一、声音的产生与传播
答案:(1)振动 (2)停止 (3)声源 (4)介质 (5)液体 (6)真空 (7)每秒内传播 (8)不同 (9)v固体>v液体>v气体 (10)介质的种类 (11)340 m/s (12)346 m/s (13)液体 (14)波 (15)鼓膜 (16)听觉神经
1.振动发声
【实验探究】声音是怎样产生的?
(1)将手指按住自己的喉头两侧后说话、唱歌(如图甲所示),能感觉到声带的振动;
(2)将鼓面上放上一些纸屑,用力敲鼓,会看到纸屑在鼓面上跳动(如图乙所示);
丙
(3)音叉被敲击后发出声音,把音叉插入水中会看到水花四溅(如图丙所示)。
【实验结论】声音是由物体的振动产生的。
谈重点 两点理解声音的产生
(1)一切正在发声的物体都在振动。(2)固体、液体、气体都可以振动而产生声音。“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”就分别是由气体、固体、液体的振动而发出声音的。
【例1】吹笛子发声主要是( )
A.笛子本身(竹管)振动发声
B.笛子中空部分的空气柱振动发声
C.吹笛子的演员吹出的口哨声
D.吹笛子的演员手指敲击笛子而发出的
解析:管乐器如长笛、箫、各种号等,包含一段空气柱,吹奏时由于里面的空气柱振动而发出声音。
答案:B
提示:解决此类问题的关键是明确各种乐器的物理原理都是通过振动发出声音的。
2.声源
声源:发声的物体叫做声源。
固体、液体、气体都可以因振动而发出声音,所谓的“风声、雨声、读书声,声声入耳”,其中的“风声、雨声、读书声”分别是由气体、液体、固体的振动而发出的声音,因此固体、液体、气体都可以作为声源。
释疑点 理解声源 声源必须是正在发声的物体,物体能够发声,并不能说它就是声源,要看它是否正在发声。
【例2】下列关于声源的说法正确的是( )
A.声音不一定是由声源产生的
B.只有固体才能成为声源
C.所有发声的物体都是声源
D.能发声的物体都是声源
解析:
A × 正在发声的物体叫声源,声音一定是由声源发出的
B × 声源可以是固体、液体、气体
C √ 声源是指正在发声的物体
D × 能发声的物体如果没有振动发声,不能称为声源
答案:C
3.声音是怎样传播的
图书馆的阅览室里,大家都在静静地看书。突然大家都往一个方向看去,原来那里传来很不合时宜的声音——手机铃声。实在不应该!因为声音可以向四面八方传播,这就影响了他人的学习。那么,声音的传播需要条件吗?它是怎样传播的呢?我们一起来看下面两个小实验吧。
探究实验1:
(1)玻璃鱼缸中盛有金鱼,在鱼缸旁边拍手(如图所示),金鱼听到声音后受惊。
(2)一个同学把耳朵贴在桌子一端,另一个同学轻敲桌子另一端(如图所示),会清楚地听到敲击声。
(3)找一正播放音乐的录音机,离开一段距离后,也能欣赏到音乐。
【实验结论】由上面的探究,我们可以得出结论:声音可以在固体、液体和气体中传播。
探究实验2:
(1)如图所示的玻璃钟罩内放一个正在发声的小闹钟,闹钟和罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料(为了减小固体传声对实验的影响)。此时你能听到闹钟声吗?
(2)用抽气机抽取钟罩内的空气,在抽气的过程中,你听到闹钟声有什么变化?
(3)再让空气逐渐进入罩内,你听到的闹钟声音又怎样变化?
【实验现象】在抽出空气的过程中,在外面听到的铃声逐渐变小;当让空气逐渐进入罩内,听到的闹钟声会逐渐变大。
【实验结论】声音的传播需要介质,真空不能传播声音。
【归纳总结】实验1、2表明声音的传播需要介质,固体、液体、气体都是传播声音的介质,真空不能传播声音。
谈重点 实验推理法 由于实验操作过程中,不可能把玻璃钟罩内的空气完全抽出,只能通过声音的逐渐变小,推断真空不能传播介质,这种研究物理问题的方法叫实验推理法。
【例3-1】如图是宇航员在飞船舱外工作时的照片,他们之间的对话必须借助电子通讯设备才能进行,而在飞船舱内却可以直接对话,其原因是( )
A.太空中噪声太大
B.太空是真空,不能传声
C.用通讯设备对话更方便
D.声音只能在地面附近传播
解析:声音的传播需要介质,飞船舱外的太空中是真空,没有可以传播声音的介质,更谈不上有噪声,所以A错、B对;根据生活经验可知,用通讯设备远没有面对面的交流更方便,C错;从题干中“在飞船舱内却可以直接对话”知,声音可以在远离地面,有介质的地方传播,D错。
答案:B
辨误区 振动与发声的关系 发声体一定在振动,振动一定会发出声音,但物体振动所发出的声音不一定能被人耳听到(受传播介质和人的听觉频率等因素的限制),例如:宇航员在太空中说话等。不少同学会误认为只要物体振动,我们就能听到声音,而没有发出声音的物体一定没有振动。错误的原因是对声音产生的条件理解不够。要正确理解振动和声音二者之间的关系:发声的物体一定在振动,振动停止,发声也停止;但物体振动发出的声音人们不一定能够听到。
【例3-2】下列有关声音的说法中,正确的是( )
A.只要物体振动,就一定能听到声音
B.固体、液体和气体都能传播声音
C.宇航员们在月球上也可以直接交谈
D.声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些
【易错答案】A或C或D
【纠错剖析】分析此题时,一定要明确声音的产生与传播的有关问题。
选项 易错角度 纠错剖析
A 一切正在发声的物质都在振动。但物体振动所发出的声音,不一定被人耳听到 声音传播必须要有介质,而一切气体、液体和固体都能成为介质传播声音
C 月球上没有空气,故宇航员们在月球上对话时发出的声音没有介质来传播,即使距离很近,也不能直接进行交谈,而只能借助无线电设备进行交流
D 错误地认为声音在空气中传播时所受阻碍小,传播速度应快一些,但实际情况恰好相反
【正确答案】B
4.声波和声速
(1)声音以声波的形式向外传播
如图甲,音叉振动时,附近空气粒子随音叉振动,形成一系列疏密相间的状态向四周传播,这就是声波。这就像石块落入水中击起水波一样,如图乙。由于真空中没有物质粒子,因而振动无法在真空中产生声波,不能将振动向外传播。
声波 水波
声波是以空气疏密相间的空气作为介质向外传播 水波是一圈一圈向外传播,通过水这种介质
甲 乙
说明:声波与水波都属于机械波,都能够传递能量,它们具有相似的性质,此种研究物理问题的方法称为类比法。
(2)声速
概念 声音在每秒内通过的距离叫声速
单位 单位为米/秒,符号为m/s,读做米每秒
影响声速的两大因素 介质 与介质的种类和状态有关,一般情况下v固体>v液体>v气体
温度 同种介质,温度越高,声速越大,简称“高大”
谈重点 两点理解声速
①在空气中,一般温度每升高1 ℃,声速增加约0.6 m/s,15 ℃时空气中的声速为340 m/s。②声音在一些物质中的传播速度如下表。
物质 速度/(m·s-1)
空气(15 ℃) 340
软木 500
煤油(25 ℃) 1 324
蒸馏水(15 ℃) 1 497
铜(棒) 3 750
大理石 3 810
铝(棒) 5 000
铁(棒) 5 200
【例4】能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.我们听到雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声
B.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
C.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
D.人在小溪边听到“哗哗”的流水声
解析:选项A、D中有液体,但它们是发声体,声音通过空气传入耳朵,说明了气体(空气)可以传播声音;只有C选项中,人的声音穿过空气和水被鱼儿听到,能够说明液体可以传播声音。
答案:C
提示:解决此类问题的关键是搞清声源与耳朵之间有哪类介质,从而判断出声音是靠什么介质来传播的。
5.人耳怎样听到声音
(1)人耳的结构
人耳的结构如图所示。
(2)人耳感知声音的过程
声波传送时,由耳道传至鼓膜,引起鼓膜振动,再经过听小骨等其他组织刺激听觉神经,听觉神经把信号传递给大脑,人就产生了听觉,听到了声音。
释疑点 感知声音的方式骨传导 生活中我们常常有这样的经历和感受:当你吃饼干或硬脆的食物时,如果用手捂紧自己的双耳,自己会听到很大的咀嚼声,但你身旁的人往往却听不到明显的声音,这是为什么呢?原来,声音在人体中还有另一种传播途径,称为“骨传导”,这是振动直接由头骨、颌骨传入内耳刺激听觉神经,从而产生听觉的声音传播方式。
【例5】当人用手指将双耳堵住后,可出现的情况是( )
A.完全失去听觉
B.对听觉没有影响
C.可以听见外界极微弱的声音
D.可以听见外界较强烈的声音
解析:“用手指将双耳堵住”,并非完全失去听觉,而是减弱了听到声音的强度。外界极微弱的声音,人耳感觉不到,但当外界声音很大时,人耳仍能听到,所以不是完全失去听觉。
答案:D
6.探究声音产生的条件
声音是靠声源的振动发出的。有的振动并不能用肉眼明显地观察出来,我们利用等效转换法来感知:比如我们说话时,无法看见声带振动,但是我们可以用手触摸来感觉;拍桌子时,桌子振动我们看不到,但是在桌子上放上细小物体,我们会看见它们的振动。
因此在探究声音产生的条件时,往往利用转化法,将发声体的振动放大,便于观察和研究。
7.声音反射与吸收
(1)声音在均匀介质中传播时,当遇到较大的障碍物时,将在界面处发生反射,声波返回形成回声。(如图所示)
如果回声到达人耳比原声晚0.1 s以上,人耳能把回声和原声区分开,若不到0.1 s,回声和原声混在一起,使原声加强。因此,在屋子里讲话听起来比较响亮,在操场上讲话,听起来就完全不同了。
(2)不同的障碍物对声波的反射和吸收能力不同,通常坚硬光滑的表面反射声波的能力强,松软多孔的表面吸收声波的能力强。大厅内的蜂窝状天花板就是吸收声音,减弱声音的反射,避免回声的干扰。
【例6】如图所示,在演示声音是由物体振动引起的实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球,小球被多次弹开。在此实验中小球的作用是( )
A.使音叉振动时间延长
B.使音叉振动尽快停下来
C.把音叉的微小振动放大,便于观察
D.使声波多次反射形成回声
解析:用小锤敲击音叉,音叉振动,发出声音,可是音叉的振动幅度非常微小,用眼睛很难直接观察到,把正在发声的音叉靠紧悬线下的轻质小球,小球被多次弹开,小球被弹开我们看得非常清晰,小球被反复弹起是因为音叉振动引起的,它把音叉的微小振动放大了。
答案:C
【例7-1】我们要听到自己喊话的回声,至少应该距离障碍物多远( )
A.340 m B.34 m C.170 m D.17 m
解析:如图所示,人在A处喊话,声音传到障碍物B处,经障碍物反射后又回到A处,此过程声音传播的时间至少为0.1 s,则A、B的距离至少为s===17 m。
答案:D
【例7-2】关于回声下列说法中正确的是( )
A.回声总是加强原声
B.回声总是使我们听到两次声音
C.声音被障碍物反射回来,声速变小
D.回声是声音的一种反射现象
解析:由回声到达人耳比原声晚0.1 s上,人耳就能把回声与原声区分开,否则,回声与原声混在一起,使原声加强,所以A、B都错;声音被障碍物反射回来后,声速是不变的,所以C错;回声是声音的一种反射现象这句话是对的,故选D。
答案:D
8.与声速有关的计算
由声速及速度计算公式v=s/t,只要能知道声音传播的距离,就可以计算出声音通过的时间。(声音在空气中的声速一般记做v=340 m/s)
声音在空气、液体和固体中都可以很好地传播,在遇到障碍物或者分界面时都会发声反射,根据公式s=可以计算出声源距障碍物的距离。
【例8】一架喷气式飞机的速度是声速的1.5倍,飞行的高度约为2 720 m,沿水平方向飞行,某人听到飞机在他头顶上方的轰鸣声时,抬头观看,飞机已飞到他前方多远(指水平距离)地方?(设当时空气中的声速是340 m/s)
解析:声音传播有一定的时间,飞机的声音从头顶传播到人耳的时间里飞机已向前飞行了一段距离,找到飞机飞行这段距离所用时间与声音传播的时间相等,是解此题的关键。
声音从头顶2 720 m高处传播到地面所用的时间为:t===8 s。
听到声音时飞机飞行的水平距离为
s=v机t=1.5×340 m/s×8 s=4 080 m。
答案:4 080 m三、噪声与环保
答案:(1)无规则 (2)干扰 (3)声源处 (4)人耳处
1.噪声及其来源
声音多种多样,优美的乐曲让人精神愉快;激昂的乐曲催人奋进,但是生活中的声音也不全是优美动听的,也有一些声音让人烦躁不安。在飞机场附近,母鸡不会下蛋;乐队演奏的乐曲极度刺耳,可以使观众突然晕倒……这些听起来杂乱刺耳的声音,我们称之为噪声。
(1)从物理学角度看,噪声是由发声体无规则振动时发出的声音。
(2)从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音,都属于噪声。
释疑点 乐音与噪声波形比较 从物理学角度分析,噪声的产生是由发声体无规则振动产生的,所以噪声的波形是杂乱无章的,如图甲所示;乐音是发声体有规则振动产生的,所以乐音在示波器中的波形是很有规律的,如图乙所示。
【例1-1】关于乐音和噪声,下列说法正确的是( )
A.从物理学角度看,乐音有可能成为噪声
B.从环境保护角度看,乐音有可能成为噪声
C.乐音是乐器发出的声音,噪声是机械发出的声音
D.乐音使人心情愉快,噪声使人烦躁不安
解析:乐音是物体有规则振动发出的声音。从物理学角度看,乐音不会成为噪声;从环境保护角度看,乐音可能影响人们工作、学习或休息,乐音将成为噪声;乐器发出的声音是乐音,但乐音不一定只从乐器发出,机械发出的声音不一定是噪声,故C选项错误。
答案:BD
辨误区 乐音与噪声的区分 不仅那些尖锐刺耳的声音是噪声,优美的音乐和歌声在一定的条件或环境中,也可能成为噪声。
【例1-2】关于噪声,下列说法正确的是( )
A.物体振动发出的声音一定是噪声
B.乐音一定不是噪声
C.在有些情况下,乐音也可以成为噪声
D.所有噪声响度一定很大
【易错答案】B或D
【纠错剖析】分析此题时,一定要明确乐音与噪声的区别。
选项 易错角度 纠错剖析
B 解此类题时,个别同学会误认为乐音不可能成为噪声而错选B 从环保角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音起干扰作用的声音,都属于噪声。因此,在某些情况下,音乐也会令人厌烦,成为污染环境的噪声,所以不能说乐音一定不是噪声;而且噪声的响度也不一定很大
D 或错误地认为噪声是响度很大的干扰人们生活、工作和学习的声音而错选D
【正确答案】C
2.噪声的等级及其危害
随着现代社会的发展,噪声已经成为影响我们生活和健康的重要环境问题,又被称为城市新公害。人们用分贝(符号是“dB”)为单位来表示声音的强弱。
(1)噪声的等级划分
①0 dB是人们刚刚能听到的最微弱的声音——听觉下限;
②30 dB~40 dB是较为理想的安静环境;
③超过50 dB会影响睡眠和休息;
④70 dB会干扰谈话,影响工作效率;
⑤长期生活在90 dB以上的噪声环境,会严重影响听力和引起神经衰弱、头疼、血压升高等疾病;
⑥如果突然暴露在高达150 dB的噪声环境中,听觉器官会发生急剧外伤,引起鼓膜破裂出血,双耳完全失去听力。
(2)噪声的危害
①心理效应:使人烦躁,精力不集中,妨碍睡眠和休息。
②生理效应:耳聋、头疼、神经衰弱、消化不良、视觉模糊等,严重时会使人神志不清、休克,甚至死亡。
③物理效应:高强度的噪声会损坏建筑物。
现代城市的噪声时时刻刻在破坏着我们安静的生活,控制噪声、减少噪声对环境的污染正成为人类十分重视并且努力解决的重大问题。
谈重点 噪声强度与环境保护 为了保护环境,必须减弱噪声。按照一般的标准,居民居住环境的噪声,日间不能超过50 dB,夜间不能超过40 dB;工厂、工地等工作的噪声,也不应该超过85~90 dB。
【例2-1】关于0 dB的理解,正确的是( )
A.0 dB意味着物体不发生振动
B.0 dB是人耳能听到的最弱的声音
C.0 dB是频率最低的声音
D.以上说法都不正确
解析:0 dB不是没有声音,而是人们能听到的最弱的声音,所以选项A、C都错误,选项B正确。
答案: B
【例2-2】在一些城市的繁华街道上,我们经常可以看到一种装置(如图所示),请问它是什么装置?下面表格中列出了一些声音的分贝数和人的感觉,结合表中内容,在图中你看出了什么问题?应该采取哪些具体措施?(答出一条即可)
声音的分贝数 30~40 dB 超过50 dB 70 dB以上 90 dB以上
人的感觉 理想的安静环境 影响睡眠和休息 影响正常的学习和生活 影响听力,并引起多种疾病
答案:图中的装置是噪声显示牌或噪声检测、监测或显示装置(仪器或设备);从图中可以看出噪声已达到90 dB,影响人们正常的学习和生活,长期生活在这样的环境中会影响听力,并引起多种疾病。
具体措施:机动车严禁在市区高声鸣笛;在道路两旁植树;安装隔声板;临近路旁生活的居民在车辆高峰期应关闭门窗;戴上防噪声的耳塞等。(其他合理答案均可)
3.噪声的控制
声音产生到引起听觉主要有三个阶段:声源的振动产生声音—空气等介质的传播—鼓膜的振动,因此,控制噪声也应从这三个方面着手。
(1)在声源处减弱:例如,改造噪声大的机器或换用噪声小的机器,做个外罩把噪声声源罩起来,在内燃机排气管上加消声器(下图所示)。
摩托车的消声器
(2)在传播过程中减弱:在马路和住宅间设立屏障或植树造林,使传来的噪声被反射或部分吸收而减弱。
城市道路旁的隔音板
(3)在人耳处减弱:例如,可以戴上防噪声耳塞,或者在耳孔中塞一小团棉花。
工厂用的防噪耳罩
【例3-1】如下图所示的是摩托车引擎后安装的消声器的结构图。摩托车安装消声器是采用________的方法来减弱噪声的,起消声作用的主要部件是________。
解析:减弱噪声的途径有三个:在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱。摩托车在引擎后排气管处加装消声器,是采用在声源处减弱的方法来减弱噪声的。
摩托车产生的噪声,很大一部分是尾气从排气管中排出时而振动产生的。加装消声器后,废气从隔音盘的孔洞中穿过,能量被不断地减弱,最终从废气口排出时,产生的噪音的响度比不装消声器的要小许多。本题两空应分别填“在声源处减弱”和“隔音盘”。
答案:在声源处减弱 隔音盘
【例3-2】下图是控制噪声的几种措施,其中属于防治噪声产生的是( )
解析:摩托车的消声器可以在声源处控制噪声的产生;公路两旁的透明玻璃板和城市道路旁边的隔音板可以在传播过程中阻隔公路上汽车产生的噪声;噪声较大的工厂里,工人用防噪声耳罩可以在人耳处减弱噪声。
答案:A
4.正确认识噪声
从物理学角度讲,噪声是声源杂乱无章的振动发出的声音;从环保角度讲,发出的声音如果影响了别人正常的工作、学习和休息,此时的声音即便是美妙的音乐也会成为噪声。
噪声对我们的生活危害很大,但是噪声有可以利用的一面。例如:用噪声控制植物提前或推迟发芽来除掉杂草;利用人体发出的微弱的噪声,可以探测病灶等。
【例4】关于乐音和噪声的叙述不正确的是( )
A.乐音是乐器发出的声音,噪声是机器发出的声音
B.乐音悦耳动听,使人心情舒畅,噪声使人烦躁不安,有害健康
C.早操时学校广播喇叭的音乐声也可能成为噪声
D.噪声并不是百害无利,噪声也可以被我们利用
解析:乐器发声时,振动有一定的规律,但是当影响到别人的休息和工作时就成了噪声,比如在半夜邻居们都睡觉时吹笛子等,早操时学校喇叭的音乐声会影响到周围居民的休息,对周围居民来说成为噪声,长期在噪声环境中身心会受到伤害。另外生活中我们也可以利用噪声。
答案:A教学目的:
使学生认识合理营养及食品安全的重要性。
使学生能够运用所学知识,设计一份适合自己的合理食谱。
培养学生分析问题、解决问题的能力;并使学生从中体会运用知识解决实际问题的成功与喜悦。
教学重点和难点
重点:认识合理营养及食品安全的重要性。
难点:如何根据实际情况设计合理的食谱
教学手段:
教师:搜集关于青少年生长发育现状问题、中日青少年身高比较结果、牛奶对人们生活的影响、什么是营养配餐等资料。
学生:
分成小组,选出发言人。
搜集与合理膳食和食品安全有关的资料和信息。
教学设计:教学目的:
使学生认识合理营养及食品安全的重要性。
使学生能够运用所学知识,设计一份适合自己的合理食谱。
培养学生分析问题、解决问题的能力;并使学生从中体会运用知识解决实际问题的成功与喜悦。
教学重点和难点
重点:认识合理营养及食品安全的重要性。
难点:如何根据实际情况设计合理的食谱
教学手段:
教师:搜集关于青少年生长发育现状问题、中日青少年身高比较结果、牛奶对人们生活的影响、什么是营养配餐等资料。
学生:
分成小组,选出发言人。
搜集与合理膳食和食品安全有关的资料和信息。
教学设计: