沪粤版八年级物理上册教案第二章第四节让声音为人类服务 教学详案

第四节 让声音为人类服务
设计说明 本章从物理知识上看，都是声音的基本知识。本节以北京天坛的回音壁、三音石及北京音乐厅为例，说明声音与建筑的关系。从人耳的听阈说明超声与次声，主要介绍超声在现代科技中的应用。从四个方面说明现代城市噪声的来源。力求让所学知识跟社会、技术中的实际应用联系起来，增强对科学和社会的热爱，不断培养环境保护意识，从生活走向物理，从物理走向社会。 教学目标 【知识与技能】 1.了解声音与建筑及音乐的关系。 2.了解超声的一些应用。 3.知道城市噪声的主要来源和防治噪声的途径。 【过程与方法】 1.通过阅读和讨论，了解回音壁和三音石的声现象。 2.通过阅读和查询，了解超声波在现代技术中的一些应用。 3.通过阅读和活动，知道防治噪声的途径。 【情感、态度和价值观】 1.对我国古代建筑中的声现象感兴趣，有自豪感。 2.能查找资料了解超声波的应用；能自觉保护声环境。 重点难点 教学重点 声音的利用（超声波和次声波）和噪声的危害。 教学难点 控制噪声的措施 教学方法 阅读讨论法、实验法 教具、学具 硬塑料、玻璃、水、棉絮、课件 授课时数 2课时 第一课时 声的利用 教学过程 导入新课 海豚利用声波识别食物、敌人和它们周围的环境；远处轰隆隆的雷声预示着一场可能的大雨。这说明声音能为我们传递一些有用的信息，今天我们就来学习一下声音是怎样为人类服务的。 讲授新课 知识点一 声音与音乐 1.投影展示：笛子合奏和群星演唱会图片。 教师提问：音乐给我们的生活带来了哪些影响？ 学生讨论回答：音乐陶冶了我们的情操；音乐给我们带来了快乐等。 总结：音乐是流动的艺术，音乐家运用不同的音调、响度，配上伴音、和声等，组成不同的旋律。有的高亢雄壮，有的低沉抒情，有的轻快流畅，有的婉转缠绵…… 知识点二 声音与建筑 师：声音在建筑方面有哪些应用 举例说明。 生:我国不少古建筑，巧妙地应用了声学知识，充分展示了建筑者的智慧才华，其中最著名的如北京天坛的“回音壁”和“三音石”。它们都是利用了声音的反射原理。 课件展示：回音壁和三音石 配文：回音壁是一道圆形围墙，墙面十分光滑，一个人紧贴围墙小声讲话，他发出的声波经过围墙的多次反射，可以使离他较远的另一处的人听得很清楚。 三音石位于皇穹宇前，人站在三音石上击掌一次，能听到多次击掌的声音。由于前三次最为清晰，故此石被称为三音石。从三音石处发出的声波向四面传播，同时到达墙面。因圆的半径相等，声音传播距离、声速相等，被反射后同时会聚到圆心处，你便听到第一次回声；声波继续传播，每部分声波又同时反射会聚到的圆心处，你听到了第二次回声；声波再继续向前传播，每部分声波再次同时到达圆心处，你听到了第三次回声。第二次回声比第一次回声弱，第三次回声更弱。这是因为声音在传播过程中被分散和吸收了。因此第三次以后的回声就不容易听出来了。若你站在偏离圆心的其他位置上拍手，就听不到三次回声。 师：刚才我们介绍了古代建筑中是如何利用声音的，那么在现代建筑中我们又是怎样利用声音的？ 生：日本爱知县的音乐桥、法国巴黎市郊的音乐亭、电影院、录音棚…… 课件展示：大型音乐厅的构造图 配文：现代建筑如礼堂、音乐厅等，都有着很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使听到的声音更为清晰，丰满。吸声材料不是十分松软，就是带有小孔。如：泡沫塑料、棉絮、毛毡、吸声砖、软木等都是吸声材料。反射板应选择质地硬且平滑的材料，如硬塑料、玻璃等。 思考：冬天，一场大雪后，人们会感到万籁俱寂，为什么？ 学生讨论回答：刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面有许多小气孔，当外界的声音传入这些小孔时便会发生反射，由于气孔往往是内部大而孔径小，所以仅有小部分声音能从入口反射出来，而大部分则被吸掉了，因而产生了万籁俱寂的场面。 学生阅读：双耳效应 人通过双耳效应能够判断声源的方位，如图（a）。用两个音箱不同方位和距离处播放音乐，能使人感觉有“立体声”效果，如图（b）。 例题讲解： 例1 北京天坛的“回音壁”和“三音石”是利用了声音的______原理产生了奇妙的声现象；现代建筑中的礼堂、音乐厅等通过采用不同的_____材料，设置不同方向的______等，使听到的声音更清晰、丰满。 解析：“回音壁”和“三音石”都是回声在建筑上的应用，都利用了声音的反射原理；音乐厅等一方面要吸收一些噪声，另一方面要使声音进行多次反射以增强声音的效果。 答案：反射 吸声 反射板 练一练： 1.我国古代宫廷中有一种叫“编钟”的乐器，能够演奏出各种悦耳动听的音乐，一组“编钟”包括很多形状相同，而大小不同的钟，敲打时各自能发出不同的声音，这些声音( ) A．只能是响度不同 B．只能是音调不同 C．只能是音色不同 D．可以做到音调、响度都不同 2.我们都有这样的亲身经历：大雪过后，大地披上厚厚的银装，这时你会发现周围特别宁静，这是因为雪地里的微孔能吸收声音。根据这一描述，你认为会堂、剧院的墙壁做成凹凸不平的形状，或采用蜂窝状的材料，这主要是为了( ) A．减弱声波的反射 B．增强声波的反射 C．增大声音的响度 D．装饰美观 知识点三 听不见的声音 介绍超声和次声的有关资料，了解超声、次声的特点、应用以及次声的危害等。 （1）人耳能听到的声音频率范围是多少？ （2）超声和次声的定义？ （3）超声和次声的应用有哪些？ 学生回答： （1）人耳能听到的声音频率范围是20～20 000Hz。 （2）把振动频率高于20 000 Hz的声音，叫做超声；把振动频率低于20 Hz的声音，叫做次声。 （3）超声波作为信息载体能够传递信息，可以用来判定物体的位置状态、特征等，如声呐等。超声波作为一种能量形式，能够传递能量，在工业中可以用来金属探伤，医疗碎石等。次声波能预测地震、台风：地震爆发前，许多动物往往有异常反应，如鸡犬不宁等。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。 教师播放一些关于超声和次声有关应用的视频，让学生观看。 例2 某种昆虫靠翅膀振动发声。如果这种昆虫的翅膀在10 s内振动了3 500次，则它振动的频率是________Hz，人类________(选填“能”或“不能”)听到这种声音。 解析：频率是物体1 s振动的次数，昆虫的翅膀在10 s内振动了3 500次，因此昆虫的翅膀振动频率为3 500次/10 s＝350次/s＝350 Hz；人类能听到的声音频率范围是20～20 000 Hz，350 Hz在人类能听到的频率范围内，所以能听到。 答案：350 能 练一练 1.关于汽车倒车雷达，以下说法错误的是( ) A．倒车雷达利用了声波的反射 B．倒车雷达利用了超声波传递信息 C．倒车雷达是高科技产品，不振动也可以发声 D．倒车雷达能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况 2.人能感受到的声音频率有一定的范围，大多数人能听到的声音的频率范围是20～20 000 Hz。大象“交流”的声音是一种次声波，人类听不到大象“交流”的声音，是因为( ) A．大象发出的声音太小 B．次声波无法传入人耳 C．次声波的频率大于20 000 Hz D．次声波的频率小于20 Hz 课堂小结 1.现代建筑如礼堂、音乐厅等，都有很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使人们听到的声音更为清晰、丰满。 2.判断某种声音人类能不能听见，必须首先计算这种声音的频率，然后将其和可听声的频率相对比，如果在可听声的频率之外，人耳听不见。 当堂达标 1.蝴蝶每秒振翅五六次，它所发出的声音频率低于20 Hz，属于________声；海豚能发出频率高于20 000 Hz的声音，属于________声。对于这两种声音，人耳都 ________。 答案：次 超 听不到 2.某海岸发生强烈地震，夺走了很多人的生命。在此类大灾难中，人们清理现场时很少发现有猫、狗、老鼠等动物的尸体，猜测可能是动物可以听到地震即将来临时产生的________声波而提前逃避，但人却听不到。 答案：次 3.如图所示，天坛公园的回音壁是我国建筑史上的一大奇迹，回音壁应用的声学原理是( ) A．声音的反射使原声增强 B．声音在不同介质中的传播速度不同 C．声音的音调不同 D．发声的物体在振动 答案：A 4.当你坐在教室里专心学习时，忽然从身后传来一阵说话声。不用回头去看，你一样知道声音是哪个方向传来的，是哪个同学发出的，这里应用到的物理知识是( ) A．双耳效应、音色 B．响度、音调 C．音调、音色 D．心理感应 答案：A 5.有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电动牙刷，说法正确的是( ) A．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播 B．超声波的音调很低，所以人听不到 C．超声波不是由物体振动产生的 D．超声波能传递能量 答案：D 6.声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是( ) A．利用超声波给金属工件探伤 B．医生通过听诊器给病人诊病 C．通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度 D．利用超声波排出人体内的结石 答案：D 板书设计 1.声音可以传递信息和能量；三音石和回音壁利用了声音的反射。 2.立体声的原理：双耳效应。 3.超声的应用（高于20 000 Hz的声音）：B超、超声波碎石、超声波清洗、声呐探测鱼群等。 4.次声的应用（低于20 Hz的声音）：预报地震、火山、海啸等 第二课时 控制噪声 教学过程 导入新课 你身边令人心烦意乱的声音常来自哪里呢？ 讲授新课 知识点一 噪声的来源 提出问题：在你的周围，还有哪些类似感受的声音？ 提出问题：什么是噪声？你曾经制造过噪声吗？ 总结1：噪声的环境保护角度定义：一切干扰人们休息、工作和学习的声音，即对身心健康，特别是对听觉有损害的声音。 声音的产生是因为发声体的振动，噪声的产生会不会跟发声体的振动情况有关？我们来看看几段声音的波形。（课本P42图2-39）或PPT展示。 总结2：噪声的物理学角度定义：发声体做无规则振动时发出的声音。 提出问题：城市噪声的主要来源有哪些？ 总结3：城市噪声的来源是非常多的 （1）交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。 （2）工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。 （3）施工噪声：筑路、盖楼、打桩等。 （4）社会生活噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声。 知识点二 噪声的等级和危害 1.声音有强有弱，声音的强弱通常以分贝（decibel，符号是dB）为单位来表示。 指导学生阅读43页，了解噪声的等级和危害。 2.噪声的强弱及危害 总结4： （1）人所处的理想声音环境是白天不高于55dB，夜间不高于45dB。 （2）超过70 dB，人就会心烦意乱，神经紧张，学习与工作效率下降。 （3）若长期在80100 dB的噪声环境中工作和学习，听觉就会迟钝，甚至耳朵变聋。此外，噪声还能诱发多种疾病，严重时会导致死亡。 知识点三 噪声 噪声会严重影响人们的工作和生活，因此，控制噪声十分重要。首先我们看下面的问题： 1.声音从产生到引起听觉的三个阶段是什么？ （1）声源的振动产生声音。 （2）空气等介质的传播。 （3）鼓膜的振动。 2.根据这三个阶段，请你思考控制噪声的途径是什么？ （1）消声→防止噪声产生（在声源处减弱）。 （2）吸声→阻断它的传播（在传播过程中减弱）。 （3）隔声→ 防止它进入人耳（在人耳处减弱）。 思考： 1.深夜，学生已经入睡，校外的卡拉ok歌舞厅还在营业，歌声吵醒了一些同学，一个同学起身关上门窗，一个同学索性用被子把头蒙上睡，还有一位同学拨打110，请110制止歌舞厅过大的歌声，这三位同学各采取了什么措施控制噪声？ 2.家居生活中，有哪些地方有控制噪声的措施 想一想，说一说： 公共汽车、电影院、剧场、图书馆阅览室、餐厅 在一切人群聚集的地方，我们应该做些什么？ 课堂小结 1.噪声的来源及其波形的特点。 2.噪声的危害。 3.减弱噪声的有效途径。 当堂达标 1．小明正在教室中听课，下面各种声音不属于噪声的是（ ） A．老师讲课的声音 B．邻班同学音乐课上唱歌的声音 C．教室外的叫卖声 D．教室内铅笔盒掉在地上的声音 答案：A 2.如图所示，根据声音的波形判断，属于噪声的是( ) 答案：C 3．在经过居民区的高速公路两旁设置隔音板，这是利用哪一种途径减弱噪声（ ） A．在人耳处 B．在传播过程中 C．在声源处 D．在人耳处和声源处 答案：B 4．广场舞是中国大妈非常喜欢的一种健身活动，但同时广场舞的音响却给周边住宅楼休息的居民造成了一定影响。为了使双方的利益都得到尊重，和谐相处，你认为采取下面哪种方法是有效、合理的（ ） A．住宅楼的居民都戴一个防噪声的耳罩 B．禁止广场舞活动 C．跳舞的大妈都戴一个播放音乐的耳机 D．住宅楼内安装噪声监测装置 答案：C 5.为了减小校园外汽车的噪声对教学的干扰，下列措施可行的是( ) A．在校园周围种树 B．将教室的窗户打开 C．在教室内安装噪声监控装置 D．每个学生都带一个防噪声耳罩 答案：A 6.一场大雪过后，人们会感觉外面万籁俱寂。究其原因，你认为下列说法正确的是（ ） A．可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小 B．可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射 C．可能是大雪蓬松而多孔，对噪声有很好的吸收作用 D．可能是大雪过后气温较低，噪声在空气中的传播速度变慢 答案：C 板书设计 一、噪声 1.物理学角度：发声体做无规则振动时发出的声音。 2.环保角度：一切干扰人们休息、学习和工作的声音，即对身心健康，特别是对听觉有损害的声音都是噪声。 二、噪声的等级 噪声的等级用分贝来表示 ，符号是dB。 三、控制噪声三方面： 防止噪声产生（消声）、阻断噪声的传播(吸声）、防止噪声进入人耳（隔声）。