3.1 声音的产生和传播（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理课件聚焦声音的产生和传播，以琵琶弹奏情境导入，通过拨动皮筋、扬声器发声等实验归纳振动产生声音，再探究固体、液体、气体传声及真空不能传声，结合声波概念、声速影响因素与回声应用，构建从产生到传播的知识支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维，通过橡皮膜振动放大（转换法）、真空罩实验（科学推理法）等培养探究能力，结合视频演示及神舟航天员交谈、身高测量仪等实例，强化物理观念。系统小结与分层练习助力学生构建知识体系，教师可借助丰富实验与实例提升教学效果。

物理八年级上册 沪科版五•四学制 第3章 声现象 第1节 声音的产生和传播 学习目标——本节主要内容和行文逻辑 1. 通过节首图展示弹奏琵琶的情境，引出声音产生和传播的问题。 2. 通过观察不同发声体发声的例子，归纳发声体发声时的共同特征。 3. 通过实验探究，了解声音传播需要介质、声速的大小与介质有关。 教学重难点 教学难点 教学重点 声音的产生和传播条件。 声波的概念。 课堂引入 声音是如何产生、传播，并被我们听到的呢？ 我国的民族乐器种类繁多，常见的有古筝、古琴、琵琶等。如图所示，用手指拨动琴弦，就能听到悠扬婉转的声音。 知识点一 声音的产生 知识点一：声音的产生 图示 实验过程 实验现象 1. 现象探究：声音是如何产生的 将碎纸片放在扬声器的纸盆上，播放音乐，使扬声器发声；停止播放音乐 碎纸片跳动，扬声器纸盆振动发声；振动停止，发声也停止 拨动紧绷在笔盒上的皮筋 皮筋振动，能听到皮筋发出的声音 图示 实验过程 实验现象 知识点一：声音的产生 将橡皮薄膜绷紧在杯口上，在橡皮膜上放几粒泡沫塑料颗粒，用手指敲击橡皮膜 能听到橡皮膜发出“嘭嘭”声；观察到泡沫塑料颗粒弹跳起来 在音叉的叉臂上固定一根钢针，敲击音叉，再用熏黑的玻璃片迅速滑过针尖 玻璃片上会出现如图 所示的锯齿状划痕 知识点一：声音的产生 探究分析： 我们听到橡皮筋的声音是橡皮筋的振动产生的；扬声器的声音是由纸盆的振动产生的；音叉的声音是音叉振动产生的。由此可见，声音是由物体振动而产生的，物体不振动就不会产生声音。 探究结论：声音是由物体的振动产生的. 2. 声源 物理学中，把正在发声的物体称为声源。当声源停止振动，物体也就停止发声。 知识点一：声音的产生 3. 探究方法 （1）转换法 将橡皮薄膜绷紧在杯口上，用手指敲击橡皮膜，能听到橡皮膜发出“嘭嘭”声，但是观察不到橡皮膜的振动，怎样才能显示这种微小振动？ 若在橡皮膜上放几粒泡沫塑料颗粒，再敲击橡皮膜，听到声音的同时看到泡沫塑料颗粒弹跳起来，泡沫塑料颗粒能够把橡皮薄膜的振动放大，这种研究方法在物理上叫做转换法。 知识点一：声音的产生 （2）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。 发声的物体在振动 知识点一：声音的产生 4. 物体振动时发声的事例 （1）乐器的发声 弦乐器靠弦的振动发声；管乐器是靠空气柱振动发声；打击乐器是靠乐器自身的振动发声。 知识点一：声音的产生 （2）一些动物的发声部位 ●蝉（雄性）是通过腹部的发声器官来发声的 ●蝈蝈后背长有透明膜状发声薄片，靠翅膀高速振动摩擦产生声音 ●蚊子飞行时，是通过翅膀的迅速振动发出的 知识点一：声音的产生 演示实验——《观察发声的物体》 知识点一：声音的产生 【例题1】探究“声音是怎样产生的”实验中，侯老师将正在发声的音叉放入水中，这样做主要是为了（　　） A．延长音叉的振动时间 B．使音叉的振动尽快停下来 C．观察水振动发声情况 D．将音叉的微小振动放大，便于观察 D 【解析】音叉发声时的振动较难观察，侯老师将正在发声的音叉放入水中时，音叉溅起了水花，这样做主要是将音叉的微小振动进行了放大，便于观察现象。 故选D。 知识点二 声音的传播 知识点二：声音的传播 （1）探究固体、液体和气体是否能传声 图示 实验过程 实验现象与结论 将发声的扬声器对准烛焰。观察烛焰的摆动情况 将发声的蜂鸣器放在课桌上，一侧耳朵紧贴在桌面，另一侧耳朵用手塞住 随着扬声器发出有节奏的声音，烛焰随之摆动。烛焰处的空气受到了扬声器上薄膜振动的影响 一侧耳朵紧贴在桌面上，能听到蜂鸣器的声音，表明课桌能传播声音 1. 声波 知识点二：声音的传播 图示 实验过程 实验现象与结论 把发声的音乐芯片用塑料纸包好浸入水中，站在桌旁是否能听见水中音乐芯片发出的音乐声 站在桌子旁边的人能听见水中音乐芯片发出的音乐声。表明水可以传播声音 探究归纳 （2）介质：固体、液体、气体都可以成为传播声音的介质。 知识点二：声音的传播 视频演示——《探究声音能否在液体和固体传播》 知识点二：声音的传播 水波 声波 图示 分析 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。 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 （3）声波 声源的振动在介质中的传播，叫做声波。 知识点二：声音的传播 【进行实验】把正在发声的扬声器放入连接抽气装置的透明玻璃罩中。隔着玻璃罩，能听到扬声器发出的声音，并能看到扬声器上方的泡沫塑料颗粒不断跳动。逐渐抽出玻璃罩内空气，再打开阀口让空气重新充入玻璃罩内。 在此过程中，听到的声音有什么变化？泡沫塑料颗粒的跳动情况如何变化？ 2. 实验探究: 真空是否能传声 【现象与分析】以上实验中，扬声器上的泡沫塑料颗粒始终在跳动，说明扬声器一直在振动。在玻璃罩外听到的声音随玻璃罩内空气的减少而变弱，说明声音的传播需要介质。声波无法在真空中传播。 【实验结论】声波无法在真空中传播。 知识点二：声音的传播 演示实验——《真空罩中的闹钟》 知识点二：声音的传播 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。 在这里运用了科学推理法，又称理想实验法。 声音越来越小 知识点二：声音的传播 事实上闪电和雷鸣是同时发生的，但我们却先看到闪电，后听到雷声。这是为什么呢？ 说明远处的声音传到我们耳朵需要一段时间，即： 声音的传播有一定的速度。 想一想： 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? 知识点二：声音的传播 介质 声速/（m·s-1） 介质 声速/（m·s-1） 空气（0℃） 332 冰 3230 空气（15℃） 340 松木 3320 空气（30℃） 349 大理石 3810 纯水（25℃） 1493 钢铁 5200 海水（25℃） 1533 玻璃 5000⁓6000 3. 声速 （1）声速：声波传播的距离与传播时间之比称为声音的传播速度。 （2）一些介质中的声速 知识点二：声音的传播 （3）影响声速大小的因素 ①声速与介质的种类有关 声音在不同介质中传播的速度一般是不同的。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（即一般情况v固>v液> v气）。 ②声速与介质的温度有关 声音在介质中的传播速度与介质的温度有关。常温（15ºC）下声音在空气中的传播速度是 340m/s，在30ºC环境中声音在空气中的传播速度为349m/s。 知识点二：声音的传播 4. 回声 （1）概念：声音在介质中传播，遇到障碍物时，一部分被反射回来，形成回声。 （2）辨别回声与原声 ①听到回声的条件（时间间隔） 如果传到人耳的前后两次声音的间隔超过0.1s，人耳就能把回声和原声区分开；如果小于0.1s，回声和原声混在一起，使原声加强，此时人耳分辨不出原声和回声。 所以，在屋子里讲话听起来比较响亮，在操场上讲话，听起来就小多了。 知识点二：声音的传播 ②听到回声的条件（距离） 发出的声音经过较长的时间（大于0.1s）回到耳边，人耳才能把回声与原声区分开。 声音0.1s内通过的距离 s=vt=340m/s ×0.1s=34m 所以人距障碍物间距离至少 s0=17m 知识点二：声音的传播 （3）回声应用 ①测距 当声源静止时，声音从出发到再回到声源处所走过的距离是声源到障碍物距离的两倍。则两地距离： s= v声t 其中v声为声音的传播速度，t 为声源从发声到接收到回声的时间。 在生产生活中广泛应用了回声。例如，利用回声探测水中鱼群、水下礁石或潜水艇等。 s= v声t 知识点二：声音的传播 ②音乐厅的设计 在音乐会上如果有太多的回声则会干扰音乐的效果，所以，现在人们在设计音乐厅、礼堂等建筑时，通过采用不同吸声材料、设置适当反射壁等方式，使观众听到的声音更加清晰、饱满。 ③回声的防止 会议厅等场合的回声会使人听到多重声音，不利于接收信息，严重时会对人的听觉系统造成危害。所以会议厅的墙壁常做成凹凸不平的形状，使到达的声音向各个方向反射，从而相互抵消一部分，减弱回声的影响。 国家大剧院音乐厅 知识点二：声音的传播 视频欣赏——《回声现象》 知识点二：声音的传播 （4）天坛——我国古代声学应用的奇迹 北京天坛是我国古代建筑的奇迹之一。最初建于明永乐十八年（1420年），是明清两代帝王祭天和祈谷的场所。天坛回音壁、三音石和圜丘堪称声学在建筑中应用的三大奇迹。 ①在回音壁，一人对着墙体说话，声音经过多次反射，另一人在回音壁的很多位置都能听到声音。 ②在三音石，人站在上面拍手，可以听见三次回音。 ③在圜丘，人站在中央台上说话会感觉声音特别洪亮，这便是因为回声与原声混在了一起。这三大奇迹皆巧妙应用了声音的传播与反射。 天坛回音壁示意图 知识点二：声音的传播 ①听到声音的过程： 耳郭相当于一个声波收集器，声波传入耳道中，引起鼓膜振动，鼓膜的振动通过听小骨传至耳蜗，然后通过听觉神经将信息传到大脑，产生听觉。 （5）我们是怎样听到声音的 人耳的结构示意图 耳郭→耳道→ 鼓膜振动→听小骨→耳蜗→听觉神经 知识点二：声音的传播 ②骨传导 讲话时，声带的振动往往经过牙床、上下颌骨等传入内耳，引起听觉。 图中的骨传导耳机借助头骨的振动，将声音信号传递到耳蜗和听觉神经。 在嘈杂环境中，人们会不自觉地把耳机音量调大。长期佩戴耳机，不论是入耳式耳机还是骨传导耳机，都会对听力造成伤害。 骨传导耳机 知识点二：声音的传播 【例题2】小明用如图所示装置“探究真空能否传声”的实验。 （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）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变 ____； （3）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 _____；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了；说明声音的传播需要______，真空______传声。 大 小 小 介质 不能 知识点二：声音的传播 【解析】（1）逐渐抽出玻璃罩内的空气时，传声的介质越来越少，声音传播能力减弱，因此听到声音的响度逐渐变小。 （2）空气重新进入玻璃罩后，传声的介质变多，声音传播能力恢复增强，因此听到声音的响度逐渐变大。 （3）如果玻璃罩内被抽成真空，没有传声的物质，就听不到声音，因此可得结论：声音的传播需要介质，真空不能传声。 知识点二：声音的传播 【例题3】小芳在长为884m的空心金属管的一端敲击一下，在另一端的小刚先后听到两个声音，两声相隔2.43s。 （1）在另一端的小刚先听到声音是通过________（选填：“空气”或“金属管”）传播的。 （2）通过空气传播的时间是多少秒？ （3）声音在金属管中的传播速度是多大？ （4）该金属管可能是由什么材料制成的？（此时气温约为15℃）。 下表为一些介质中的声速v（m/s） 2.6s 金属管 5200m/s 金属管是铁制成的 空气（0） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 煤油（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 知识点二：声音的传播 【解析】（1）声音在固体中的传播速度最快，声音在空气和金属中通过的路程一定，在金属中传播所需的时间最短，所以最先听到通过金属传播的声音。 （2）声音在空气中传播所用的时间 （3）由题意可知，小刚听到的两个声音时间间隔为2.43s，结合小问2解析可以计算出声音在金属中传播所用的时间为t金属=t空气-2.43s=2.6s-2.43s=0.17s 进而推算出声音在金属中的传播速度为 （4）用小问3中推算出的声音在金属中传播的速度与表格中的数据进行对比，可以得出金属管是铁制成的。 课堂小结 课堂小结 声音的产生和传播 由物体的振动产生，发声物体统称为声源. ①声音的传播需要介质；声音可以在固、液、气体中传播；真空不能传声. ②声波：声源的振动在介质中的传播叫做声波. ③声速：描述声音在介质中传播的快慢. ④影响因素：与介质的种类、温度有关. ①回声：声音在介质中传播，遇到障碍物时， 一部分被反射回来，形成回声. ②听到回声的条件：人耳区别原声和回声的最短时间间隔 0.1s，障碍物与发声体最短距离17m. ③回声的应用：回声测距、加强原声等. 传播 回声 产生 课堂练习 课堂练习 【解析】由于音叉振动的幅度过小，人眼无法直接观察和区分，所以用“转换法”将这个实验效果进行放大，当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时，音叉的振动将泡沫塑料球弹开，即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动，以便于观察和进一步的研究，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 1. 在演示声音是由物体的振动产生的实验中（如图），刘杰同学将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球，球被多次弹开。在此实验中，泡沫塑料球的作用是（　　） A．使音叉的振动尽快停下来 B．使音叉的振动时间延长 C．将音叉的微小振动放大，便于观察 D．使声波多次反射，形成回声 C 课堂练习 【解析】A．航天员在太空中声带依然可以振动发声，故A错误； BC．声音的传播需要介质，超声波也不例外，太空中是真空，不能传递超声波，故B正确，C错误； D．航天员的发声音调高低与能否在舱外面对面交谈无关，故D错误。故选B。 2. 3月16日，神舟二十一号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，如图所示。航天员在舱外不能面对面交谈的原因是（　　） A．太空中航天员的声带无法振动发声 B．太空中没有空气，不能传声 C．太空中只能传递超声波 D．航天员的发声音调太低 B 课堂练习 【解析】A．声音由物体振动产生，马蹄踩踏地面会使大地振动发声，故A正确； B．声音可以在固体、气体中传播，因此马蹄声可以同时通过大地和空气传播，故B正确； CD．一般情况下，固体传声的速度远大于气体，通过大地能更早听到马蹄声，故C正确，D错误。故选D。 3. 古代士兵为了防止敌人夜袭，常常趴在地上听声音，就能及早发现远处的骑兵。下列说法错误的是（　　） A．马蹄踏在地面上，使大地振动发声 B．声音可以通过大地和空气同时传播 C．大地传播声音的速度比空气快，所以能更早听到 D．马蹄声在空气中的传播速度比在大地中快 D 课堂练习 【解析】该同学头顶距离感应器的高度是 该同学的身高为2.5m-0.85m=1.65m。故选B。 4. 图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，经下方人的头顶反射后返回，被感应器接收，已知感应器与测高台的距离为2.50m，空气中的声速为340m/s，某同学站在测高台上，感应器记录从发射信号到接收信号所经历的时间为5×10-3s。则该同学的身高为（　　） A．0.85m B．1.65m C．1.70m D．2.50m B 课堂练习 5. 小明同学探究“声音的产生”的装置如图所示，将音叉靠近系在细线上的乒乓球。 （1）当小明同学用小锤敲击音叉的时候，既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球________，通过实验现象得出的结论是________。 （2）乒乓球在实验中的作用是____________________。这种研究方法叫作_____（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）若将此实验移到月球表面去做：听到的声音和看到 的现象分别是什么？________（填字母）。 A．既能听到声音，又能看到乒乓球被弹开 B．不能听到声音，但能看到乒乓球被弹开 C．既不能听到声音，也不能看到乒乓球被弹开 把微小的振动放大 被弹开 声音是由物体振动产生的　 转换法 B 课堂练习 【解析】（1）当敲击音叉时，发声的音叉在振动，会将接触它的乒乓球弹开，由此实验可直接得出结论：声音是由物体振动产生的。 （2）音叉的振动幅度很小，无法直接用肉眼观察清楚，乒乓球可以把音叉的微小振动放大，方便观察。 这种将不易观察的物理现象转换为容易观察的现象的研究方法叫做转换法。 （3）月球表面是真空环境，真空不能传声，因此听不到声音；但敲击音叉时音叉依然会振动，振动仍然可以弹开乒乓球，因此是“不能听到声音， 但能看到乒乓球被弹开”，故选B。 课堂练习 6. 声音在海水中的传播速度是1500m/s，为了开辟新航道，某装有回声探测仪的科学探测船前往该水域探测水下有无暗礁。如图所示，探测船发出的声音在0.6s后被探测船仪器接收。 （1）这种测量方法_______（选填“能”或“不能”）用来测量地球与月球之间的距离，请说明理由___________； （2）通过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？ 不能 450m 真空不能传声　 课堂练习 【解析】（1）声音的传播需要介质，真空不能传声；地球与月球之间为真空，声音无法在真空中传播，因此该方法不能测量地球与月球的距离。 （2）声音在海水中的传播速度为v=1500m/s，声音从发出到被接收的总时间为t总=0.6s，该时间是声音往返探测船与障碍物的总时间，因此声音从探测船到海底障碍物的单程时间为 t=t总/2 =0.6s/2=0.3s。 海底障碍物到探测船舱底的距离 s=vt=1500m/s×0.3s=450m。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练一练” 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 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 $