探究吉他弦的频率

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1、探究吉他弦的频率-----------河北衡水中学物理组李红奕本实验的研究是基于高中物理教材（必修加选修）第二册第九章《机械振动》简谐运动的图象、学生实验十一《练习使用示波器》、十三《传感器的使用》等中学物理基础知识，结合虚拟仪器“频率计”而设计的一个综合性的实验。其设计灵感来源于《简谐振动》授课过程中，学生们对振动的周期性、图象问题、固有频率等问题认识的不是很清楚，所以利用学生们比较感兴趣的乐器-----吉他而进行设计的。一、实验目的：①定量探究弦的频率与弦的长度的关系；②定性分析弦的频率与弦的张力、单位长度的质量的关系；③练

2、习示波器的使用方法；④正确认识波的周期性；二、实验器材：吉他一把、示波器一个、电脑一台、虚拟仪器0.94软件(本软件在网上很容易下载,如果需要可以发邮件lhy-hz@126.com)、话筒一只、带鱼夹的连接导线两根、坐标纸。三、实验步骤：①给学生示波器的使用说明，认识面板各部分的名称、功能、使用方法；②安装实验器材；③定量探究弦的频率与弦的长度的关系；A、测量琴枕与琴桥之间的距离；B、从上面选择中点、3/4、1/3位置；C、打开示波器进行恰当的调节；（衰减档1档，扫描范围第一档）D、利用⑥弦，在空弦时轻弹，观察波形的特点及周期性

3、的波形个数；重复多次。E、利用⑥弦，在3/4弦长情况下轻弹，观察波形的特点及周期性的波形个数；重复多次。F、利用⑥弦，在1/2弦长情况下轻弹，观察波形的特点及周期性的波形个数；重复多次。G、利用⑥弦，在1/3弦长情况下轻弹，观察波形的特点及周期性的波形个数；重复多次。H、根据周期性的波形个数猜测弦的频率与弦的长度的关系；I、利用④弦重复以上的操作过程。J、运用虚拟仪器软件中的频率计再重复对⑥弦的实验操作，读出弦不同长度时的频率的准确数值，填入表格中；K、在坐标纸上画出弦的振动周期T=1/f与弦长L之间的关系图象弦长L0（原长）3

4、L0/4L0/2L0/3频率（HZ）129172258387结论在误差允许的范围内f∝1/LT(1/129S)LL3L/4L/3L/21/33/411/20④定性分析弦的频率与弦的张力、单位长度的质量的关系；⑤借助于示波器体会乐音与噪音的区别，固有周期与固有频率的意义。四、实验拓宽建议学生在实验室开放的时间内向音乐教师请教，利用本实验的器材，完成吉他调弦6弦5品=5弦空弦5弦5品=4弦空弦4弦5品=3弦空弦3弦4品=2弦空弦2弦5品=1弦空弦第1弦5品440HZ实验总结：①本试验通过对吉他弦频率的探究，使学生对固有频率、固有周期

5、、阻尼振动等等基本概念有一全面地的、清晰的认识；②同时弦的频率问题也是桥梁设计和其他工程建筑方面设计方面所必需考虑的，使学生体会到物理学与生产、生活实际联系、其他的学科紧密联系，大大激发了学生学习、研究物理问题的兴趣；③本试验通过示波器与虚拟软件等多媒体设备的结合，使学生体验了一次从定性分析、猜想到数据实测、绘图计算、得出结论的科学的理论探究过程，为学生今后进行探究性的实验研究提供了借鉴。④本试验运用的虚拟演示软件界面简洁、漂亮、直观、清晰、应用范围广，同时节约资金，因为一台数字式的频率计千元人民币，所以非常适合于中学物理教学的

6、实践过程，同时虚拟仪器也是现代化的实验室的必备。在本试验的探究过程中使学生亲身经历了探究的全过程,并且取得了探究的成果,学生们不仅械波的理解更加到位,而且对示波器、感器的等中学阶段常用仪器的使用方法有了初步的认识，提高了学生学习物理学的积极性和主动性，符合新课标的精神。