2.5 跨学科实践：制作隔音房间模型（教学课件）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“制作隔音房间模型”跨学科实践，从生活噪声问题切入，通过项目提出明确任务，项目分析引导材料选择、隔音原理及测试方法，项目实施提供制作与测试步骤，形成含实验数据、材料对比的实践学习支架。 其亮点是以实践为主线，融合科学探究（设计分贝仪测试实验）、科学思维（控制变量分析材料差异），提供隔音材料探究视频和制作案例，助力学生提升动手与问题解决能力，教师可直接应用完整方案，高效开展实践教学。

物理八年级上册 •人教版 第二章 声现象 第5节 跨学科实践： 制作隔音房间模型 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 经历制作隔音房间模型的过程，能综合运用声现象的知识，解决日常生活中有关声现象的问题。 02 科学思维 在实践活动中，尝试运用简单模型解决问题，利用推理的方法对跨学科问题进行合理性分析，能提出自己的见解。 03 科学探究 在制作隔音房间模型活动中，能由发现的问题提出设想，能设计简单的实践方案，能完成实践活动，并以作品形式呈现活动成果。 04 科学态度与责任 在讨论交流、制作模型、展示作品中，提升合作学习的能力，增强健康生活、保护环境的意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 制作隔音房间模型的解决方案和制作。 制作隔音房间模型的解决方案和制作。 课堂引入 当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时，有可能会打扰需要休息的家人和邻居。 思考：你有什么办法解决这个问题? 知识点1 项目提出 知识点1：项目提出 1. 问 题 当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时，有可能会打扰需要休息的家人和邻居。 你有什么办法解决这个问题? 2. 方案 噪声的防治方法有很多，隔音是其中的一种重要的方法。如图所示，房子经过隔声处理，噪声对人几乎没有任何影响；可见，隔音对降低噪声效果明显。 知识点1：项目提出 有同学设计了一个方案，打算将家中的一个房间改造为隔音房间，这样就不会彼此干扰。在方案实施前，我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性。 请根据以上思路，制作一个隔音房间的简易模型，并测试它的隔音性能。 3. 任务 知识点2 项目分析 知识点2：项目分析 制作模型之前，我们需要考虑下面的问题。 1. 生活中哪些常见的物品能够充当“房间”? 2. 为房间隔音的材料要满足哪些要求?可以选用哪些材料? 3. 声音是如何传播到房间外的?隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置? 4. 怎样测试模型房间的隔音性能? 知识点2：项目分析 想一想：现有纸箱、鞋盒、泡沫箱、塑料箱或塑料袋，你选哪些物品？ 分析：能够充当“房间”的物品，要求有一定的硬度，同时隔音性能要好。制作时，要容易切割且保持一定的外形，硬度不能太大；要便于开门、开窗、内部容易粘贴隔音材料。 结论：综合以上因素，所以应该选用纸箱、鞋盒等。 1. 生活中哪些常见的物品能够充当“房间”? 知识点2：项目分析 （1）探究不同材料的隔音性能 【问题】如何测试不同材料的隔音性能？ 【分析】如果选择在一定距离处听声音的强弱，在声音的强弱相差不大时，人耳无法分辨，我们可以借助测量仪器——分贝仪进行测试。 2. 为房间隔音的材料要满足哪些要求?可以选用哪些材料? 知识点2：项目分析 ①分贝仪介绍 分贝仪是一种用于测量声音分贝（音量大小）的工具，包括手机应用和专业电子测量仪器两种类型。‌ 分贝仪可以实时测量声音分贝‌，显示出当前环境的分贝值，了解噪音水平。 ②使用手机应用测量分贝的方法： 在手机应用商店搜索并下载安装分贝测试仪应用。打开应用并点击开始测量按钮，即可测试出当前环境的分贝值‌。 知识点2：项目分析 【实验器材】闹钟、分贝仪、报纸、棉花、不同厚度（分别是2厘米、4厘米）的吸音棉。 【进行实验】 ①将分贝仪放在离声源约100cm的位置不变，用分贝仪测量出正在发声闹钟的分贝数值，然后把正在发声的闹钟用报纸包裹好，再次测量并记录出分贝数值，比较两次声音的大小。 ②把正在发声的闹钟分别用棉花、不同厚度的吸音棉等材料包裹起来，重复上述实验并测量记录分贝仪示数，比较两次声音的大小。 知识点2：项目分析 视频演示——《探究不同材料的隔音性能》（仅供参考） 知识点2：项目分析 【实验结论】 （1）隔音性能最好的是4cm吸音棉；其次是2cm吸音棉；棉花；隔音性能最差的是报纸。 （2）同种材料，厚度越厚，吸音性能越好。 材料 报纸 棉花 2cm吸音棉 4cm吸音棉 分贝仪示数/dB 68 63 61 57 隔声性能 （优、良、中、差） 差 中 良 优 【实验数据】 知识点2：项目分析 （2）选用隔音材料 隔音材料满足的基本要求：安全无害、隔音效果好、成本较低、安装容易、厚度较小。 ①吸音棉：吸音棉是一种常见的吸音材料，具有较好的吸音效果。在使用吸音棉时，应注意选择符合环保标准的材料，并确保其不易燃烧。 ②吸音板：吸音板是一种高密度的吸音材料，适用于各种场合的降噪处理。 ③隔音毡：隔音毡是一种高密度的隔音材料，可以有效降低噪声。 吸音棉 吸音板 隔音毡 知识点2：项目分析 棉布 ④其他可以选用的材料（根据实际情况）： 可以选用厚一些的棉布、海绵、包装家具的泡沫纸等松软有空隙，表面不光滑的材料等。 海绵 泡沫纸 知识点2：项目分析 材料 特点 隔音性能 聚酯纤维 隔音板 重量轻、易安装、 防潮防霉、无毒等 对高频噪音隔音效果一般 隔音毡 超薄、柔软、 防潮、耐高温等 隔音效果好，特别是对中低频噪音 如人声、交通噪声等的隔音效果最好 岩棉隔 音板 防潮防霉、环保等，但易掉 落粉尘，对呼吸道有刺激作用 对高频噪音有 很好的隔音效果 隔音泡沫 质轻且柔软，但易燃， 不适用于高温或火源环境 隔音效果好 双层玻璃窗 由内、外窗组成 能有效提供良好的隔音效果 木材 自然环保，易获得等 隔音效果较差 石膏板 容易安装等 良好的隔音特性，很受人们的喜爱 （3）一些隔音材料的特点与性能 知识点2：项目分析 吸音板一般是多孔材料，孔木吸音板全是孔，软包吸音板内部也是有很多的微小空隙，聚酯纤维吸音板表面也是微孔，可以说，吸音材料基本上都是“孔隙”材料。吸音板直接用于场所表面装饰用，多种颜色，除了较好的吸音效果，装饰效果也是非常棒，吸音板常用于KTV，教室，会议室，录音棚，体育馆，会展中心装饰吸音降噪。 隔音板不一样，它是高密度材料，声音不容易穿透。外观上一般是没有做过处理的，通常是几种板或隔音毡复合而成的。 常见的隔音板是由双层玻镁板加阻尼胶复合而成，外面不好看，不能直接用于装饰处理，当用于墙体隔音时，安装在龙骨上，来阻隔声音的传播，从而达到较好的隔音效果！ （4）吸音板与隔音板的材质区别 知识点2：项目分析 声音是通过空气、墙壁、天花板、地面、门窗传播到房间外的。故阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。 3. 声音是如何传播到房间外的?隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置? 知识点2：项目分析 需要隔音的部位： （1）墙体隔音：墙体应采用隔音材料，如隔音毡、吸音棉等，以增强隔音效果。同时，墙体之间的缝隙应进行密封处理，以防止声音传播。 （2）门窗隔音：门窗应采用隔音材料，如隔音玻璃、隔音门等，以降低噪声对环境的影响。同时，门窗的密封性能应良好，以防止声音从门窗缝隙传播。 （3）顶部隔音：顶部应采用隔音材料，如吸音棉、隔音毡等，以降低噪声对环境的影响。 知识点2：项目分析 方法一：将声音强弱转化为距离进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，倾听铃声并逐渐远离“房间”，记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离，距离越远的说明隔音效果越差；距离越近的说明隔音效果越好。 4. 怎样测试模型房间的隔音性能？ 知识点2：项目分析 方法二：将声音强弱转化为分贝仪示数进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，在模型外同一位置使用手机噪声监测软件进行分贝数测定，数值越小说明隔音效果越好。 注意：每次测量时，分贝仪与声源的距离相等。 知识点2：项目分析 方法三：将声音强弱转化为声波波形进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，在模型外同一位置放置示波器或使用录音及声音编辑软件显示声波波形，波形振幅越小说明隔音效果越好。 知识点3 项目实施 知识点3：项目实施 1. 选用制作器材 材料 作用 手机或机械闹钟 声源 鞋盒或纸箱 放置声源 隔音毡、隔音板、隔音棉或隔音泡沫等 隔音材料 分贝仪 测量声音的响度 卷尺 测量距离 粉笔 标记与声源相距的位置 热熔枪、剪刀、裁纸刀、胶带等 辅助 知识点3：项目实施 （1）在注意隔音性能的同时，也要尽量减小材料的厚度，最大限度地保证“房间”的空间。 （2）热熔枪、剪刀、裁纸刀使用时要注意安全。 2. 进行制作 知识点3：项目实施 提供2组制作视频供参考。 知识点3：项目实施 （1）先测出没有放隔音材料前分贝仪的示数，再测出放入放隔音材料后分贝仪的示数。 （2）测试时，要测出不经过任何处理的声源的声音响度，通过比较前后的变化来评估模型的隔音性能。 （3）分贝仪与声源的距离保持不变（取100cm）。 （4）应选择较为安静的环境进行测试。 隔音房间模型 放入隔音材料前 放入隔音材料后 分贝仪示数/dB 隔声性能 3. 进行测试 知识点4 展示交流 知识点4：展示交流 1. 展示你制作的隔音房间模型，并从隔音性能，空间占用率和环保等方面对模型进行评价。 材料名称 隔音性能 材料成本 材料安全性 空间占用率                                         知识点4：展示交流 视频展示——《对隔音房间模型进行评价》 2. 相互交流，总结经验并进行反思，尝试对制作的模型进行改进。 知识点4：展示交流 在实际生活当中，隔音房是一种具有高效隔音性能的房间，它的建造是为了降低外界噪音对室内环境的干扰，也可以减少自身的噪音对于外界环境的干扰。 通常在使用隔音房的过程中并不会对人体健康产生直接的危害，然而在使用隔音房的过程中也要注意一些细节。首先，隔音房通常采用密闭的结构才能达到好的隔音效果，这也意味着房间内的空气流通性较差，导致空气污染。因此，在使用隔音房时，应保持室内空气流通，适时的开窗或者安装排风扇。其次，隔音房间的墙体、门窗的构建材料也要使用环保、无污染的。 3. 如果有了真正的隔音房间，为了做到不打扰他人，也为了自己听力的健康，在使用时还要注意哪些问题? 知识点4：展示交流 4. 隔音房间在生产生活中的应用 隔音房间在生产生活当中的应用非常广泛，同学们在商场看到的自助唱吧、录音棚，学校的录音教室，电影院、主持人的直播间都属于隔音房间，其实在轿车里面也要进行隔音处理。 直播间 录音教室 自助唱吧 知识点4：展示交流 5. 如何建造一个实用的隔音房间 而真正的隔音房间在施工时又要注意哪些问题，又会采取哪些措施呢？我们通过一个短片了解一下。 课堂小结 课堂小结 制作隔音 房间模型 将家中的一个房间改造为隔音房间。 ①充当房间的物品； ②隔音材料； ③隔音材料的放置； ④测试隔音材料的性能。 ①选择制作材料； ②进行制作； ③测试隔音房间模型的隔音性能。 ①对模型进行评价； ②进行改进； ③其他问题。 项目分析 项目实施 项目提出 展示交流 课堂练习 课堂练习 【解析】 A．实验中选择能够规律发生的声源即可，故A错误； B．制作隔音房间模型，不同学习小组选用的隔音材料可以不同，故B错误； C．作隔音房间是在传播过程中减弱噪声，摩托车安装消音器是在声源处减弱噪声，控制噪声的措施不同，故C错误； D．实验中通过声音的响度判断，隔音材料的性能，因此测量声强的设备到小屋距离应相同，故D正确。故选D. 1. 下列有关制作隔音房间模型的说法正确的是（ ） A．必须选择闹钟铃声作为声源 B．不同学习小组选用的隔音材料必须相同 C．控制噪声的措施与摩托车安装消音器相同 D．比较作品隔音性能时，测量声强的设备到小屋距离应相同 D 课堂练习 2. 如图为某小组同学制作的隔音房间模型，他们用包装盒充当“房间”，将吸音材料粘满包装盒的每一面，用一只闹钟作为声源，用手机中的分贝测试仪软件来测试房间模型的隔音性能。使用中发现房间模型的隔音效果不理想，经过观察和分析后，应该进行的最合理改进是（　　） A．调小闹钟的音量 B．再粘一层吸音材料 C．增大手机与模型间的距离 D．安装门缝等缝隙密封隔音条 D 课堂练习 【解析】 A.调小闹钟音量，可以降低声音的大小，但在测试隔音性能时，要保持小闹钟音量不变。因此，调小闹钟的音量并不能帮助我们准确地评估隔音效果，也不是一个合理的改进方法。故A不符合题意； B．再粘一层吸音材料，增加吸音材料的厚度或数量确实可以提高隔音效果，但题目中已经提到“将吸音材料粘满包装盒的每一面”，说明吸音材料的数量已经达到了一定的程度。此时再增加吸音材料，可能效果并不明显，因此，并不是最合理的改进方法。故B不符合题意； C．增大手机与模型间的距离，这是调整测试方法，而非改进模型，无法解决隔音问题，故C不符合题意； D．隔音效果不仅与材料的吸音性能有关，还与声音的泄漏情况有关。若存在缝隙或孔洞，声音会通过这些地方泄漏出去，降低隔音效果。因此，安装门缝等缝隙密封隔音条可以有效地减少声音的泄漏，提高隔音性能。