1.3 声音的特性与应用 第1课时（教学课件）科学新教材浙教版八年级上册

该初中科学课件聚焦声音的特性，系统讲解音调、响度、音色三大知识点。课堂以播放曾侯乙编钟视频创设情境，通过“声音高低与编钟大小关系”等问题链引导，结合钢尺振动、音叉实验等探究活动，搭建从现象到频率、分贝等概念的学习支架。 其亮点在于融合情境创设与探究实践，编钟视频激发兴趣，实验设计运用控制变量法（如钢尺实验）、转换法（音叉弹乒乓球）培养科学思维，例题结合AI歌手、潮汕英歌舞等案例深化科学观念。学生能提升探究能力，教师可获得结构化资源，提高教学效率。

声音的特性与应用 第 3 节 第1章 第1课时 声音的特性 对环境的察觉 浙教版 八年级上册 音调 01 知 识 目 标 响度 02 音色 03 重点 重点 难点 01 科学观念 通过生活中与声音相关的现象，了解声音的特性，知道声音的音调与发 声体振动的频率有关，声音的响度与发声体的振幅有关，不同发声体发出的声音音色不同 02 科学思维 通过实验探究音调与频率、响度与振幅的关系，归纳出声音特性的规律， 并能够推理出影响声音特性的关键因素。通过波形图，构建声音特性的物理模型，并能够 用科学的语言解释现象，提升科学表达能力。 03 探究实践 通过实验探究音调与频率、响度与振幅的关系，归纳出声音特性的规律， 并能够推理出影响声音特性的关键因素。通过波形图，构建声音特性的物理模型，并能够 用科学的语言解释现象，提升科学表达能力。 04 态度责任 体会现实世界中物体的发声是丰富多彩的，乐于探索自然现象和身边的 科学道理，形成实事求是的科学态度。 素 养 目 标 情境创设：聆听千年古乐 新知讲授 编钟(点击播放视频) 视听沉浸：穿越千年的金石之声 欣赏湖北省博物馆镇馆之宝——曾侯乙编钟的演奏视频，闭目凝神，感受两千年前青铜礼乐的宏大与悠扬，聆听历史的回响。 课堂启思：捕捉声音的奥秘 1. 听！不同编钟发出的声音为何有的尖锐高亢，有的低沉浑厚？ 2. 看！编钟的大小、厚薄与它发出的声音高低有什么联系？ 3. 想！这些奇妙的听觉体验背后，隐藏着声音的哪些特性？ 今日课题：声音的特性 让我们一起走进声学的世界，探索音调、响度与音色的科学本质，揭开乐器发声的物理原理！ 音调 探究新知 PART 1 新知讲授 音调的概念及其影响因素 01 / 设计和进行实验 1.如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意其振动的快慢。 2.改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动钢尺，使钢尺两次振动幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。 02 / 现象 现象：钢尺伸出桌面的长度越长，钢尺振动得越慢，钢尺发出声音的音调越低 03 / 结论 声音音调的高低与发声体振动的快慢有关，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 新知讲授 音调：声音的高低 01 / 什么是音调？ 音调是声音的三大特性之一，描述声音的高低程度。尖锐刺耳的声音音调高，低沉浑厚的声音音调低，它是我们区分声音尖锐或低沉的依据。 02 / 钢尺振动的奥秘 钢尺伸出越短 → 振动越快→ 音调越高 钢尺伸出越长 → 振动越慢→ 音调越低 03 / 核心规律总结 音调的高低由发声体振动的频率（快慢）决定。物理学中，我们用“频率”来描述物体振动的快慢，频率越高，音调越高；反之则越低。 新知讲授 核心概念：频率 (Frequency) 01 / 基本定义 频率是指物体在单位时间内完成周期性振动的次数，即振动的次数与所用时间之比。它是描述物体振动快慢的核心物理量。 02 / 国际单位 频率的基本单位是赫兹（Hz），简称“赫”。1赫兹代表物体每秒钟振动1次。常用的衍生单位还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）等。 03 / 物理内涵 频率的数值大小直接反映了振动的快慢：频率数值越大，说明物体在单位时间内振动次数越多，即振动越快；反之则振动越慢。 04 / 决定声音的音调 这是声学中的关键规律：频率决定音调。频率越高，声音的音调越高（声音越尖锐）；频率越低，音调越低（声音越低沉）。 新知讲授 探究活动二：音叉与波形图 💡 核心发现 频率是决定音调高低的关键。 观察波形图可见：频率越高，波形越密集；频率越低，波形越稀疏。 01 实验步骤 1.取一套音叉。音叉上的数据表示该音叉所产生的声音的频率。敲击不同的音叉会产生不同频率的声音。听一听音叉发出的声音音调的高低。 01 实验步骤 2.把音叉发出的声音信号输入计算机，观察声音的波形，比较不同音叉发出声音的波形有什么不同。 新知讲授 唱歌或演奏乐器时，需要经常改变音调。唱歌时，肺部的空气向上流 过气管，使声带产生振动，发出声音，形成声波。当演唱不同的音符时，人需要通过喉部的肌肉来改变声带振动的频率，从而产生高低不同的音调。 新知讲授 一般来说，儿童说话的音调比成年人高，成年女性的音调比成年男性高。人的发声频率大约在85 Hz到1100 Hz之间。人唱歌时，C调“1”（do）的频率是262 Hz，D调“1”（do）的频率是294 Hz。 新知讲授 一只蜜蜂飞过耳边时，我们能听到它飞翔时所发出的声音。可是一只蝴蝶飞过耳边时，我们却听不见。这是为什么？ 新知讲授 超声波与次声波 01 人类的听觉边界 人能听到的声波范围集中在20 ~ 20000 Hz。一旦超出这个区间，无论声音多响，人耳都无法直接感知。 02 超声与次声的特性 超声波：人们把高于20000 Hz的声波叫作超声波。 次声波：把低于20 Hz的声波叫作次声波。 一般人是听不到超声波和次声波的 03 动物的“超级听觉” 动物的听觉范围通常与人很不相同。大多数哺乳动物能听到的声音的频率比人类高得多。表1.3-1列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。 新知讲授 表 1.3-1  人和一些动物的听觉和发声的频率范围 新知讲授 声音传播的快慢：声速 声音传播的快慢用声速来描述，它表示声音在介质中每秒传播的距离，单位是米每秒（m/s）。 传播规律：固体传声最快，气体最慢，液体介于两者之间。 15℃时的速度：空气 340m/s，，温度每升高1℃，声速约增加0.6 m/s。 结论：声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。一般情况下，v固> v液> v气。 新知讲授 【例1】在AI歌手的虚拟演唱会中，工程师通过声纹重组技术对相关参数进行调整，使AI歌手的原声频率更高。这主要改变了声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．传播速度 【答案】A 【解答】解；音调是指声音的高低，与频率有关，振动的频率越高，音调越高。工程师通过声纹重组技术对相关参数进行调整，使AI歌手的原声频率更高，发出声音的音调更高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 响度 探究新知 PART 2 新知讲授 我们听到的声音有强有弱。声音的强弱可用响度（loudness）来衡量。越用力击鼓，听到的鼓声越响亮，响度就越大。响度是人们对声音强弱的主观感觉。那么，决定响度的因素是什么呢？ 新知讲授 1. 如图1.3-5 所示，将乒乓球用细线悬吊起来，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。 2. 再敲击音叉，使其发出不同响度的声音，重做上面的实验。根据观察到的现象，能否发现响度与什么因素有关？ 3. 在距离音叉较近处与较远处听音叉发出的声音，听到的声音强弱有什么不同？由此可发现响度与什么因素有关？ 新知讲授 现象：用力小，乒乓球被弹开的幅度小，声音弱;用力大，乒乓球被弹开的幅度大，声音强。人离音叉越远，听到的声音越弱。 结论：同一声源发出的声音，响度与声源的振动幅度(振的距离有关。声源的振动幅度越大，响度越大;距离声源越远，声音越分散，声音的响度越小。 新知讲授 探究活动四：距离与响度 核心原理：声音在传播过程中能量会向四周扩散。就像水波一样，距离波源越远，波纹覆盖的面积越大，单位面积上的能量就越弱。这也是为什么我们离得越远，听到的声音就越小的原因。 01 实验步骤 ① 控制变量：用相同音量的音响播放相同的声音。② 对比观察：让同学分别站在距音响较近（约1m）和较远（约3m）的位置，仔细辨别听到声音的强弱差异。 02 现象与结论 实验现象：距离音响越近，听到的声音越响亮；距离越远，声音越微弱。 得出结论：响度与人距离声源的远近有关。距离越远，声波扩散范围越大，能量越分散，响度就越小。 新知讲授 核心概念：分贝 (dB) 分贝（dB）是计量声音强弱的单位，数值越高代表声波能量越大。它不仅是物理量的度量，更是衡量环境舒适度与听力健康的重要指标。 0 ~ 40 dB 极静至安静区间，如落叶声或图书馆。这是身心放松与专注工作的理想环境。 70 ~ 90 dB 明显的嘈杂干扰，会打断思路并影响工作效率。长期处于此环境易产生精神疲劳。 > 100 dB 听力损伤的红线，长时间暴露会造成不可逆的听觉细胞损害，超过120dB可致剧痛。 听力保护行动指南：为了守护听力健康，日常环境声音建议不超过90 dB；为了保证良好的休息与睡眠，卧室环境噪音应控制在50 dB以下。在经历高强度噪音后，给耳朵充分的“静音恢复期”至关重要。 新知讲授 【例2】李白在《夜宿山寺》中写道：“不敢高声语，恐惊天上人。”其中“高声语”指声音的（　　） A．音调高 B．响度大 C．音色好 D．频率高 【答案】B 【解答】解：“不敢高声语，恐惊天上人”这里的“高”指声音的大小，所以指声音的响度大，故B正确，ACD错误。 故选：B。 音色 探究新知 PART 3 新知讲授 音色—— 声音的品质 定义：音色是声音的“指纹”，它反映了声音的品质与特色。即使音调和响度完全相同，我们也能凭借音色准确分辨出不同的发声体（如不同的人说话、不同的乐器演奏）。 钢琴 (Piano) 源自弦振动，音色浑厚饱满、层次丰富，拥有极宽的音域，表现力极强。 小提琴 (Violin) 典型的弦乐器，音色柔美悠扬、细腻如歌，擅长表现丰富的情感色彩。 长笛 (Flute) 木管乐器的一种，音色清澈明亮、轻盈灵动，具有很强的穿透力和表现力。 新知讲授 影响因素与波形图对比 01 音色的决定因素 音色由发声体的材料和结构决定。无论是铜钟与木琴的材质差异，还是管乐器的长短、弦的松紧等结构不同，都会让声音产生独特的听觉特质，这是区分发声体的根本。 02 波形图的直观呈现 当音叉、钢琴、长笛发出音调相同的声音时，示波器上的波形形状截然不同。这种形状上的差异，正是音色在视觉层面的直接体现，也印证了“闻声识物”的物理原理。 核心结论：波形即指纹 音色是声音的“指纹”。即使音调和响度完全一致，不同声源的波形结构也具有唯一性。这不仅是声学理论的基础，也是我们在生活中能够轻松分辨不同乐器和人声的物理依据。 “听其声，如见其人”，正是因为每个人的声带结构和共鸣腔都独一无二。 人们常常将音调、响度和音色叫作声音的三要素。 新知讲授 01 弦乐器 像吉他、二胡、小提琴等弦乐器都是通过弦的振动而发声的。短而细的弦振动的频率高，发出声音的音调就高；长而粗的弦振动的频率低，发出声音的音调就低。演奏者演奏时，通过手指在弦上不同位置的按压来改变弦振动的频率，从而改变音调高低。弦的振动幅度越大，发出的声音越响亮。 02 管乐器：气流共振的艺术 有铜管乐器和木管乐器之分。如小号和长号等铜管乐器，演奏者对着乐器的吹口吹气，使乐器内的空气柱振动，通过按压活瓣或移动拉管来调整空气柱的长度，从而改变乐器发出声音的音调。长笛等木管乐器，演奏时管中的空气柱会发生振动而发声，演奏者通过堵住和放开特定的音孔改变空气柱的长度，从而使长笛产生不同的音调。空气柱越长，音调就越低。 乐器的音调 各种乐器看上去千差万别，演奏方式也各不相同，但它们的工作原理都是一样的：通过振动发出声音。乐器可以分为三种主要的类型：弦乐 器、管乐器和打击乐器。 新知讲授 03 打击乐器：振动膜的松紧之律 如鼓、锣等打击乐器受到打击时发生振动而产生声音。鼓皮张得越紧，鼓面会振动得越快，音调就越高。击鼓的力量越大，鼓皮振动的幅度就越大，声音就越响亮。 乐器的音调 新知讲授 【例2】自潮汕英歌舞登上春晚舞台后，世界看到中华文化“燃”到骨子里的生命力。观看表演过程中，小明分辨出“鼓声”和“英歌槌击打声”原因是（　　） A．音调 B．音色 C．频率 D．响度 【答案】B 【解答】解：音色是由发声体的材料、结构决定的，不同发声体发出声音的音色不同，“鼓声”和“英歌槌击打声”，发声体的材料和结构不同，所以声音的音色不同，人们可以根据音色来分辨不同的声音，故B正确，ACD错误。 故选：B。 声音的特性 课堂小结 音调 音调 音调 声音的高低 物体振动的频率 概念 影响因素 研究方法 控制变量法 声音的强弱 物体振动的幅度，离发声体的距离 控制变量法、转换法 声音的品质与特色 发声体的结构、材料 感 聆 谢 听 第1课时 声音的特性 浙教版 八年级上册 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $