2.1 声音的产生与传播（教学设计）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“声音的产生与传播”核心知识点，通过播放《不同乐器发出的声音》视频导入，结合“声音如何产生与传播”的提问，搭建生活现象到物理规律的学习支架，引导学生从感性认知过渡到理性探究。 此设计以核心素养为导向，物理观念上通过音叉振动弹开乒乓球等实验让学生认识声音产生与传播条件，科学思维上运用转换法和科学推理法（如真空罩实验推理真空不能传声），科学探究环节设计土电话、水中听声等学生实验。丰富的视频资源（如编钟演奏、真空罩实验）和动手活动，能提升学生科学思维与探究能力，为教师提供系统教学支持，助力高效课堂实施。

第1节 声音的产生与传播（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第1节 声音的产生与传播 教学 目标 物理观念 通过观察和实验，认识声音的产生和传播条件。了解声音在不同介质中传播的速度不同。 科学思维 在研究声音产生条件的过程中，了解将微小变化放大的方法。通过研究声音的产生和传播条件，学习归纳推理的方法。 科学探究 观察与体验生活中声音的产生与传播，养成观察的习惯，强化证据意识。 科学态度 与责任 通过探究活动，激发学习兴趣和求知欲，乐于探索自然现象中蕴含的道理。欣赏编钟、古筝、骨笛等的悦耳声音，了解它们悠久的历史，加深对中华优秀传统文化的认识。 教材 分析 对于本节内容，课程标准要求学生通过实验，认识声音的产生和传播条件。教材首先用一幅插图展示了古筝发声的情景，再列举一些实例来启发学生的思维，从而帮助学生找到发声体的共同特征。 声音的产生是本节的重点内容。在学生通过讨论获得基本认识的基础上，让学生参与一些使物体发声的活动，进一步探究物体发声时的共同特征。教材把蝈蝈是怎么发声的问题留给学生，以促使学生思考。 声音的传播是本节的另一个重点。教材用演示实验、想想做做、介绍声速和骨传导等多种形式，帮助学生认识声音的传播。 学情分析 八年级学生正处于思维活跃、求知欲旺盛的阶段，对自然界各类声现象充满好奇心，动手探索的意愿较强。此前他们在小学科学课中已接触过声音相关的生活常识，对“声音无处不在”有直观感知，但尚未从物理学科角度建立系统的声现象概念，对声音背后的本质规律了解较为零散。 这个阶段的学生刚接触物理学科不久，尚未完全掌握科学探究的规范要素，逻辑思维仍较多依赖生活经验的支撑，对“转换法”这类物理研究方法还比较陌生，容易将“振动”与“震动”的概念混淆，也难以自主解释“真空不能传声”“不同介质声速不同”这类抽象规律。 不过学生对动手实验的参与热情很高，对身边的声现象比如敲桌子、说话发声、水下听声等场景都有切身经历，以此为切入点设计探究活动，能有效降低学习门槛，帮助他们逐步从感性认知过渡到理性的物理规律总结，顺利建立声现象的基础概念。 教学重点 声音的产生和传播。 教学难点 声波的概念。 教学 器材 音叉、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机、烧杯、手机等。 课件。包含视频资料： ①章首视频—《曾侯乙编钟演奏—茉莉花》；②视频欣赏—《声音的产生》；③演示实验—《观察发声的物体》；④演示实验—《真空罩中的闹钟》；⑤演示实验—《探究声音能否在液体和固体传播》；⑥视频欣赏——《回声现象》 ；⑦视频欣赏——《人耳是怎样听到声音的》。 教学过程 导入新课 【提问】鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬……声音对我们来说再熟悉不过了，那么声音是怎么产生的，又是如何被我们听到的呢? 【播放视频】——《不同乐器发出的声音》。 【学生活动】思考问题，观看视频，欣赏美妙的声音，进入声的世界。 学习新课 一、声音的产生 1. 探究声音的产生 【教师提问】声音是怎样产生的？猜想一下物体发声时的特征。 【学生活动】带着下列问题完成表中的活动，在活动过程中进行观察与思考。 （1）活动中发声的物体分别是什么？ （2）物体发声时与不发声时有何区别？ （3）正在发声的物体有什么共同特征？ （4）你能不能使正在发声的物体停止发声？ （5）有些发声体的振动不能直接用肉眼观察到，你能用什么办法来感知它？ 发声体 现象 结论 声带 说话时喉咙部位在振动 发声的物体都在振动 直尺 发声的直尺在振动 橡皮筋 发声的橡皮筋在振动 音叉 发声的音叉可以把乒乓球不断弹开 音叉 音发声的音叉在水面上不断激起水花 鼓面 鼓面发声时纸屑会不断跳动 【师生总结】从上面的活动中可以看出，橡皮筋嗡嗡作响时，橡皮筋在振动；人说话时 声带在振动……大量的观察、分析表明： 声音是由物体的振动产生的。 【学生活动】列举一些振动发声的现象，包括乐器的发声部位。 2. 实验方法——归纳推理法与转换法 【教师介绍】 （1）归纳推理法：我们通过观察生活中一些与声音有关的现象，发现这些声音都是由振动产生的。由此得出“声音是由物体的振动产生的”这个一般性的结论，这里用到了归纳推理的方法。 （2）转换法：上述实验中，将正在发声的音叉插入水里，水花四溅，通过水能够把音叉的振动放大。将正在发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球来回摆动，能够把音叉的振动放大。这是一种转换法。在物理学中对于一些看不见、摸不着的东西，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接的测量，这种研究方法称为转换法。 3. 声音的保存 【学生活动】阅读教材第32～33页有关内容。知道机械唱片是如何记录、保存、重现声音的，以及人们还发明了用磁带、激光唱片和存储卡等记录并存储声音的方法，让学生体会到科学的价值及学习物理的意义。 【例题1】如图所示，小明在鼓面上撒一些纸屑，他用木槌敲击鼓面的时候，既能听到鼓声，又能观察到___________。通过实验现象得出结论______________________。这种科学研究方法叫做_____________（选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”）。将敲响的鼓面用手按住，响声会消失，这是因为___________。 【答案】纸屑在振动；声音是由物体振动产生的；转换法；振动停止。 【解析】用木槌敲击鼓面的时候，鼓面发出声音的同时，会发现纸屑会被弹起，说明发声的鼓面在振动，故可得出结论：声音是由物体振动产生的。 物体的振动有时用眼睛无法直接看到，可以通过纸屑是否被弹起判断物体是否在振动，被弹起的高度来判断物体振动幅度的大小，这种思维方法叫做转换法。 如果用手按住鼓面，鼓面的振动停止，所以声音会消失。 学习新课 二、声音的传播 1. 研究声音的传播 【教师活动】设置情境，引入课题。 方案1：介绍航天员在月球上交谈的情景，教师提出如下问题。 ①近在咫尺的他们为什么要借助无线电波才能交谈呢？ ②月球表面比地球表面缺少了什么？ ③声音的传播需要什么条件？ 方案2：请两位或几位学生进行“土电话”游戏，然后教师提出问题：其他同学能听到他们交谈的内容吗？在学生的疑问中引入“声音的传播”的教学。 （1）探究真空是否能传声 【教师演示实验】 使用教材图2.1-4所示的真空罩实验仪，在实验过程中只要把响铃的闹钟放在玻璃罩内，渐渐抽出其中的空气，人所听到的铃声强弱就会有明显的不同，因而学生能很容易理解真空不能传播声音。也可以把闹钟换成电铃、手机、收音机等发声体。 实验时要注意玻璃罩一定要密封好。同时，还要用减震材料（如泡沫块等）把玻璃罩与桌子隔开，防止桌子传声。抽气机应远离玻璃罩，减少干扰。随着空气被逐渐抽出，铃声逐渐减弱。在几乎听不到铃声时，再把空气逐渐放入玻璃罩内，铃声又逐渐加强。分析原因，可以进一步说明真空不能传播声音。 （2）探究固体、液体是否能传声 【学生活动】（1）结合“想想做做”栏目，用桌子做实验。两位学生一组，甲学生将耳朵紧贴在桌面上，乙学生轻刮桌子，其声音不能让附近的学生听到，此时甲学生能通过桌面听到乙学生轻刮桌子的声音，说明桌子能够传声。 （2）将发声的物体（如闹钟、手机等）放在密封的塑料袋中，再将塑料袋浸没在水中，仍能听到发声体发出的声音，说明液体能够传声。也可以在水槽里装水，然后在水里敲打石头，把耳朵贴在水槽壁上听。还可以用食用油（或其他液体）做实验，通过大量液体传声的实例，归纳得出液体能够传声。 【师生总结】 （1）声音的传播需要物质，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播。声音不能在真空中传播。 （2）介质：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质。气体、液体、固体都可以充当传播声音的介质。 （3）实验方法一科学推理法：在探究真空能否传声的实验中，虽然不可能将玻璃罩内的空气完全抽出，但通过“玻璃罩内空气越来越少，听到的声音越来越小”能够推理出真空不能传声。运用了科学推理法，又称理想实验法。 2. 声波 【教师讲解】让学生知道声音是一种波，并将声波与水波类比，便于学生理解, 同时也为后面用示波器显示声波的波形埋下伏笔。 （1）水波：在水平如镜的水面上，用木棒轻轻点击水面，水面就会形成一圈一圈的水波，并不断向远处传播。 （2）声波：以击鼓为例：当鼓面向右振动时，压缩右面的空气，使这部分空气变密；当鼓面向左振动时，使右面的空气变稀疏；鼓面左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动（声波），由近及远向四周传播出去。 声音以波的形式传播着，我们把它叫作声波。 【例题2】小明做探究真空是否能传声的实验，如图所示。 （1）如图，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______； （2）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越弱；如果玻璃罩内抽成真空后，声音就_________； （3）结论：声音的传播需要_______，真空不能传声； （4）由上述结论小明想到：将来中国航天员登月的时候需要用______（选填“无线电波”或“声波”）交流信息，因为在月球上没有空气； （5）此实验中，用抽气机抽气_____（填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过_____得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。 A．推理假设 B．实验验证 C．归纳总结 【答案】小，无法被听到，介质，无线电波；不能；A。 【解析】（1）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，随着玻璃罩内空气越来越少，会听到铃声逐渐变小。 （2）玻璃罩内空气越少，传出的声音越弱，如果玻璃罩内抽成真空后，声音就会弱到无法被听到。 （3）空气越少，声音越轻，说明声音的传播需要介质，空气可以传声，但真空不能传声。 （4）在月球上没有大气，声音无法传播，故航天员在月球上需要借助无线电波进行交流。 （5）用抽气机抽气不能得到真空，所以实验结论是在实验的基础。 学习新课 三、声速 1. 声速 【教师提问】 （1）声波的传播需要时间吗？下雨天打雷时，是否在看到闪电的同时听到雷声? （2）田径比赛时，我们在远处往往是先看到发令枪的烟雾，后听到发令枪的声音，这是为什么？ 【学生活动】（1）思考讨论上述两个问题。 （2）阅读教材提供的“小资料一些介质中的声速”，你能从中获得关于声速的哪些信息？注意对数据进行分类分析。 【师生总结】 （1）声速：表示声音传播的快慢。大小等于声音在1秒内传播的距离。公式：v=s/t （2）影响声速的因素：声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。 ①声音在不同介质中传播的速度不同。一般情况下，声音在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度，小于在固体中的传播速度（即：v固>v液> v气）。 ②声音在介质中的传播速度与介质的温度有关。15ºC时空气中的声速是 340m/s，25ºC时空气中的声速是346m/s。 2. 回声 【教师提问】什么是回声？举出自己所知道的回声现象。为什么离障碍物近时感觉不到有回声？ 【师生总结】 （1）回声的概念：声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象是声音的反射，通常称为回声。回声是声波的反射在人耳引起的感觉。 （2）人耳能区分回声与原声的条件 当障碍物离人较远时，发出的声音经过较长的时间（大于0.1s）回到耳边，人们就能把回声与原声区分开。当障碍物离得太近时，声波很快被反射回来，回声与原声混在一起，此时人们就分辨不出回声和原声，但是会觉得声音更响亮。音乐厅中常利用这种原理使演奏的效果更好。 根据s=vt可知，人耳要区分回声和原声，人与障碍物间距离至少是 S=vt/2=（340m/s×0.1s）/2=17m 【例题3】表是声音在一些介质中的传播速度，根据表中提供的信息，下面说法正确的是（　C　） A．声音在同一种介质中传播速度一定相同 B．声音的传播速度只与介质的温度有关 C．声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关 D．声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度 【解析】A．同一种介质中，温度不同时声音的传播速度也不同，比如声音在不同温度的空气中传播速度不同，故A错误； BC．由表格数据可知，一般情况下，声音在固体中传播的最快，在气体中传播的最慢，同一种介质中，温度对声音的传播速度有影响。声音的传播速度和介质的种类、介质的温度有关。故B错误，C正确； D．声音在金属传播的速度大于它在气体中传播的速度，一般情况下，声音在固体中传播的最快，在气体中传播的最慢，故D错误。 【例题4】如图所示为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为0.005s．已知感应器距测高台的高度为2.6m，空气中的声速取340m/s，则该同学的身高为（ C ） A．1.65m B．1.70m C．1.75m D．0.85m 【解析】超声波从发射到该同学的头顶所用的时间为 感应器到该同学的头顶的距离为 s=v声t=340m/s×2.5×10-3s=0.85m 该同学的身高为h=h1-s=2.6m-0.85m=1.75m 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 巩固练习 1．如图所示，把一部手机放入抽气盘上的玻璃钟罩内，用另一部手机一直对它呼叫，我们可以听到钟罩内手机发出的铃声。然后用抽气机从钟罩内往外抽气，这时听到铃声逐渐变小。关于上述实验，下列说法正确的是（　　） A．由实验可推理出声音的传播需要介质 B．听到铃声逐渐变小说明振动变轻微了 C．抽气过程中铃声传播速度逐渐变小了 D．该实验可直接得出真空不能传播声音 【答案】A 【详解】A．开始能听到钟罩内手机铃声，是因为声音通过钟罩内的空气传播出来。随着抽气机往外抽气，钟罩内空气逐渐减少，听到的铃声逐渐变小。由此可以推理，如果把钟罩内抽成真空，就听不到声音了，说明声音的传播需要介质，故A正确； B．听到铃声逐渐变小，是因钟罩内空气越来越少，声音传播的介质减少，导致声音传播的能量损失增加，而不是手机发声的振动变轻微了，手机的振动情况并没有变，故B错误； C．声音在空气中的传播速度只与空气的温度、密度等因素有关，在抽气过程中，空气的温度等基本条件没有改变，所以铃声传播速度不变，故C错误； D．由于实验中无法真正把钟罩内抽成绝对的真空，所以不能直接得出真空不能传播声音的结论，而是在实验基础上通过科学推理得出的，故D错误。 2．宋代《梦粱录》中记载了一项中国民间传统游戏——抖空竹。如图，在竹木制成的空竹圆轮外侧开有若干方形哨口，哨口内有大小不同的气腔，转动时会发出嗡嗡声。下列说法中与空竹发声原理相关的描述是（　　） A．声音通过空气传入人耳的 B．气腔内的空气振动产生声音 C．空气振动越快，音调越高 D．空气振动幅度越大，响度越大 【答案】B 【详解】声音是由物体的振动产生的，空竹发声原理是：气腔内的空气振动产生的声音，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 3．2023年12月21日，神舟十七号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。在舱外，航天员开展天和核心舱修复任务时，和地面及舱内工作人员用无线电波进行通讯。下列说法正确的是（　　） A．太空中听不到声音是因为物体不能振动产生声音 B．太空中听不到声音是因为声音的传播需要介质 C．太空中听不到声音是因为厚厚的宇航服阻止了声音进入耳朵 D．用无线通讯可以让声音在太空中传播的速度更快 【答案】B 【详解】ABC．声音的传播需要介质，出舱时，航天员身处真空环境，而真空不能传播声音。太空中听不到声音是因为声音的传播需要介质。故AC错误，B正确； D．声音不在太空中传播，故D错误。故选B。 4．利用声速进行定位测距是一项重要能力，现查阅资料，得到声音在某些物质中的传播速度如表所示，则请你根据以下信息计算： 物质 空气 海水 松木 铁 速度 （m/s） 340 1500 3320 5000 （1）用超声测位仪向海底垂直发射声波。如果经4s接收到来自大海底的回波信号。则该处的海深为 m。 （1）一位同学在一根足够长的铁管一端敲击一下，另一位同学在管子的另一端听，他能听到 次敲击声。 【答案】（1）3000；（1）2 【详解】（1）超声波从海面传到海底的时间t=4s/2=2s 该处的海深s=vt=1500m/s×2s=3000m （2）声音在固体的传播速度最快，在气体中传播速度最慢，液体中传播速度在固体和气体之间。当在铁管一端敲击时，声音就会从铁管和空气两种介质里传播，所以会听到2次声音。 5．在探究声音的产生时，小李做了下面的实验： （1）如图A所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开，它说明了发声的物体在 。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是将音叉的微小振动 ，这种思维方法叫作 。（选填“等效替代法”“控制变量法”“转换法”或“类比法”） （2）如图B所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉 （选填“会”或“不会”）响，并且把泡沫塑料球弹起，说明了 可以传声。在月球上做这个实验 （选填“能”或“不能”）看到泡沫塑料球弹起。 【答案】（1）振动，放大，转换法；（2）会，空气，不能 【详解】（1）声音是由物体振动产生的，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，这表明发声的物体在振动。 音叉的振动非常微小，肉眼很难直接观察到。而悬挂着的乒乓球的作用是将音叉的微小振动放大。当音叉振动时，它会撞击乒乓球，乒乓球的弹开幅度相对较大，能够让我们更清楚地看到音叉的振动情况。这种把不容易观察到的微小振动，通过乒乓球的弹开这种明显的现象表现出来的思维方法叫作转换法。 （2）如图B所示，敲响右边的音叉，右边音叉振动产生的声音通过空气传播到左边完全相同的音叉，左边的音叉会响，这是因为声音可以在空气中传播，并且由于两个音叉完全相同，右边音叉的振动引发了左边音叉的共振，所以左边音叉也会振动发声，进而把泡沫塑料球弹起，即左边完全相同的音叉会响。 该现象说明了空气可以传声。右边音叉的声音能传到左边音叉处，是依靠空气作为介质来传播声音的。 在月球上做这个实验不能看到泡沫塑料球弹起。因为月球上是真空环境，真空不能传声，右边音叉振动产生的声音无法通过空气传播到左边音叉，左边音叉就不会振动，也就不能把泡沫塑料球弹起。 6．如图所示，一辆汽车以54km/h的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛4s后听到回声，已知此时声音在空气中的传播速度为340m/s，请问： （1）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，通过的路程是多少？ （2）汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程是多少？ （3）汽车听到回声时到山崖的距离是多少？ 【答案】（1）1360m；（2）60m；（3）650m 【详解】（1）鸣笛声从发出到听到回声这段时间内通过的路程为 s2=v2t=340m/s×4s=1360m （2）已知汽车速度v1=54km/h=15m/s 4s内汽车行驶的路程为 （3）听到回声时车离山崖距离为 板书设计 第1节 声音的产生与传播 一、声音的产生 1. 声音是由声源的振动产生。正在发声的物体叫作声源。 2. 研究声音的产生用到的方法：归纳推理法与转换法。 二、声音的传播 1. 介质：能传播声音的物质叫介质。 2. 固体、液体、气体都可以作为介质传播声音，真空不能传声。 3. 声波：声以波的形式传播着，我们把它叫作声波。 三、声速 1. 声音每秒钟传播的距离叫做声速。公式：v=st 2. 声速的大小与介质的种类和介质的温度有关。15℃空气中的声速为340 m/s 四、回声 1. 回声：回声是声波的反射在人耳引起的感觉。 2. 听到回声的条件：回声到达耳朵比原声晚0.1s以上，距离障碍物至少17m。 3. 回声的应用：加强原声；测量距离。 课堂总结 第1节声音的产生与传播 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $