2013 我们的祖先很早就懂得利用声学原理了。在北京天坛的圜丘，如果你站在中心说话，会觉得声音特别洪亮。这是因为你的声音被周围的圆形墙壁反射回来，回声和你自己的声音叠加在一起，听起来就特别响。这是古代建筑师智慧的结晶。 ‹#› 课堂小结 探究新知 传递 信息 01 日常声波传递信息：听广播、师生授课交流、医生用听诊器诊病等，是声传递信息最基础的应用。 02 超声波传递信息：蝙蝠海豚回声定位；声呐探测海深/鱼群；倒车雷达辅助泊车；B超与探伤仪查病灶/缺陷。 03 次声波传递信息：大象利用次声波远距离交流；监测站接收次声波，可预报地震、海啸等自然灾害。 次声波 超声波 传递 能量 核心原理：声是一种波，具有能量，声波的振动能传递能量，这是声利用的另一重要方向。 实际应用：超声波清洗眼镜/精密仪器；超声波击碎人体内的结石；超声波雾化器制药雾；超声波焊接塑料。 声的利用 1.7.2013 这节课的内容就差不多了。我们来一起回顾一下。今天我们主要学习了声音的两大用途：传递信息和传递能量。传递信息的例子非常多，从我们日常听到的声音，到高科技的B超和声呐。而传递能量则体现在超声波清洗、碎石等方面。希望通过这个思维导图，大家能对今天的知识有一个清晰的梳理。 ‹#› 课堂练习 1．下列事例中，不是利用声传递信息的是（） A．隆隆的雷声预示着一场大雨的到来 B．医生通过听诊器给病人诊病 C．比赛场上发令员的枪声 D．利用超声波排除人体内的结石 D 【详解】A、B、C三个选项都是通过声音向我们传递某种情况或信号，属于利用声传递信息。而D选项“利用超声波排除人体内的结石”，是利用超声波的能量来击碎结石并排出，本质是利用声传递能量，因此该选项不是利用声传递信息。故正确答案为D。 1.7.2013 现在，我们来做几道练习题，检验一下大家的学习成果。请看第一题，这道题考察的是区分声传递信息和能量。大家仔细阅读每个选项，想一想，哪个选项是声音在“干活”而不是在“报信”？没错，就是D选项，排除结石是利用了声音的能量。 ‹#› 课堂练习 2．蝙蝠夜间出来活动从来不会撞到墙壁、树枝上，以下解释正确的是（ ） A．蝙蝠的眼睛有夜视功能　　　B．夜晚有月光 C．蝙蝠的嗅觉很好，可嗅出前方物体　D．蝙蝠发出超声波并接收回声定位置 【详解】蝙蝠在夜间飞行并非依靠视觉、月光或嗅觉，这是本节课学习的重点内容——回声定位原理。 蝙蝠会发出超声波，当超声波遇到墙壁、树枝等障碍物后会反射回来形成回声，蝙蝠接收这些回声，就能精准判断出障碍物的位置、距离和形状，从而巧妙避开，自由飞行。因此选项D是正确的，而A、B、C选项均不符合科学事实。 2 1.7.2013 第二题，这是我们课堂上讲过的内容。蝙蝠为什么能在夜里自由飞行？靠的是眼睛吗？不是的。靠的是嗅觉吗？也不是。正确答案是D，蝙蝠利用的是回声定位，通过发出和接收超声波来导航。 ‹#› 课堂练习 3．下列现象或做法中不能说明声可以传递能量的是（） A．蝙蝠靠超声波捕食 B．利用超声波消除肾结石患者的结石 C．用声波清洗精细的机械 D．人突然暴露在150dB的噪声环境中，鼓膜会破裂出血 【详解】选项B、C、D中，超声波击碎结石、声波清洗机械、强噪声振破鼓膜，这些现象都是声音直接对物体做功，说明声可以传递能量。而选项A中，蝙蝠靠超声波捕食，是蝙蝠通过接收反射回来的超声波获取猎物的位置、距离等信息，这属于声传递信息。因此，不能说明声传递能量的是A选项。 A 1.7.2013 第三题，题目问的是哪个不能说明声传递能量。我们来分析一下，B、C、D都是声音在做功，传递能量。而A选项，蝙蝠捕食，是利用声音来获取信息，告诉它食物在哪里。所以这道题的答案是A。 ‹#› 课堂练习 4.下列关于超声波的说法中，正确的是（ ） A.超声波的频率很低，属于次声波范畴 B.超声波的传播不需要介质，能在真空中传播 C.人的听觉可以感受到超声波，因为其频率在人耳范围内 D.医生利用超声振动击碎人体内的结石，说明声波能传递能量 【详解】超声波的定义是频率高于20000Hz的声波，它超出了人耳的听觉范围（20~20000Hz），因此选项A（频率低）和C（人耳能感受）均错误；超声波本质上是声波，声波的传播必须依赖介质，真空不能传声，故选项B错误；选项D中，医生利用超声波的振动能量击碎人体内的结石，是超声波传递能量的典型实际应用，因此正确答案是D。 1.7.2013 第四题，考察大家对超声波基本性质的理解。超声波的频率很高，所以A错。它是声波，必须靠介质传播，所以B错。我们人耳听不到超声波，所以C错。D选项描述的超声波碎石，是正确的应用。所以答案是D。 ‹#› 课堂练习 5.有一种电子牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电子牙刷，正确的说法是（ ） A.刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播 B.超声波的音调很低，所以人听不到 C.超声波不是由物体振动产生的 D.超声波能传递能量 【详解】超声波可以在空气中传播，故A错误；超声波的频率高于20000Hz，音调很高，超出人耳的听觉范围，所以人听不到，故B错误；一切声音都是由物体振动产生的，超声波也不例外，故C错误；电子牙刷正是利用超声波的能量来清洁牙齿的缝隙，故D正确。 1.7.2013 最后一题，关于电子牙刷。为什么我们听不到它工作的声音？因为它发出的是超声波，频率太高，超出了我们的听觉范围，所以A和B都错。所有声音都是振动产生的，C也错。电子牙刷是利用超声波的能量来清洁牙齿，所以D是正确的。大家都做对了吗？ ‹#› 课后作业 作业 内容 同步作业 完成《同步练习册》中“声的利用”相关章节的练习题，巩固对声传递信息与能量的基础认知。 自主安排 1. 生活观察：留意生活中声传递信息或能量的实例（如超声波清洗、B超检查等），记录下来下节课分享。 2. 思考探究：为什么在空旷的房间里说话，会感觉声音比在户外更大？尝试结合声的反射原理进行分析。 1.7.2013 今天的课就上到这里。课后请大家完成同步练习册的相关习题。另外，老师给大家留两个小任务：第一，继续观察生活，看看还有哪些声的利用的例子。第二，思考一个问题：为什么在空房间里说话，声音会感觉更大？我们下节课一起讨论。 ‹#› 物理八年级上册 •人教版 谢谢聆听！ 探索物理世界的奥秘，永无止境！希望大家在生活中多观察、多思考，发现更多有趣的物理现象。 1.7.2013 非常感谢同学们的认真聆听！希望通过今天的学习，大家能感受到物理就在我们身边，并且充满了乐趣。探索物理世界的奥秘是永无止境的，期待我们下节课再见！ ‹#› $