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【知识精讲】声的利用
初二 物理
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科学家做了一次试验。在一间屋子里横七竖八地拉了许多绳子,绳子上系着许多铃铛。他们把蝙蝠的眼睛蒙上,让它在屋子里飞。蝙蝠飞了几个钟头,铃铛一个也没响,那么多的绳子,它一根也没碰着。
在漆黑的夜晚,蝙蝠是怎样探路的?
科学家经过反复研究,终于揭开了蝙蝠能在夜里飞行的秘密。它一边飞,一边从嘴里发出一种声音。这种声音叫做超声波,人的耳朵是听不见的,蝙蝠的耳朵却能听见。超声波像波浪一样向前推进,遇到障碍物就反射回来,传到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠就立刻改变飞行的方向。
自然界中的声现象实在是太多了。除了人类,动物中也有不少是利用声的高手,你能举出一些例子吗?
大象用人类听不到的次声波来交流。
蝙蝠靠超声波发现昆虫
一、声与信息
火山爆发会产生次声波
通过声音获取信息的事例有哪些?
1.从异常声音中获取信息
医生通过听诊器诊断疾病
汽车修理师傅听汽车发动机的声音判断故障
利用次声波确定地震、核爆炸的方位和强度
2.回声定位:根据回声到来的方位和时间,来确定目标的位置和距离,如:蝙蝠觅食、利用声呐探测海洋深度、“B超”等。
一、声与信息
利用声呐探测海深
利用声呐探测鱼群
有一艘漂在海面的渔船向水下的鱼群发出一个声信号,0.05秒后听到了这个声信号的回音,鱼群大约在海底多深?要计算出这个深度,还需要什么条件?
蝙蝠的回声定位
医生用B超查看胎儿发育情况
超声波测速仪
超声波探伤仪
以上这些例子说明了声可以传递信息。
水波是一种波动,水波能传递能量。
声波也是一种波动,那么,声波能传递能量吗?
把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。这说明石头的能量通过水波传给了树叶。
烛焰为什么会抖动?
声波能传递能量
超声波产生的振动比可闻声更加剧烈。
超声波加湿器
超声波清洗机
超声波碎石
还有哪些应用声波能传递能量实例?
利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高.
超声波加湿器:把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度.这就是超声波加湿器的原理.
药液雾化器:对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位.利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效.
1948年,一艘名为“乌兰格梅奇号”的荷兰货船,在通过马六甲海峡时,突然遇到海上风暴,当救助人员赶到时,船上所有人员都莫明其妙地死了。后经科学家们调查,才发现造成这场海难的罪魁是风暴与海面惊涛引起的次声波。
次声波的威力
次声波预测地震、台风:地震爆发前,许多动物往往有异常反应,如老鼠逃出洞,牛马不入圈,鸡犬不宁等。这主要是由地震爆发前潜伏在我们身边的强烈的次声波引起的。
1.声可以传递信息。如:(1)回声定位:
声呐:可探测海洋深度、鱼群。
(2)B超。
2.声可以传播能量。如:
(1)声波可以用来清洗钟表等精细的机械。
(2)外科医生可以利用超声振动除去人体内的结石。
如图所示,小明将衣架悬挂在细绳中间,细绳绕在两手食指上。伸直手臂敲打衣架,听到了声音,这声音是通过 传播的。用绕有细绳的食指堵住双耳,敲打衣架, (选填“能”或“不能”)听到声音,这说明了 。利用超声波粉碎人体内结石的原理如图所示,这表明声具有 。
答案:气体(空气); 能 ;固体能传声 ;能量 .
解析:声音可以在固体、液体和气体中传播,我们通常听到的声音是通过空气传播的。本题中手指堵住耳朵,衣架振动发声,声音通过细绳和手传入耳朵,说明固体可以传声。声音不能在真空中传播的,在真空中如果与声源分开人耳是无法直接听到声音的,但细绳绕在手上堵住耳朵仍然是可以听到,因为声音仍可以通过固体传播
运用声呐系统可以探测海洋深度.在与海平面垂直的方向上,声呐向海底发射超声波,如果经4s接收到来自大海底的回波信号(若海水中声速是1500m/s).
(1)则该处的海水深度为 m;
(2)超声波声呐 (选填“能”或“不能” )用于太空测距,原因是 .
答案:(1)3000 (2)不能 真空不能传声
解析:运用回声定位可以测距,声呐向海底发射超声波,如果经4s接收到来自大海底的回波信号,则该处海水的深度是S=Vt/2=(1500m/s×4s)/2=3000m。(注意这4s的时间是声纳传播到海底后又反射会来所用的时间。)声音的传播需要介质,真空不能传播声音,超声波声呐不能用于太空测距。