2.4 让声音为人类服务（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件围绕“让声音为人类服务”，涵盖声音与音乐、建筑（双耳效应）、超声次声、噪声控制等核心知识点。课堂导入通过音乐与噪声、蚊子蝴蝶声音差异等生活现象提问，引导学生从生活体验过渡到声学知识探究，搭建起现象到原理的学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，如通过《吕氏春秋》阐述音乐本源渗透文化，用影剧院吸声材料、倒车雷达等实例解析超声次声应用与噪声控制途径。典例分析强化易混概念辨析，培养学生用物理原理解释生活现象的能力，助力教师高效突破重难点，提升学生科学素养与应用意识。

物理八年级上册 •沪粤版 第二章 声音与环境 2.4 让声音为人类服务 善用声之利，防控声之害，让声学科技服务美好生活 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 1•了解声音在音乐、建筑中的实际应用与声学原理 2•掌握超声、次声的频率界定，明晰其在医疗、探测中的典型用途 3•理解噪声的危害，熟练运用“声源-传播-人耳”降噪三途径 02 科学思维 1•对比归纳可听声、超声、次声的频率界限与功能差异 2•构建“声源阻断、传播隔离、人耳防护”的系统化降噪逻辑 3•辩证分析声音的双重性，建立客观理性的科学认知视角 03 科学探究 1•拆解B超、声呐等超声技术的工作原理与应用场景 2•实地调研校园、社区噪声源，设计并评估可行的降噪方案 3•探究隔音材料的特性，总结声学控制的实验与实践方法 04 科学态度与责任 1•感知声学科技在医疗、国防、民生领域的核心价值 2•树立噪声防护意识，自觉践行文明发声与环保行为规范 3•探寻天坛回音壁等古代声学智慧，增强民族文化自信与认同 教学重难点 教学难点 教学重点 01 超声与次声的特性应用 掌握超声定向性强、次声传播远的物理特性。 02 噪声控制的三大途径 理解在声源处、传播过程中、人耳处减弱噪声的原理，能够快速识别并判断“禁鸣喇叭”“安装隔音窗”等生活实例所属的控制途径。 03 声音的多元服务价值 探究声音在建筑声学设计、海洋声呐探测、医疗碎石等领域的服务功能，体会声学技术如何改善生活品质与推动科技发展。 01 易混淆概念的辨析突破 区分超声与次声的应用场景，厘清“超声”与“次声”等易混淆知识点，建立清晰的概念边界。 02 降噪途径的精准判断 避免“只看表面现象”的误区，掌握判断的核心逻辑。 03 回声测距的计算陷阱 攻克“路程往返”的易错点，理解声音传播的是往返距离，熟练掌握公式变形与单位换算。 课堂引入 优美动听的音乐能陶冶情操，但在拥挤的马路上我们听到的嘈杂刺耳的噪声。我们能听到蚊子讨厌的“嗡嗡”声，却只能看见蝴蝶的翅膀振动，听不到它的振动的声音。这是怎么回事？生活在声音世界的我们，如何让声音为人类服务呢？ 知识点1 声音与音乐 探索新知——声音与音乐 音乐，是人类心灵的语言。音乐家运用不同的音调、响度，配上伴音、和声等，组成不同的旋律，或高亢雄壮，或低沉抒情；或轻快流畅，或婉转缠绵…… 音乐能呼唤人的心灵，升华人的情感，激励人的斗志，淋漓尽致地把人的内心世界表达出来。 对声音的研究也推动了音乐的发展。现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿出各种声音，更好地满足了人们的文化艺术需求。 探索新知——声音与音乐 《吕氏春秋·大乐》有一段这样描述：音乐之所由来者远矣，生于度量，本于太一，太一出两仪，两仪出阴阳。阴阳变化，一上一下，合而成章……万物所出，造于太一，化于阴阳。萌芽始震，凝以形。形体有处，莫不有声。声出于和，和出于适。和适先王定乐，由此而生。” “音乐的由来本于太一”表明了《大乐》谈音乐的本源，所持的是一种朴素的天道自然观。“太一”是一个抽象的概念，指的是老子《道德经》中所说的“道”。吉联抗先生在其著作《吕氏春秋中的音乐史料》中曾谈到：“这句话虽然很虚，但也反映了一种对音乐的认识：音乐是从有了人类就开始存在的。” 知识点2 声音与建筑 探索新知——声音与建筑 现代建筑如礼堂、音乐厅等，对声音效果都有很高的要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使人们听到的声音更为清晰、丰满。 声学原理跨越古今，在艺术创作与建筑设计中不断融合创新，演绎着科学与美学的双重魅力。 探索新知——声音与建筑 同一个声音传到人双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别，因此人们就可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”，如图（a）所示。