故D符合题意。故选D。 课堂练习 3. 小阳在制作隔音房模型前，对隔音材料的隔音性能进行了测试。他将声源放在鞋盒内，在其四周铺满厚度相同的隔音材料，在同一位置用噪声计测量声音强度，记录在表中。下列说法正确的是（　　） A．本实验的声源应选择音叉 B．表格中数据的单位为赫兹 C．分析可知瓦楞纸的隔音效果最好 D．隔音房是在传播过程中减弱噪声 D 材料名称 瓦楞纸 海绵 泡沫 安装材料前声音强度 70 70 70 安装材料后声音强度 48 41 45 课堂练习 【解析】 A．音叉发声持续时间短，不能稳定发声，不适合作为实验的声源，应选择能持续稳定发声的声源，如闹钟等，故A错误； B．赫兹是频率的单位，而测量声音强度的单位是分贝，表格中数据是声音强度，所以其单位应为分贝，不是赫兹，故B错误； C．比较安装材料后声音强度，海绵对应的声音强度最小，说明海绵吸收声音的能力最强，即海绵的隔音效果最好，而不是瓦楞纸，故C错误； D．隔音房是通过在声音传播的路径上设置障碍物，阻挡声音的传播，从而减弱噪声，是在传播过程中减弱噪声，故D正确。故选D。 课堂练习 【解析】 用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，把正在发声的闹钟发在房间内，主要从人耳听到声音的响度来检测其隔音性能，听到的声音响度越大，说明材料的隔音效果越差。 从控制噪声的角度考虑，该模型能阻断噪声的传播，主要是在传播过程中减弱噪声。 4. 小施和同学用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，如图所示，我们主要从人耳听到声音的_______（选填“音调”“响度”或“音色”）来检测其隔音性能；从控制噪声的角度考虑，该模型主要在___________（选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”）减弱噪声。 响度 传播过程中 课堂练习 5. 小阳在“跨学科实践：制作隔音房间模型”中，先进行了隔音材料的隔音性能的探究。他将声源放在鞋盒内，其四周先后铺满厚度相同的四种隔音材料，让人边听声音，边向后退，直到听不见声音为止。然后测量刚好听不到声音的距离，同时将得到的数据记录在下列表格中。 （1）选择厚度相同的四种隔音材料，是因为小阳认为材料越厚，其隔音性能越________； （2）分析数据，从隔音效果来说，最适合的材料是（填字母）____； （3）在“A．振动的音叉、B．播放周南校歌的手机、C．机械闹钟”中，最适合作声源的是（填字母）______。 A 好 C 材料种类 A.聚酯棉 B.实木 C.泡沫 D.海绵 距离/m 0.4 1.9 0.7 1.2 课堂练习 【解析】 （1）由于材料的厚度会影响材料的隔音性能，材料越厚，材料的隔音性能越强，由控制变量法可知，实验中应选择厚度相同的四种隔音材料。 （2）分析表格中的数据发现，声源发出的声音的响度一定时，选择聚酯棉作为隔音材料时，听不见声音的距离最短，所以聚酯棉的隔音效果最好，故从隔音效果来说，最适合的材料是A。 （3）由控制变量法可知，声源发出的声音的响度应控制不变； A．振动的音叉不能持续发出声音，不方便操作，故A不符合题意； B．播放周南校歌的手机，由于歌曲的响度不稳定，不能保持响度不变，故B不符合题意； C．机械闹钟能持续发出声音，且声音的响度不变，故C符合题意。 故选C。 课堂练习 6. 在“制作隔音房间模型”的跨学科实践中，小宇用鞋盒作为房间模型进行了以下探究： （1）为了比较不同材料的隔声性能，小宇应选择________（选填“音叉”或“手机”）充当房间中发声的声源，并保证每次实验时声源发出声音的________相同。 （2）小宇在家里找到了以下材料：报纸、棉花、泡沫板、海绵、棉布，他分别用报纸和棉花放在鞋盒内侧做了如图所示的隔音盒。该制作的错误之处是________ 。 响度 手机 没有控制隔音盒的厚度相同 课堂练习 （3）他纠正错误后，选择了一个安静的房间，在模型外1m处摆放分贝仪，测量数据如表所示。 由实验数据可知，这些材料中消音性能最好的是______ 。由此可见，好的吸音材料具有以下这些特点（ ） A．疏松多孔　　B．硬度较大　　C．柔韧性好 （4）在实际工程中，隔音房间除了考虑材料的消音和隔音效果外，需要考虑的因素还有（写一个即可） ____________ 。 海绵 A 材料 报纸 泡沫板 棉花 海绵 棉布 分贝仪显示声音 的大小/dB 83 72 78 70 75 材料的空间占有率 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $