初二物理——声现象

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初二物理——声现象主讲教师：王婷主审教师：何大衡【教学内容与目的要求】教学内容:声现象目的：1、知道声音是由物体振动发生的2、知道声音的传播需要介质，声音在不同介质中的传播速度不同3、知道声音在空气中的传播速度4、知道回声现象和回声测距的原理5、常识性了解音调、响度和音色是乐音的三要素6、乐音的音调跟发声体的振动频率有关7、响度跟发声体的振动幅和距发声物远近有关系8、不同发声体发出的乐音的音色不同9、常识性了解噪声和它的危害以及减弱噪声的途径【知识重点与学习难点】重点：1、声音的发生和传播是解释各种声现象的基础2、音调与频率的关系难点：1、声音靠物质来传播2、回声现象和回声测距的原理3、区别音调与响度【方法指导】一、声音的发生和传播声音是我们了解周围事物的重要渠道，声音是怎样发生和传播呢？1、通过对发声现象的观察知道发生体在振动，观察物体发声和不发声时有什么不同。同学们初学物理，对实验的观察和概括能力不强，因此要在老师的指导下明确观察目的，培养观察能力。例如观察“音叉使悬吊着泡沫塑料球弹开”的演示实验。同学们应先注意观察吊着的泡沫塑料球接触不发声的音叉时，球并不跳动；将音叉敲响，再使悬吊的泡沫塑料球接触音叉，这时泡沫塑料球跳动，且随音叉声音的停止而停止跳动。通过前后实验现象的对比，同学们应思考：球在什么情况下跳动？它为什么跳动？尽管我们没有直接看到音叉振动，但可以从泡沫塑料球的跳动推想出发声音的音叉在振动。这有利于培养同学们的观察能力和分析能力。为了直观地观察到发声物体怎样运动。且形成对振动的感性认识，同学们可以找一根橡皮筋，拨动拉紧的像皮筋，使之发声。就可以通过实验认识到拨动后的橡皮筋的这种往复运动叫振动，从而得出一切正在发声的物体都在振动的结论。“一切”两字有其广泛性，如发声的喉头、鸟、蟋蟀的发声器官、锣、鼓等乐器的发声。因此声音是由于物体的振动而产生的。1、声音的传播7 声音的传播要通过媒质，真空中不能传声实验是其论据。因此要仔细观察“真空铃”实验并记清楚。先让电铃持续发声，开动电动抽气机，这时听到电铃的声音逐渐减弱，直到听不见。停止抽气后，向玻璃罩内逐渐放入空气，这时电铃的声音又逐渐增强。液体和固体也能传播声音，同学们可结合自己熟悉的事例，或通过课本上的小实验来体会。声音的传播有反射回来的现象，很有趣。要学会利用回声测距、测深度的道理、学会计算。但要注意：时间往往给的是声音一次来回时间，求距离往往是发声物到某一目标的单程距离，因此要把时间除以2，这点在计算中有些同学常常疏忽大意。二、音调、响度、音色1、音调的学习使同学们知道声音的高低用音调表示。女高音就是音调高男低音就是音调低。音调的高低决定于发声体振动的频率，声源1秒钟内振动的次数叫频率，它反映振动的快慢，频率高，物体振动快。频率高，音调高。2、响度反映声音的大小响度的大小与振幅有关，还与离声源距离有关，越远声音越弱。3、音色也叫音品，是发声体的不同而造成的，我们可以根据音色不同，从而区别不同的声音。三、噪音凡是妨碍人们学习、工作、生活和其它正常活动的声音都属于噪声。噪声的计量涉及到声强的单位—分贝了解噪声的危害，减弱噪声可以下方面着手：1、在声源处减弱2、在传播过程处减弱3、在耳朵处减弱【例题选讲】1、声源：发声的物体叫声音，一切正在发声的物体都在振动，说出以下各种不同的声音是由哪些物体的振动而产生的：胡琴声、水滴入水声、蚊子嗡嗡声、口琴声答：胡琴声是弦振动而产生的，水滴入水声是水振动动产生的，蚊子嗡嗡声是蚊子的翅膀振动而产生的，口琴声是簧片振动而产生的。2、百米赛跑时，如果终点的计时员听见起跑点的枪声才开始计时，他计得的百米成绩是12.5秒，这个成绩准确吗？为什么？答：百米赛跑场上记时裁判从看到发令枪冒白烟开始记时，而不是听到枪声时记时。如果听到枪声才计时，因为光速比声速大，声音传播需要时间多，这样少计了些时间，实际成绩应比12.5秒多一些。因此12.5秒的成绩不准。3、录音室的墙壁贴有一层松软的材料，有什么作用？答：物体除了能反射声波，还能吸收声波。特别是软的和多孔的材料，吸收声波的效果很好。播音室的墙壁和地面都要用吸收声波好的松软材料来把室内一些杂音吸收掉，减少杂音对正常音的干扰，提高录音质量。7 4、一根充满水的长钢管的一端被敲击后，站在钢管另一端的人能听到几次敲击声？答：不同物质传播声音的速度不同，钢最快，空气最慢，三种煤质，钢、水、空气先后把声音传播到另一端，就会使人听到三次敲击声。5、要使二胡发出的声音的音调变高，应采取的办法是（）A、把弦拉得紧些B、把弦放松些C、增加发声部分的长度D、用更大的力拉琴解析:声音的音调高低由声源振动的频率决定,而琴弦振动的频率与弦线的长短、粗细、松紧有关，弦线越紧频率越高，音调越高，故选A。6、如果把书卷成小筒，对着筒讲话，声音就可以传得远些。你知道其中的道理吗？为什么有的扬声器要装一个喇叭形的号筒？医生常常用听诊器对病人作检查？答：声音在空气中传播是以声源为中心，向四面方传播的，距离越远，响度越小。用喇叭形的传声筒传声，可以使声音在传声筒所指的方向得到加强，也就能传得更远。声音如能沿着管子传播，就更加集中了。响度减小得慢，扬声器的喇叭，医生用的听诊器就是利用了这个道理。7、马戏团的驯狗员用一种特殊的信号驯狗，而观众又不能发觉这些信号，你能说出这其中的奥吗？答：人和动物都靠耳内鼓膜的振动听到声音，鼓膜的结构决定了听觉的范围。频率低于20赫兹和高于2000赫兹的声波，都不能引起人的听觉。驯狗员用一种低于20赫频率的声音驯狗，狗能听到这种声音，而观众不能听到这种声音，这就是其中的道理。8、听朋友打来的电话，往往凭声音就知道是谁。这是为什么？答：不同的声源发出的声音，除了音调、响度之外，声音还有另一个特征—音色。听朋友打来的电话，凭声音就知道是谁，每个人的声音中音色不同。9、拧收音机的音量旋钮是在调节声音的（）A、音调B、响度C、音色解析：音量旋钮是控制声音大小的旋钮，声音的大小是响度问题，所以就选B。10、用直线把下列装置和它们的用途联系起来加大声音的响度录音机把声音传送到远处扩音机把声音记录下来电话减小声音的响度消声器11、要能区别自己的拍手声和高墙反射回来的回声，你至少要离高墙多远？解析：通常情况下，声音在空气中的传播速度v=340米/秒人耳能分辨前后两次声音的间隔至少为t=0.1秒∴s=12、观察者在闪电后5.5秒听到雷声，求打雷处与观察者之间的距离。解析：声音在空气中的传播速度通常可取340米7 /秒。实际上雷电是在看见闪电之前发生的，由于光速比声速大得多（约为声速的90万倍），光的传播时间可以忽略不计，故打雷处与观察者间的距离为：s=vt=340米/秒×5.5秒=1.9×103米13、第一次测定铸铁里的声速是在以巴黎用下述方法进行的，在铸铁管的一端敲一下钟，在管的另一端，听到两次响声，第一次是由铸铁传来的，第二次是由空气传来的。管长931米，两次响声相隔2.5秒，如果当时空气中的声速是340米/秒，求铸铁中的声速。解析：声音在铸铁里传播时间t1=声音在空气里传播时间t2=所以t1-t2=-由此得：v1=由于v2=340米/秒s=910米t2-t1=2.5秒所以v1==3.91×103米/秒例14、男同学一般总比女同学发出的声音沉闷，深厚，即音调一般比女同学低，其原因是因为男同学声带振动的频率与女同学相比（）A、较低B、较高C、一样D、时高时低解析：音调与发声物体振动频率有关，频率越高，音调越高。男女同学生理上的原因，声带厚薄和宽窄不同，通常男同学声带厚旦宽，振动频率较低，发出的声音音调也就比女同学低，故A正确。【同步练习】一、填空1、声音是由物体___________产生的。发声的物体叫____________。2、声音在空气中传播的速度大约是_________米/秒。人耳能分清前后的两个声音的时间间隔是大于0.1秒。要想听见回声，人离障碍物的距离应大于___________千米。3、乐音的三个特征是_________、__________、__________。4、物理学里，把物体在_______________________叫做频率，物体振动越_________，频率_________。5、物体的_________决定音调。_________越高，音调越____________。6、物体的____________决定响度，________越大，响度____________响度不仅跟__________有关还跟距离发声体的_________有关。7 7、我们能分辨出各种不同乐器的声音就是由于它们的_________不同。8、人的听觉范围是__________赫，低于这个频率范围的声音叫__________，高于这个频率范围叫_______。9、控制噪声主要着眼于________、_______、______三个环节。二、选择题1、以下说法中正确的是（）A、只有固体振动才能产生声音B、只有液体振动才能产生声音C、只有气体振动才能产生声音D、固体、液体或气体振动都能产生声音2、能传播声振动的介质（）A、只能是空气B、只能是气体C、只能是气体和液体D、以上说法都不对3、用超声波测海洋某处深度，已知超声波在海水中传播速度为1500米/秒。如果发出信号4秒后收到反射回来的声波。那么海洋深度约为（）A、1500米B、3000米C、6000米D、12000米4、将敲响的锣面用手一按，响声马上消失，这是因为（）A、声波全部传入人体B、声音的音调变低了C、声音的音调变高了D、锣面停止了振动5、要提高敲声的响度，应采取的办法是（）A、用较大的力击鼓B、用较小的力击鼓C、提高击鼓的速度D、放慢击鼓的速度6、铁路工人在检查火车的车轮和支承弹簧是否正常时，常用锤子敲敲就会找出故障，这主要是根据（）A、声音的响度来判断B、声音的音色来判断C、声音的音调来判断D、声音是否悦耳来判断7、好听的琴声是由于它的（）A、声调高B、音品好C、响度大D、传播快8、下列关于噪声的说法正确的是（）A、振动杂乱无章,无规律可循的声音B、对人的听觉和身心健康有害的声音C、响度在70分贝~100分贝的声音D、以上均为噪声三：问答题：1、北宋时代的沈括，在他的著作《梦溪笔淡》中记载着行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。沈括的这段记载有什么科学道理吗？2、用牙轻轻吸住铅笔上端，用手指轻敲铅笔下端，任意听这个敲声。然后张开嘴使牙不接触铅笔，而保持铅笔位置不变，手指用与前次同样的力轻敲铅笔下端。比较两次听到的敲击声，这个实验能说明什么问题？3、电子琴可以模仿钢琴，黑管，胡琴，提琴等各种乐器的声音进行演奏，试筒单说明其原理。四、计算题7 1、人在峡谷中喊叫会听到回声，若从出发声音到听到回声用1.5秒钟，求反射声音的山峰离喊话人有多远？2、人用锤子敲打一个物体，每秒钟敲击三下，另一个人恰在看到他举锤到最高点时，听到了声音，求观察者到敲物者之间有多远？3、在汽车行驶的正前有一座山崖，现在汽车以43.2千米／时的速度行驶，汽车鸣笛２秒后司机听到回声，问听到回声时，汽车距山崖多远？（设声速为３４０米／秒）【答案及提示】一、填空题１、振动；声源２、３４０；０.０１７３、音调；响度；音品４、一秒钟内振动的次数；快；高。５、振动频率；频率；高。６、振幅；振幅；越大；振幅；远近。７、音色。８、２０～２００００；次声，超声。９、在声源处减弱；在传播过程中减弱；在人耳处减弱。二、选择题１、Ｄ　　２、Ｄ　　３、Ｂ　　４、Ｄ　　５、Ａ　　６、Ｃ　　７、Ｂ　　８、Ｄ　　三、问答题１、答：因为大地能够传声，且比空气传声的速度快，声音损失少，所以士兵枕着箭筒睡在地上能及早听到由大地传来的马蹄声。２、答：用牙咬住铅笔时听到的敲击铅笔声，比不用牙咬听到的响得多。用牙咬住铅笔时声音是经过牙齿，颌骨，肌肉传到鼓膜的，不用牙咬时声音是经空气传到鼓膜的。这个实验说明骨骼、肌肉的传声性能比空气好。３、答：不同乐器发出来的声音之所以不同，且各具特色，是因为它们的音品不同，也就是所包含的泛音的多少、泛音的频率和振幅不同。如果根据各种乐器的声谱，选择适当频率和振幅的许多纯音混合起来，这样就能模仿出各种乐器的声音。电子琴就是根据这个道理造的。四：计算题１、已知：通常情况下声音在空气中传播的速度为v=340米／秒，人发出声音到听到回声的时间，即声音一去一回用时t=1.5秒∴人距反射声音的山峰距离为s=v=340米／秒秒＝２５５米２、已知：v＝３４０米／秒人从敲击至举锤到最高点用t=秒∴s=vt=340米／秒×秒＝５６．７米３、汽车速度：v=43.2千米／时7 ＝１２米／秒声速v2==340米/秒２秒钟内汽车前进距离：S1=v1t1声音通过距离Ｓ２＝v2t听到回声时，汽车距山崖为：　　　　　＝（v2-v1）　=(340-12)米＝３１８米7