2.2 声音的特性

第二章 声现象
第2节 声音的特性
【教学目标】
知识与技能
1、了解声音的三个特性（音调、响度、音色）。
2、知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅和与距离发声体的远近有关；
3、不同发声体发出声音的音色不同。
过程与方法
通过做“音调与频率有关”、“响度与振幅有关”的实验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
情感、态度与价值感
体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活。
【教学重点】
让学生在探究中体会和理解音调、响度和音色。通过实验探究音调、响度与什么因素有关。
【教学难点】
音调与响度的区分
【教学准备】
教师：布置课前预习任务。
学生：完成助学中三个知识点的预习，带着问题在课下预习本节课的内容，各组小组长检查课前预习。
器材准备：钢尺、锣、木鱼、鼓、音叉、乒乓球、水瓶琴
【教学过程】
教 学 过 程 设 计
教学内容
教师活动
学生活动
一、音乐导入
【播放音乐】
欣赏男低音John Denver与男高音Domingo合唱《Perhaps Love》，再次体会音调的高与低，在优美的音乐声中开始新课。
【提出问题】
振动会发出声音，为什么同为男声，听起来却有如此大的高低区别呢？
【问题呈现】
1、声音为什么会有高低不同？什么因素决定音调的高低？是不是所有物体振动发出的声音人们都能听到呢？
2、同学们都知道用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大，那么是什么因素决定声音的大小呢？
3、不同的物体发出的声音不同，我是根据什么因素来分辨出它们的不同呢？
（设计意图：利用真实的声音高低差别，活跃课堂气氛，激发学生兴趣，问题的呈现，让学生明确本要节课的学习目标）
学生聆听，感受声音的差别，用语言进行描述：
-----浑厚、低沉
-----尖锐、高昂
小组长检查学生预习情况，明确自己已知道的知识和困惑；
学生预习题见附件一
二、新课讲授
1、音调
实验探究
----音调的影响因素
【教师演示】
在同一个轴上固定着三个齿数不同的齿轮当齿轮旋转时，用纸片分别接触齿轮使纸片发出声音，引导学生分辨声音高低的不同
（设计意图：简单，直观，学生很容易将音调的高低与振动的快慢联系在一起）
物理学上把声音的高低叫音调，
【提出问题】
1、决定音调高低的因素是什么?
【引导实验】如图，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢，改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动钢尺。
教师在学生实验过程中进行巡视观察，并对个别学生的实验过程进行指导；
【布置自学】
阅读教材P33，人能感受的声音频率范围。
【提出问题】
2、什么是出频率？单位是什么？
3、人的听觉频率范围是多少？
4、什么是超声波？什么是次声波?
【提示】通过分析图表，人的听觉与一些动物相比要逊色的多
【提出问题】
5、为什么有时在你认为很静、没有任何声音时，猫或狗却突然表现得非常警觉？
注意分辨声音高低的不同
学生分组利用钢尺探究音调和频率的关系
学生分组实验
填写实验表格
表格见附件二
观察实验现象，并对实验现象进行描述
------钢尺伸出桌面越长，振动的越慢，声音越低沉；
------钢尺伸出桌面越短，钢尺振动越快，声音越尖锐；

学生回答
物理学中用每秒内振动的次数叫频率；
多数人能够听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz；
高于20000Hz的声叫做超声波，低于20Hz的声叫做次声波。
一些动物的听觉范围比人的要大，能听到人所听不到的声音
2、响度
实验探究
----响度的影响因素
【播放音乐】用录音机播放一段音乐，并通过音量旋钮改变声音的大小；
物理学上把声音的强弱叫响度，
【提出问题】
1、声音的响度与什么因素有关系？
【教师演示】
如图将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球弹开的幅度；
使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验；

【提示】物理学在用振幅来描述物体振动的幅度，音叉的振动的幅度不便于直接观察，通过乒乓球摆动的幅度可以间接反映出音叉振幅的大小，这样我们就把音叉微小的振动给放大了，也便于我们直接观察，这种方法叫做转换法。
【布置自学】
阅读教材P35 第二段
【提出问题】
2、声音的响度还与什么因素有关系？
让学生说出声音的特征变化
------音量发生变化
------强弱发生变化
------大小发生变化
观察实验现象，并对实验现象进行描述
-------声音越响，乒乓球被弹起得越高
总结得出结论：响度由物体振动的振幅决定；
----振幅越大，响度越大；
----振幅越小，响工越小
通过阅读课本知识知道响度还与距发声体远近有关；
音调与响度的区别
【反馈练习】牛的叫声与蚊子的叫声相比较，下列结论正确的是：（ ）
A、牛叫的声音音调高，响度大
B、牛叫的声音音调低，响度小
C、牛叫的声音音调高，响度小
D、牛叫的声音音调低，响度大
【剖析】音调取决于发声体振动的频率，而响度取决于发声体的振幅。牛叫的声音较低沉，即振动频率低，音调较低；蚊子声音尖细，即振动频率高，音调较高，但牛的叫声明显比蚊子大，即响度大。
学生分析，讨论
答案：选D
3、音色
【小实验】在讲桌后（不让学生看到），敲响铜锣、木鱼、摇动响铃等，请同学们说出听到的声音是由什么物体振动发出的。
（设计意图：紧密联系生活，让学生把物理知识和生活实践相结合，容易形成音色这一个不好定义的概念，也体现了从生活走向物理的思想。）
【提出问题】
1、我们是怎样分辨出不同声音的？仅仅是根据音调和响度吗？
【布置自学】
阅读教材P35音色部分，注意观察声音的波形图
【提出问题】
2、从波形图上能得出哪些信息？
3、举出在生活中利用音色来辨别不同物体发声的例子。
学生很容易说出答案
学生阅读本节相关的内容
-----利用音色来辨别不同的发声体
波形图上疏密程度相同，即频率相同，得出三种乐器的音调相同，
波的形状不同，即音色不同；
举例
----用手拍西瓜，利用音色来判断西瓜熟不熟；
----轻轻敲打瓷器，利用音色来判断瓷器是否有裂纹；
----闻其声知其人
知识扩展
【指导阅读】
1、指导学生阅读教材P36“科学世界”。（有条件的教师和学校可演示这些乐器。）
【提出问题】
乐器的主要有哪几种类型，它们是怎样来改变音调和响度的？
【指导阅读】
2．指导学生阅读教材P40 “科学世界”，建议学生到光明广场西侧的回音壁亲身感受一下回音带来的音响效果。
（设计意图：扩大学生的视野，了解声音的三个特性与乐器的完美结合，了解物理知识在更广泛领域的应用）
学生阅读教材，回答
乐器主要分成：打击乐器、弦乐器和管乐器
-----改变用力程度，可以各种改变乐器的响度
------改变发声体的长短、粗细、松紧等可以改变乐器的音调
三、课堂小结
总结本节课的学习环节
问题呈现--组织对话--情景刺激--有效指导--全面评价
学生讨论发言，梳理本节知识要点
小组间讨论共同决助学三个预习知识点中的疑难问题。
四、课堂检测
教师巡视、讲评
完成检测题
见附件三
五、布置作业
1、动手动脑学物理
2、自主评价题 见附件四
课后完成
【板书设计】
【教学反思】
本节的名词、术语比较多，如音调、频率、超声波、次声波、响度、振幅、音色等，这些概念大多比较抽象，但大多数并不需为中学生生去严格的去区分，教材也没有给以明确的定义，但是学生在生活中对一些现象有一定的感性认识，为了保护学生学习的积极性，避免学生“死记硬背”，处理问题的时候多让学生观察和体验取得了不错的效果。
“亮点”：
第一，以听声、实验为主线，让学生在丰富的听觉视觉体验中反复感受，逐步从无意转向有意，在潜移默化中体验声音的三个特征。
第二，以生活为背景，引导学生通过实验、观察、探究、讨论等方式，培养合作能力和理论联系实践、物理结合生活的意识。
第三，以媒体实验为依托，理顺各知识点的衔接关系，做到过渡自然、流畅，方法科学、有效，语言简洁精练。从始至终，教师都是学生的学习合作者、点拨者、促进者。
需要注意的问题：
第一、由于本节课物理概念比较多，导致学生对物理概念的把握不够准确、熟练，更重要的是平时自我要求不高，缺乏对语言表达能力的重视和训练。
第二、学生对日常生活的关注不够多，物理知识与日常生活现象联系能力较弱。
第三、在活动进行过程中，存在“一些人做其它人看”的情况，部分同学并没有参与到活动中来，只是看其它同学做。
以后要改进的地方：
在以后的活动中，要明确分工，使分工更加细致。强调各角色间的相互配合，使每一个人都参与到探究的全过程中来。在演示实验的时候，以实验小组为单位对所设计的实验进行演示，让更多的人参与进来。在学生遇到问题时应给予其足够的时间独立思考，并且适时进行引导，充分体现教师的主导和学生的主体地位。
附件一：声音的发生与传播知识点预习
知识点一、音调
1、小明自己制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，制成一个活塞，用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管，吹管的上端，可以发出悦耳的哨音。这哨音是由于管内空气柱________产生的。上下拉动活塞，可以改变声音的_______(填“音调、响度”或“音色”)。
2、如图所示，拿一张硬纸片．让它在木梳齿上划过，当划得快时，纸片振动产生声音的音调________，当划得慢时．纸片振动得_______，产生的音调_______。如图所示，拨动张紧的细橡皮筋产生的音调比拨动张紧的粗橡皮筋产生的音调___________。
3、人能感受到的声音频率有一定的范围。大多数人能听到的颇率范围是从_____到_____，高于20 000 Hz的声音叫_____，低于21 Hz的声音叫______。
4、大自然的许多恬动．如地震、火山喷发、台风、海啸等．都伴有____产生。
知识点二：响度
1在日常生活中，常用“高声大叫”“低声细语”来形容人说话的声音，这里的“高”“低”是指声音 )
A、音调 B、响度 C、音色 D、音调和响度
2调节录音机的音量旋钮，它能改变声音的 ( )
A、音调 B、响度 C、音色 D、传播方向
3男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音 ( )
A、音调低，响度大 B、音调低-响度小
C、音调高．响度大 D、音调高，响度小
4用大小不同的两个力分别敲打同一个音叉，所发出的声音不同的是 ( )
A、响度 B、频率 C、音色 D、音调
知识点三：音色
1、电子琴能模仿小号、双簧管、钢琴等多种乐器发出的声音．衡量模仿的声音与乐器发出的声音相似程度的物理量是 ( )
A、音调 B、响度 C、、音色 D、速度
2、如图所示是“狼外婆”和小白兔的对话，聪明的小日兔是根据声音的____________一确定“她不是外婆”的。
3、有一种专门存放贵重物品的“银行”，当人们存放了自己的贵重物品后．要用仪器记录下自己的“手纹”“眼纹”“声纹”等，以便今后用这些细节独有的特征才能亲自取走物品，防止被别人取走．这 里的“声纹”记录的是人说话的 （ )
A、音调 B、响度 C、音色 D、三者都有
附件二：
锯条伸出长度
振动快慢
声音高低
伸出1/5
最快
最高
伸出1/3
较快
较高
伸出1/2
慢
最低
附件三：小试身手
l. 如图所示，在探究决定音调高低的实验中，当钢尺伸出桌面的长度增加时，钢尺的振动将变______(填“慢”或“快”)，所以听到的音调将变_____(填“低”或“高”)。保持钢尺伸出桌而的长度不变，用更大的力拨动钢尺时，钢尺的振动幅度变______(填“大”或“小”)，所以听到的响度变________(填“大”或“小”)。该实验运用了____________的实验方法。
2.根据图所给信息，判断下列说法正确的是

A、蝙蝠可以发出频率为400 Hz的声音
B、人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C、听觉频率范围比人发声频率范围要大
D、15 Hz的声音只要振幅足够大，人耳是能听到的
3、昆虫飞行时翅膀都要振动，蝴蝶每秒振动5～6次，蜜蜂每秒振动300～400次，当它们都从你身后飞过时，凭你的听觉 ( )
A、能感到蝴蝶从体身后飞过 B、能感到蜜蜂从你身后飞过小试身手
C、都能感到它们从你身后飞过 D、都不能感到它们从身后飞过
4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
5小明在表演二胡时．用弓拉动琴弦．使琴弦_______而发声；小明不断用手指去控制琴弦长度，这样做的目的是为了改变声音的_________；二胡的声音是通过_______传播到我们耳中的。
6动画片的配音常用慢录快放的形式把成年人的声音变成小孩子的声音。这样做是为了在放 音时，使录音机的喇叭纸盒振动________(选填“加快”或“减慢”)，使音调变_______(选填高”或“低”)。
附件四：自主评价
1、在操场上上体育课，体育老师发出的口令，近处的学生听到了，而远处的学生没有听清楚，其原因是 ( )
A、远处学生听到的声音响度小 B、老师生出的声音音色不好
C、老师发出的声音频率低 D、远处学生听到的声音振动幅度大
2、有些老师上课时使用便携式扩音设备，使声音更加宏亮这是为了增大声音的 ( )
A、音调 B、音色 C、频率D、响度
3、在一个玻璃杯中先后装入不等量的水，用细棒轻轻敲击会听到不同频率的声音。与此类似，当医生在给病人检查腹部是否有积水时，常会用手轻轻敲击患者腹部细细倾听其发出的声音，此为“叩诊”。医生用来判定患者腹部是否有积水的根据是 ( )
A、声音的响度 B、声音的音调
C、声音的音色 D、声音是否悦耳动听
4、挑选瓷器时．往往用手在瓷器上轻轻地弹一弹或用一小木棍轻轻地敲一下，听听发出的声音就可知道瓷器质量的好坏。判断瓷器好坏主要是根据声音的（ ）
A、音调 B、响度 C、音色 D、音量
5、声波可以在示波器上展现出来。先将话筒接在示波器的输入端，再将敲响的甲、乙两个音叉分别对着话筒发出声音．在示波器上出现了如图所示的波形。通过对被形的分析，可知________音叉的音调高。