内容正文:
第二章 声现象
八年级物理上册 •人教版2024
第2节 声音的特性
学习目标
1.物理观念:了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。
2.科学思维:通过观察和实验,培养学生对声音的特性的感知。
3.科学探究:通过实验,进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
4. 科学态度与责任:通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象,使学生更加热爱科学;培养好奇心和求知欲,激发探究的热情,通过小组讨论和合作完成任务。
重点:
1.声音的三种特性及其影响因素。
难点:
音调和响度的区别,从声音的波形图分析三种特性方法。
教学重点和难点
导入新课
?
问题
播放一些各不同的声音,启发学生思考:这些声音有什么不同?怎样描述这些不同的声音?
我们一起走进《2.2声音的特性》。
音调
一
1. 音调
(1)定义:
物理学中把声音的高低,粗细叫做音调。
①比较牛与蚊子发出的声音有什么不同
描述词语: 高,低,
尖细,刺耳,浑厚,低沉
②这首歌曲中的男声和女声,他们的声音有什么不同?
男声粗、低,音调低。
女音细、高,音调高。
牛声粗、低,音调低。
蚊子音细、高,音调高。
女高音、男低音就是指音调,声音为什么会有音调高低的不同?什么因素决定音调的高低?
音调
一
1. 音调
(2)探究声音的音调与什么因素有关?
把一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,依次改变伸出桌边长度,从长变短,每次用同样力度拨动钢尺,听声音的高低是否变化。重复实验。
(1)现象:声音最开始低沉,越来越尖细。
(2)分析:钢尺伸出桌边长度越短,振动发声部分质量越小,振动越快。
结论:钢尺振动得慢越快,发出的音调越高;振动得慢,发出声音得音调就低。
控制变量法
音调
一
2.频率:
物体在1秒种内若振动100次,频率为100Hz。
3.频率决定音调高低:
振动得越快,则频率越高、音调越高;
振动得越快,则频率越低、音调越低。
①物理意义:用来描述物体振动的快慢。
②定义:物理学中用物体振动的次数与所用时间之比叫做频率。
③单位:赫兹 简称:赫 符号:Hz
1次/秒=1赫兹
音调
一
4.超声波与次声波
①多数人听到的频率范围是20Hz-20000Hz
②超声波:人们把高于20000 Hz的声波叫作超声波。
③次声波:把低于20Hz的声波叫作次声波,声音、超声波、次声波统称声。
正常人耳能听到的声音的频率范围
超 声 波
次 声 波
低于20HZ
高于20000HZ
一只蚊子从你耳旁飞过,你能听到它翅膀振动所发出的声音。可是一只蝴蝶飞过你的耳旁时,你却听不见,这是为什么?
蝴蝶翅膀的振动频率小于10HZ,发出的是次声波,人听不见。
蚊子的翅膀振动频率为500~600HZ,发出的是可听声。
音调
一
声音的产生
一
5.波形的疏密程度表示音调高低
音调越高,波形越密集
音调越低,波形越疏散
响度
二
声音有音调高低不同,还有什么特性呢?
1.定义:声音的大小或强弱叫做响度。
声音有音调的不同,也有强弱的不同。
例如,用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。
响度
二
2.探究响度的大小与物体的振动之间存在什么关系?
用不同的力度敲击音叉,听音叉发出声音的响度,观察乒乓球被弹开的幅度。
结论:振动的幅度越大,声音响度越大,振幅越小,声音响度越小。
2.振幅:物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。
物体在振动时,偏离原来位置的最大距离叫做振幅。
3.影响响度大小的因素
响度
二
①响度的大小与振幅有关:
②响度的大小与发声体的远近有关:
增大声音响度的方法
·增大振幅(加大音量)·减小声音分散(喇叭)
喊话器
听诊器
响度
二
甲 乙
4.用波形图表示响度的大小
振幅大,响度大
物体的振幅越大,响度越大;反之,振幅越小,响度越小。
振幅小,响度小。
视频演示
《比较不同响度声音的波形图》
响度
二
音色
三
这是不同的乐器演奏同一首乐曲。你能够分辨出它们是哪种乐器发出的吗?
请欣赏古典音乐《梁祝》
我们能分辨不同乐器发声,是因为它们的音色不同。
不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。
1.定义:反映声音的品质与特色。
音色
三
2.影响音色的因素:
我们根据声音的音色可以分辨:不同人的讲话的声音、不同乐器发出的声音。
模仿声音最难的是模仿音色
发声体的材料、结构决定
3.音色的理解
① “闻其声而知其人”就是利用音色不同来辨别的。
②“声纹锁”利用音色来解锁。
③听声音判断西瓜的成熟情况
④铁路工人通过听声音判断轨道螺丝是否松动
音色
三
音色
三
4.不同乐器声音的波形图
从波形可知:波的形状不相同,即音色不同。
乐音和乐器
四
!
课堂延伸
1.乐音:声音是多种多样的。许多声音悠扬、悦耳,听到时感觉非常舒服,例如歌声、演奏家演奏的乐曲声。这类声音都是乐音。
编钟:战国时代的乐器,敲击大小不同的钟,能发出不同的音调
从钢琴和长笛的波形图中可以看出,乐音的波形是有规则的。
2.乐器:
所有乐器的物理原理都是通过振动发出声音。
①打击乐器:
锣、鼓等收受到打击时产生声音。
以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。击鼓的力量越大,鼓皮的振动幅度就越大,声音就越响亮。
乐音和乐器
四
②弦乐器:
古琴、琵琶、二胡、小提琴和钢琴等乐器通过弦的振动发声。
长而粗的弦发声的音调低,短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高,不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大,声音就越响。
!
课堂延伸
③管乐器:
箫和笛等乐器,包含一段空气柱,吹奏时空气柱振动发声。
手指在不同的音孔上,就会改变空气柱的长度,从而改变音调。长的空气柱产生低音,短的空气柱产生高音。
乐音和乐器
四
!
课堂延伸
【例题1】在鼓面上撒一些细沙,敲鼓时会发现越使劲敲鼓,听到的声音与细沙的情况是( )
A.声音越响,振动得越快 B.声音越响,振动得越慢
C.声音越响,振动得越高 D.声音越响,振动得越低
典型例题
C
【例题2】如图1所示,将一把钢尺紧按在桌面边缘,一端伸出约为尺长的一半,拨动钢尺,听它发出的声音,并观察它的振动情况。然后减小钢尺伸出长度约为尺长的1/4,再次实验,得到的结论是( )
A. 振动快慢不变 B. 振动变慢 C. 频率变高 D. 频率变低
C
【解析】钢尺伸出桌面的长度越短,振动越快,频率越高,音调越高。所以选项C正确。
【例题3】如图所示,将钢尺的一端紧按在桌面上,另一端伸出桌边,拨动钢尺改变钢尺伸出桌面的长度和拨动钢尺的力度,将钢尺发出的不同声音信号输入示波器,显示的两种不同波形如图甲、乙所示。下列对各种情况的比较正确的是( )
A.甲波形图的音调比乙低 B.甲波形图的响度比乙大
C.用较小的力拨动钢尺时,对应的是甲波形图
D.钢尺伸出桌面的长度较长时,对应的是甲波形图
B
典型例题
典型例题
【例4】根据图2所给信息,判断下列说法正确的是( )
A.蝙蝠可以发出频率为400Hz的声音
B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C.15Hz的声音只要振幅足够大,人耳是能听到的
D.人听觉频率范围比人发声频率范围要大
D
【例题5】将话筒安在示波器的输入端,将三种声音输入,且发出声音的时间相同,根据波形分析:(选填“频率”、“振幅”、“音调”、“响度”、“音色”)
(1)甲和丙相比,甲振动的 大,所以 高;
(2)甲和丁相比,甲振动的 大,所以 大;
(3)甲和乙相比,两者的 不同。
【解析】从声音波形可以看出:甲丙比较,甲振动的快,频率高,音调高;甲丁比较,甲的振幅大,甲的响度大;甲乙的波形图不同,故音色不同。
典型例题
频率
音调
振幅
响度
音色
声音的特性
音调
1.定义:指声音的高低(声音的粗细);
2.影响因素:由发声体振动的频率决定, 振动频率越高,音调就越高,频率低则音调低。
3.频率:物体1s内振动的次数。单位:Hz.
响度
音色
1.定义: 声音的强弱(声音的大小);
2.影响因素:由发声体振动的振幅和距发声体的远近决定。振幅越大,响度越大;离发声体越远,响度越小。
3.振幅:物体振动的幅度。
课堂小结
1.定义: 声音的特色、品质;
2.影响因素:不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。
3.音色与振动的幅度、快慢无关。
课堂练习
2.下列关于声音的说法中不正确的是 ( )
A、“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
B、“隔墙有耳”说明固体也能传声
C、“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D、“轻声细语”主要说明声音的响度小
A
1.男低音独唱时由女高音轻声伴唱,对二人声音的描述正确的是( )
A. 男低音比女高音音调低、响度大
B. 男低音比女高音音调低、响度小
C. 男低音比女高音音调高、响度大
D. 男低音比女高音音调高、响度小
A
课堂练习
3.医生用听诊器诊病是因为( )
A.听诊器能使振动的振幅增加,响度增大
B.听诊器能提高发声体的频率,使音调变高
C.听诊器能减小声音的分散,使传入人耳的响度更大些
D.听诊器能缩短听者和发声体间的距离,使传入人耳的响度更大些
C
课堂练习
4.2022年元宵晚会我国航天员王亚平在中国空间站用古筝弹奏《茉莉花》,为全国人民送上太空音乐祝福,“此曲只应天上有,人间能得几回闻”。完成以下问题:
(1)琴弦的长短不同,发出声音的_______不同;
(2)演奏古筝时通过弦的_______发声;
(3)拨动同一琴弦的力越大,发声的_______越大。
振动
音调
响度
课堂练习
5.如图所示,这是声音输入到示波器上时显示的波形。其中,图甲和图乙表示的声音 相同,即在相同的时间内发声体振动的次数相同;图乙和图丙表示的声音的 相同,即发声体振动的幅度相同。
响度
音调
课堂练习
6.如图所示,将塑料刻度尺的一端紧压在桌面上,另一端伸出桌面,拨动刻度尺使之振动,听塑料尺振动时发出的声音.
(1)实验通过改变 来改变声音的响度,
通过改变 来改变声音的音调.
(2)换用钢尺做此实验,钢尺伸出桌面的长度、振动幅度和频率
与塑料尺均相同时,听到声音的主要差异是 (选填“响度“音调”
或“音色”)不同.
(3)实验设计隐含的物理方法是比较法和 法.
(4)实验中当刻度尺伸出桌面的部分超过一定长度时,无论如何用力拨动也听不到声音.原因是 .
拨动塑料尺的力度
塑料尺伸出桌面的长度
音色
控制变量
刻度尺振动得太慢,产生的是次声波,人耳无法听到
书后习题
1.某种昆虫靠翅的振动发声。如果这种昆虫的翅在 2 s 内振动了 700 次,频率是多 少?人耳能听到吗?
2.生活中经常用“高”“低”来形容声音,如“女高音”“男低音”“引吭高歌”
“低 声细语”。这 4 个词语中的“高”“低”描述的各是声音的哪些特性?
解:昆虫的翅在2s内振动了700次,振动频率
人耳能听到 20Hz 到 20000Hz 范围内的声音,由于该昆虫翅振动的频率为 350Hz,在人耳能听到的范围内,所以人耳能听到。
答:“女高音”中的“高”和“男低音”中的“低”指的是声音的音调。
“引吭高歌”中的“高”和“低声细语”中的“低”指的是声音的响度。
书后习题
3.曲笛是一种竹笛,它的音域和二胡的相近。当曲笛和二胡轮奏某乐曲时,我们可以根据声音的哪个特性来区分这两种乐器?曲笛和二胡演奏同一个音高时,波形有什么相同和不同之处?
4.观察一件乐器。它是由什么振动发出声音的?又是怎样改变音调和响度的?
答:可以根据声音的音色来区分这两种乐器。曲笛和二胡演奏同一个音高时,声波的频率相同,形状特征不同。
答:鼓是通过鼓皮的振动来发出声音的。通过鼓皮的薄厚、鼓皮松紧、鼓面的大小来改变振动的的快慢,从而改变音调;通过改变敲打的力量,改变鼓皮的振幅,从而改变响度。
书后习题
5. 示例 取八根吸管,分别将吸管底部塞满沾了水的棉花,再将吸管剪成不同的长度,平行粘在一张卡纸上,如图所示,用嘴吹管口,就会发出悦耳的声音。
感谢聆听!
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