四、人耳听不到的声音（教学课件）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理课件聚焦“人耳听不到的声音”，核心知识点包括人耳听觉频率范围及超声波、次声波的概念特性。课堂导入通过蚊子与蝴蝶飞行声音差异、蝙蝠捕食和大象交流等生活问题，衔接声音振动频率知识，搭建从可听声到不可听声的学习支架。 其亮点在于以物理观念为核心构建知识体系，通过科学思维分析超声波次声波的应用与能量信息传递，结合科学态度与责任呈现科技价值。如导盲杖、“奋斗者”号声呐等实例，逻辑递进的“概念-特性-应用”结构及系统小结，助力学生理解，也便于教师高效教学。

物理八年级上册 •苏科版 第一章 声现象 四、人耳听不到的声音 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道人耳的听觉频率范围（20 Hz～20 000 Hz）；知道频率高于20 000 Hz的声波叫超声波，频率低于20 Hz的声波叫次声波。 02 科学思维 通过对动物听觉频率范围的比较，理解不同生物对声音的感知能力差异；学习运用分类法对声波进行分类。 03 科学探究 通过体验不同频率的声音，经历观察、比较和归纳的过程，理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 04 科学态度与责任 了解超声波在现代科技中的广泛应用，认识次声波的危害及监测意义，关注声学知识在生活和科技中的重要价值。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 人耳的听觉频率范围：20 Hz～20 000 Hz。 2. 超声波的概念、特性及其实际应用。 3. 次声波的概念、特性及其危害。 1. 理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 2. 区分实际例子中声音传递的是信息还是能量。 课堂引入 蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动，为什么我们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音? 课堂引入 蝙蝠在黑夜中是如何捕食的？ 大象进行交流时，人类能听到吗？ 知识点1 超声波 探索新知 1.可听声波：人耳只能听到一定频率范围内的声音。人耳能听到的声音叫作可听声波，它的频率范围通常为20~20000Hz。 2.超声波：频率高于20000Hz的声音叫作超声波。 3.次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作次声波。 探索新知 人和一些动物听觉的频率范围 不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如，有些年轻人就能听到频率低于 20Hz的声音。一般情况下，人的年龄越大，能听到的声音的频率范围越小。不同动物听觉的频率范围差别较大。 探索新知 人和一些动物听觉的频率范围 （1）图中能听到次声波的动物有哪些? （2）图中能听到超声波的动物有哪些? 狗、大象 蝙蝠、海豚、猫、狗 知识点2 超声波 探索新知 1. 超声波方向性好、在水中传播距离远 回声定位、测距、测速 自然界中许多动物不仅能发出超声波还能感受到超声波。例如，通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物，它们利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回，由此，它便能判断障碍物的位置并及时避开。 蝙蝠回声定位 探索新知 2. 超声波方向性好、在水中传播距离远 回声定位、测距、测速 发出超声波 接收反射回来的超声波 确定位置 从发出超声波到接收到回声的总时间为t 探索新知 3.超声波穿透能力强、可以成像 诊断、探伤 B型超声诊断仪(简称B超) 超声波探伤仪 探索新知 4.超声波的能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力 切削、焊接、凿孔、清洗等 超声波切割 超声波焊接 超声波清洗 超声波碎石 探索新知 在上述超声波的应用中，哪些是利用声音传递信息？哪些是利用声音传递能量？ 传递信息： 回声定位、B超诊断、金属探伤、测速等 传递能量： 超声波清洗、超声波焊接等 典例分析 例1 小有一种导盲杖，其工作原理是利用内置的声波传感器发射___________（超声波或次声波），通过计算声波反射时间确定障碍物位置，再通过震动来提示盲人前方有障碍。 超声波 【解析】超声波具有方向性好、穿透能力强、易获得集中声能的特点，能够通过反射精准测定障碍物位置，适配导盲杖近距离检测障碍的需求；次声波频率低、方向性差，无法满足精准定位的要求，因此导盲杖选用的是超声波。 典例分析 例2 “奋斗者”号是我国自主研发的万米载人潜水器。如图所示，下潜前“奋斗者”号利用声音可以在__________中传播，通过声呐系统向海底竖直发射__________（选填“超声波”或“次声波”）进行探测。 液体 超声波 【解析】声音的传播需要介质，可以在固体、液体、气体中传播，潜水器在海中探测海底，声音需要通过液体（海水）传播。 超声波具有方向性好、穿透能力强的特点，声呐测距探测就是利用超声波的特性工作。 知识点3 次声波 探索新知 次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生次声波，如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸等。 地震 台风 海啸 火山爆发 探索新知 人为产生次声波的现象也很多，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行和列车行驶等都会产生次声波。 核爆炸 火箭发射 飞机飞行 列车行驶 探索新知 次声波的特点和危害 次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被建筑物遮挡，因而可以传播得很远。 较强的次声波会对人体产生严重损害，使人恶心、神经衰弱甚至内脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 次声波武器 探索新知 次声波的利用 目前，科学家正在研究、监测和控制次声波，以便有效避免它的危害，或从次声波中获取信息来预报地震、台风等。风暴生成后产生的次声波，传播速度远大于风暴移动速度，人们根据监测到的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。人们还通过研究次声波在大气层中传播的特性，来探测某些大规模气象过程的性质和规律，预报沙尘暴、龙卷风等。 典例分析 例3 下列有关次声波的事实描述中，说法不正确的是（　　） A．通过监测次声波，可预报海啸、台风 B．火山爆发、地震、海啸、雷电均能产生次声波 C．次声波可以传得很远，但不容易绕过障碍物 D．次声波的频率低对人体有伤害作用 C 【解析】AB．火山爆发、地震、海啸、雷电等自然灾害均能产生次声波，所以可以通过监测次声波来预报海啸、台风，故AB正确，不符合题意； C．次声波的频率低，波长较长，容易绕过障碍物，传得很远，故C错误，符合题意； D．次声波的频率低对人体有伤害作用，所以不能长期接触次声波，故D正确，不符合题意。 故选C。 典例分析 例4 下列说法中不属于利用声音传递信息的是（     ） ①医生用听诊器检查心、肺；②用超声波粉碎结石；③蝙蝠发出超声波觅食；④敲响的鼓面吹灭蜡烛；⑤工人听铁轨传声判断螺栓是否松动；⑥人听广播、录音。 A．②④⑤ B．②④ C．②③ D．②③④ B 【解析】①医生通过听诊器听心、肺发出的声音来判断身体状况，利用声音传递信息； ②用超声波粉碎结石，利用声音传递能量； ③蝙蝠根据超声波的回声确定猎物位置，利用声音传递信息； ④敲响的鼓面吹灭蜡烛，利用声音传递能量； ⑤工人根据铁轨传来的声音判断螺栓是否松动，利用声音传递信息； ⑥人听广播、录音，利用声音传递信息。因此，不属于利用声音传递信息的是②④。故选B。 课堂小结 课堂小结 人耳听不到的声音 次声波 超声波 预测地震、台风、海啸等 次声波武器 超声波清洗 超声波碎石 B超 声呐 回声定位 课堂练习 课堂练习 1．医生用听诊器诊断病情，是利用了声音可以传递______；倒车雷达利用_______（选填“超声波”或“次声波”）探测障碍物，帮助司机倒车。 信息 超声波 【解析】声音的利用分为传递信息和传递能量两类，医生通过听诊器获取人体内部的声音来判断病情，属于利用声音传递信息； 超声波具有方向性强、易反射的特点，适合用于近距离探测障碍物，倒车雷达正是利用该特性工作。 课堂练习 2．某种昆虫的翅膀在2min内振动了600次，它振动的频率是 _____Hz。如果借助扩音器把这种声音放大，则人耳 _______（选填“能”或“不能”）听到。曾经印尼地震引发了海啸，造成巨大人员伤亡和财产损失，远在数百公里以外的有些人感到恶心、胸闷，这是由于地震和海啸发生时产生的 ________而引起的。 5 不能 次声波 【解析】频率是发声体每秒振动的次数，时间12min=120s 振动的频率600次/120s=5Hz 人耳的听觉频率范围为20Hz~20000Hz，该昆虫翅膀振动频率为5Hz，低于人耳听觉下限；扩音器仅放大声音的响度，不会改变声音的频率，因此人耳不能听到。 地震和海啸发生时会产生次声波（频率低于20Hz的声波），次声波会对人体的平衡器官造成影响，使人出现恶心、胸闷等症状。 课堂练习 3．我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者”号安装有声呐设备，声呐能通过发射和接收________信号来发现障碍物。该潜水器能在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声音可以在_________中传播，且能传递________。 超声波 【解析】声呐设备是通过发射和接收超声波来探测障碍物的，超声波具有方向性强、穿透能力强的特点，适合在海洋环境中进行探测工作。 潜水器在漆黑的深海中借助声呐避障，声音是通过海水传播的，这说明声音可以在水（或液体）中传播。 通过声呐获取障碍物的位置等相关信息来实现精准避障，这体现了声音能够传递信息。 水 信息 课堂练习 4．随着医疗水平的发展，医院里通常使用超声波雾化技术将药物（溶液或粉末）分散成微小的雾滴或微粒，使其悬浮于气体中，并进入呼吸道及肺内，达到良好疗效，此过程中（     ） A．雾化机发出的超声波是由物体振动产生的 B．雾化机发出的超声波不能通过空气传播 C．人听不到超声波，是因为超声波的响度太小 D．超声波雾化药物说明了声音能够传递信息 【解析】A．所有声音（包括超声波、次声波这类不可听声）都是由物体振动产生的； B．超声波属于声波，声波可以在空气这种介质中传播； C．人听不到超声波是因为超声波频率高于20000Hz，超出人耳听觉范围，不是因为响度太小； D．超声波雾化药物，是利用超声波的能量打散药物，说明声音能够传递能量，不是传递信息。 A 课堂练习 5．如表是几种动物的听觉范围，在远离震中的地方能接收到地震所产生的次声波的是（　　） A．蝙蝠 B．海豚 C．猫 D．大象 D 部分动物的听觉范围 蝙蝠 1000~120000Hz 海豚 150~150000Hz 猫 60~65000Hz 大象 1~20000Hz 【解析】次声波是频率低于20Hz的声波，由表格中数据可知，只有大象的听觉范围包含了次声波的频率范围，所以只有大象在远离震中的地方能接收到地震所产生的次声波。故选D。 课堂练习 6．关于声音的利用，下列说法正确的是（     ） A．用超声波击碎人体内的结石是利用了声音可以传递信息 B．倒车雷达的原理与蝙蝠的“回声定位”不相同 C．通过灵敏的声学仪器接收超声波等信息可判断地震的方位和强度 D．城市里安装噪声监测装置，是通过声音的强弱等级来反映噪声大小的 D 【解析】A．超声波击碎人体内结石，是利用声音可以传递能量，不是传递信息，故A错误； B．倒车雷达和蝙蝠的“回声定位”原理相同，都是利用超声波反射获得障碍物信息，故B错误； C．地震发生时会伴随产生次声波，是通过接收次声波判断地震的方位和强度，不是超声波，故C错误； D．噪声监测装置的作用就是通过测量噪声的强弱等级，反映噪声的大小，故D正确。 故选D。 课堂练习 7．如图是一种能发出超声波的电动牙刷，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电动牙刷发出的超声波。下列说法正确的是（     ） A．超声波不是声波 B．超声波的频率低于20Hz，所以人听不到 C．超声波是由于物体振动产生的 D．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播 C 【解析】A．超声波属于声波，是频率高于20000Hz的声波，故A错误； B．频率低于20Hz的是次声波，超声波的频率高于20000Hz，超出人耳听觉范围所以人听不到； C．所有声波都是由物体振动产生的，超声波属于声波，因此也由物体振动产生，故C正确； D．超声波可以在空气中传播，人听不到超声波是因为它的频率超出人耳的听觉范围（20Hz~20000Hz）。 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 数字控频音频实验室 精确输入频率 (0-40000Hz)，实时观察波形变化 点击启动引擎 启动音频引擎 目标频率 (Hz) Hz 范围: 0 - 40,000 高频警告 波形类型 正弦波 方波 锯齿波 三角波 主音量 10% $