播放立体声音乐时，声音从放在不同位置的几个音箱传出，人就能感觉到“立体声”效果， 如图（b）所示。 应用：双声道立体声 典例分析 例1 在武侠小说或电影里，经常会看到一位双目失明的大侠，还能判断出前来攻击他的敌人的方位，这是因为( ) A．他的眼睛原来没有失明 B．他的耳朵有特异功能 C．这是一种巧合 D．由于双耳效应，他可准确判断声音传来的方向 【解析】武侠电影里经常描写一大侠双目失明，还能判断出攻击者的方位，主要是因为声音传到武侠者的两只耳朵的时刻和强弱以及其他特征也不同，这些差异就是他用耳朵判断声源方位的重要基础，也就是双耳效应，正是由于双耳效应，人们可以准确地判断声音传来的方位，故D正确。 D 典例分析 例2 下善于观察的同学一定会发现影剧院、大礼堂、音乐厅或录播室的墙壁上有许多跟蜂窝状似的小孔，这样设计的主要目的是（　　） A．减弱回声对原声的影响 B．增强声音的反射 C．增大声音的响度 D．提高装饰的效果 【解析】影剧院、大礼堂、音乐厅或录播室的墙壁上有许多跟蜂窝状似的小孔，可以减弱声音的反射；当声音传到这些墙面后，被反射到了不同的方向或被多次反射而吸收掉，这样就能减弱回声对原声的影响，保证较好的听觉效果。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 A 知识点3 超声与次声 探索新知——超声与次声的概念 01 可听声 20 Hz ～ 20 000 Hz 人耳能够直接感知的声音频段，是我们日常交流、聆听音乐与感知周围环境的基础声波范围。 02 超声波 频率 > 20 000 Hz 具有方向性好、穿透能力强、能量集中的特点。广泛应用于医学B超检查、工业无损探伤及清洗等领域。 03 次声波 频率 < 20 Hz 特点是传播距离极远且穿透力强。常伴随地震、海啸等自然灾害产生，部分动物对其极为敏感。 💡 课堂点睛：虽然超声与次声无法被人耳直接听到，但它们在现代科技和自然监测中扮演着至关重要的角色，是人类探索未知的“隐形助手”。 我们知道，人能听到的声音的频率范围是20~ 20 000 Hz。物理学中，把振动频率高于20 000 Hz 的声音，叫做超声；把振动频率低于20 Hz 的声音，叫做次声。 探索新知——超声与次声的应用 01 超声波的多元应用 传递信息：精准探测的“回声定位” 医疗领域利用B超实现无创体内成像；航海中声呐完成水下测距与鱼群追踪；工业上用于精密探伤检测，倒车雷达更是成为汽车安全的标配。 传递能量：高效作业的“隐形之手” 利用超声震荡剥离眼镜、首饰的微米级污垢；医疗上实现无创超声碎石；工业领域则用于精密焊接与硬质材料的微小钻孔加工。 02 次声波：自然的“低语”与警示 源于自然与人为的极端能量 火山喷发、地震、海啸、台风等自然灾害，以及核爆炸等剧烈人为活动都会产生次声波，其传播距离极远且穿透力强。 防灾预警与航天监测的利器 “水母耳”风暴预测仪可提前15小时预报风暴；次声监测系统还能用于火箭发射的轨迹监测与故障排查，助力航天安全。 对人体健康的潜在威胁 高强度次声波会引发人体内脏共振，导致头晕、恶心、平衡失调等症状，长期暴露或强剂量冲击可能造成器官的不可逆损伤。 典例分析 例3 随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　） A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤 C．用超声波清洗眼镜片 D．用超声波除去人体内的结石 【解析】A．用超声波电动牙刷刷牙，这是利用超声波传递能量的，故A不符合题意； B．用超声波给金属工件探伤，这是利用超声波传递信息的，故B符合题意； C．用超声波清洗眼镜片，这是利用超声波传递能量的，故C不符合题意； D．用超声波除去人体内的结石， 这是利用超声波传递能量的，故D不符合题意。 故选B。 B 知识点4 噪声的危害与控制 探索新知——噪声的定义与危害 01 噪声的定义 🔬 物理学视角 发声体做无规则振动时发出的声音，其声波波形杂乱无章，缺乏规律性。 🌿 环境保护视角 凡是干扰人们正常休息、学习和工作，或者对人体身心健康产生不良影响的声音，均属于噪声。 02 噪声的等级 (dB) 🎧 0 dB：人耳听觉的下限，并非绝对无声。 🏘️ 理想环境：昼≤55 dB，夜≤45 dB。 ⚠️ ＞70 dB：干扰工作学习，降低专注度。 🚨 80~100 dB：长期接触可致听力损伤及疾病。 03 噪声的危害 😫 生理与心理影响 轻则心烦意乱、失眠健忘；重则引发听力衰退、心血管疾病及神经系统紊乱。 🌍 社会公害 被公认为当代世界四大环境污染之一，与水污染、大气污染、固体废弃物污染并列。 💡 知识延伸：控制噪声污染不仅需要技术手段，更需要每个人从自身做起，共同营造宁静的生活环境。 探索新知——噪声的来源 社会生活噪声： 家庭噪声，娱乐场所、商店、 集贸市场里的喧哗声。 生活中噪声的来源有哪些？ 交通运输噪声： 工业噪声： 施工噪声： 各种交通工具的喇叭声、汽 笛声、刹车声、排气声、机 械运转声等。 纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声 筑路、盖楼、打桩等。 探索新知——控制噪声的三条途径 01 消声 · 源头治理 最根本途径 从噪声产生的源头直接抑制，通过改进设备结构、减少振动或阻断声源振动向外传播，是治理噪声的根本手段。 02 隔声 · 传播阻断 传播过程削弱 在噪声传播路径上设置物理屏障阻挡声波扩散，或利用多孔吸声材料吸收声能，从而大幅衰减噪声强度。 03 护耳 · 接收防护 终端防护手段 在人耳处佩戴专业防护装备，直接阻挡过量噪声进入听觉系统，是保护听力健康的最后一道关键防线。 💡 降噪策略总结：科学降噪应遵循“源头控制优先、传播阻断为辅、终端防护兜底”的原则，针对不同场景灵活组合使用，以达到最佳的降噪与听力保护效果。 典型应用：汽车排气管加装消声器、城区核心区禁止鸣笛、工业机械安装减震基座以降低振动。 典型应用：城市高架路安装隔音屏障、录音室墙面铺设吸音棉、住宅窗户采用双层真空玻璃。 典型应用：工厂工人佩戴防噪耳塞、机场地勤人员使用隔音耳罩、身处嘈杂环境时佩戴主动降噪耳机。 探索新知——控制和减少烦恼的噪声 控制噪声的产生——消声 控制噪声的传播——吸声 控制噪声的进入人耳——隔声 典例分析 例4 在下列和声现象有关的情景，说法正确的是（　　） A．甲情景，声音由物体振动产生，只要物体振动人耳就能听到声音 B．乙情景，古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音色不同 C．丙情景，利用超声波可以清洗眼镜，说明声波能传递能量 D．丁情景，航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声产生。 【解析】A．甲情景，声音由物体振动产生，只要物体振动的频率需要在人耳的听觉范围内，人耳才可能听到声音，故A错误； B．乙情景，古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音调不同，故B错误； C．丙情景，利用超声波可以清洗眼镜，利用超声波将污物击碎，说明声波能传递能量，故C正确； D．丁情景，航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声入耳，故D错误。故选C。 C 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．如图所示，是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（    ） A．人有可能听到频率为10kHz的声波 B．人不可能听得到乙图的声波 C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见 D．地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息 A 课堂练习 探究新知 2．声现象与我们的生活密切相关，下列关于声现象的说法正确的是（    ） A．甲图，发声的音叉激起水花，说明声音是由物体振动产生的 B．乙图，在靠近居民区的道路边设置隔离墙，目的是在声源处减弱噪声 C．丙图，烛焰在发声的扬声器旁边晃动，说明声波能传递信息 D．丁图，用相同的力度拨动伸出桌面的钢尺，钢尺伸出的长度越长，音调越高 A 课堂练习 探究新知 3．窗外倒车提示音很大，小红将窗户关上是在            减弱噪声；倒车雷达是利用          波传递信息的；如图是两种声音在同一示波器上显示的波形，根据波形可判断这两种声音的          不同。 传播过程中 超声 音色 课堂练习 探究新知 4．（山东烟台·中考真题）为保护听力，我们可以从声音的产生、传播和接收三个方面控制噪声。射击运动员训练时戴耳罩是从声音的       方面进行控制；图书馆中规定不能大声喧哗是从声音的       方面进行控制；家庭窗户安装真空双层玻璃是从声音的       方面进行控制。 接收 产生 传播 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $