第四讲 声音的产生传播与接收
A.学前导读
为什么对着山大声喊可以听到“回声”?
“腹语”表演者是如何达到演出效果的?
苍蝇蚊子是用“嘴”发出声音的吗?
B.知识新知
实验一:声音的产生
观察敲打鼓面上纸屑的跳动、观察青蛙叫时的动作、将手指置于喉咙两侧说话感受、拨动琴弦橡皮筋.
实验结论(知识点1): .任何发声体都在振动,振动停止,发声停止,但声音不一定停止.
吉他的声音是琴弦(固体)振动产生的;水滴落在水中的声音是水(液体)振动产生的;吹奏笛子的声音是笛子内空气(气体)振动产生的.
实验二:声音的传播
问:同学们能听到老师的声音,同学和老师之间有什么?
答:空气.(说明空气可以传播声音)
准备两只手机,第一步,直接用一只手机拨打另一只放在桌上,能听到声音;第二步,将手机放到一个盒子中,用另一个手机拨打,能听到声音,但声音会小一些;第三步,将手机用密封的塑料袋包好,完全浸没到水中,另一个手机拨打,能听到声音,声音会更小.
学生讨论三次试验的异同,得出结论(知识点2):
知识点3:声速
声音在每秒内传播的距离叫做声速.声速的大小与介质的种类有关,还与介质的温度有关.声音在不同介质中的传播速度一般不同,一般来说,声音在固体中传播速度最快,液体其次,气体中最慢(声音在软木中的传播速度比水中慢).
在15℃(读作:15摄氏度)时,声音在空气中的传播速度是 (读作:米每秒),表示声音在空气中1s内可以传播340m,用字母v表示速度.温度越高,声音的传播速度越快,25℃的空气中声速为346m/s.
常用公式: 读作:速度等于路程除以(比)时间 变形式:s=v·t t=s/v
知识点4:回声
回声的产生:声波在传播过程中遇到____物反射回来而形成的.
人耳分辨回声的条件:如果障碍物离声源处较远,发出的声波经过较长的时间(大于0.1s)再被人耳接收到,我们就可以区分回声与原声;如果障碍物离声源处较近,发出的声波很快反射回来,回声与原声混在一起,使原声加强.
我们以前普遍所说的“回声”只是回声的一部分!
知识点5:人耳结构
人的耳朵分为三部分:外耳、中耳和内耳.外耳包括耳廓、耳垂、外耳道;中耳包括鼓膜、听小骨、鼓室、咽鼓管;内耳包括半规管、前庭、耳蜗、传导神经.在外耳中主要靠空气振动传播,中耳中靠固体振动传播,内耳中通过复杂的神经传导进行传播.
人耳感知声音的过程可以简单表示为:声源振动产生声波并传播→耳廓→外耳道→鼓膜→听小骨→半规管、前庭、耳蜗→听觉神经
知识点6:双耳效应
人有两只耳朵,声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的时间、强弱及其他特征也就不同.利用这些差异,人就可以判断声音的方位,这就是双耳效应.
知识点7:听觉障碍
人的听觉障碍一般分两类,神经性的以及传导性的.如果是听觉神经受损,则无法修复,将永久失去听力;如果是传导部分受损(如耳膜损坏),则可以通过其他途径将振动传导到听觉神经,仍能拥有听力(如骨传导、助听器).
C.典型例题
知识点:声音的产生
【例1】下列关于声音产生现象的描述中,正确的是( )
A.物体发声是靠敲打发出的
B.响尾蛇之所以响尾,是由于蛇的尾部是由许多空心、坚硬的鳞片组成,当响尾蛇振动自己的尾巴时,它们相互摩擦而发声
C.物体振动停止后,声音立即消失
D.只有固体振动才能发声
知识点:声音的传播
【例2】婴儿从呱呱坠地的那时起,就无时无刻不与声打交道.下列关于声的说法,错误的是( )
A.我们能听到远处的雷声,说明空气可以传声
B.人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼,说明水能传声
C.将耳朵贴在长钢管的一端,让他人在另一端敲击一下,你会听到几次敲击声,其中最先听到的声音是通过空气传来的
D.宇航员在太空中不能直接对话,说明真空不能传声
知识点:声音的传播
【例3】在声音传播实验探究中,小芸和小芳做了以下两步实验:
(1)将两张课桌紧紧挨在一起,一个同学轻轻敲击桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听传过来的声音大小.
(2)把两张紧挨的课桌离开一个小缝,然后重复步骤(1),比较声音大小.
请你帮她们分析,将实验现象和分析结果填入下表中:
实验方式 声音的大小 声音靠什么传播
两张课桌紧挨时
两张课桌之间有一个小缝时
知识点:回声
【例4】关于回声,下列说法正确的是( )
A.只要有障碍物,我们就能听到回声 B.回声是由声波的反射形成的
C.回声和原声一定可以区分开来 D.以上说法都不对
知识点:声速、回声
【例5】一辆汽车停在某山崖前,在此处汽车鸣笛,4s后司机听到了回声,求鸣笛时汽车与山崖的距离.
拓展:汽车以15m/s的速度向对面的山崖驶去,在距山崖某处汽车鸣笛,4s后司机听到了回声,求鸣笛时汽车与山崖的距离,听到回声时汽车离山崖的距离.
D.夯实基础
1.声音是由物体的 产生的;一切发声体都在 ,振动停止, 也停止.
2.声速的大小跟介质的 和介质的 有关,一般来说,在固体中 ,液体中 ,在气体中 .在15℃时空气中的声速是 m/s.
3.图1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
4.耳朵能听到声音的条件是:发声体 发出可听声,声音在介质中以 的形式进行传播,由 接收到声波引起听觉.
5.声音传入人耳的顺序是( )
A.外耳道——鼓膜——耳蜗——听小骨——听觉神经
B.外耳道——鼓膜——听小骨——耳蜗——听觉神经
C.外耳道——听小骨——鼓膜——耳蜗——听觉神经
D.以上答案都不正确
E.进阶拓展
1.下列关于声音的产生和传播的说法中,正确的是( )
A.声音都是靠空气来传播的
B.只要物体振动,就能听到声音
C.回声是声音被障碍物反射而形成的
D.声音的传播速度不受周围环境温度的影响
2.设计一个音乐厅,下列各个因素次要的是( )
A.厅的容积 B.演出类型
C.厅内声的反射 D.全年温度变化
3.“如果声音在空气中的传播速度变为1m/s,则我们周围的世界会有什么变化?”关于这一问题的讨论,一位学生提出了下列四个有关的场景,其中不正确的是( )
A.教室内,学生能更清楚地听到教师的讲课声
B.汽车的喇叭不能再起到原来的作用
C.铜管乐队在会场内的演奏效果将变差
D.我们听到万米高空传来的客机声,却不能看到该飞机
4.人耳能区分回声和原声的时间间隔应不小于 s.某人对着山崖大喊一声,经1.25s听到回声,则此人离山崖的距离大约是 m.(空气温度为15℃)
5.用棒敲鼓鼓就能发声,这时如将一些细沙放在鼓面上,会看到沙在跳动,说明声音是由鼓面的 而产生的.在京剧演出中,有时锣声需要敲得响亮又短促,演奏员可以用_____________的方法来演奏.
6.子弹在离人24m处以750m/s的速度离开枪口,若声音在空气中的传播速度是340m/s,问当人听到枪声时,子弹已前进多少米?
7.小明在玄武湖上的一艘游艇上向对面的古城墙上发出一个声音,而游艇此时以10 m/s的速度向城墙靠近,3s后他听到了回声,听到回声时小游艇距城墙的距离是多少?(v声=340 m/s)
F.课后训练
1.人的耳朵能听到各种各样的声音是因为( )
A.声音是由空气传来的
B.声音是由液体和固体传来的
C.声音是由无线电波传来的
D.声音可能是由气体、液体、固体传播来的,也可能是由无线电波传来的
2.古代的侦察兵为了及早发现敌人骑兵的活动,常常把耳朵贴在地面上听,以下解释错误的是( )
A.马蹄踏在地面上时,使土地振动而发声 B.马蹄声可以沿土地传播
C.马蹄声不能由空气传到人耳 D.土地传播声音的速度比空气快
3.下列现象中属于骨传导引起听觉的是( )
A.鱼在水中也能够被岸上的脚步声吓跑
B.同学之间小声说悄悄话
C.用耳塞堵住耳朵,将正在振动的音叉的尾部抵在前额上听到的声音
D.医生用听诊器听到的声音
4.在敲响寺庙里的大钟后,有同学发现,已停止了对大钟的撞击,大钟仍“余音未绝”,分析其原因( )
A.一定是大钟的回声
B.因为大钟在继续振动
C.因为人的听觉发生“延长”的缘故
D.大钟停止振动,但空气仍在振动
5.指出下列发声现象是哪个物体振动的结果:
①气球破裂时爆裂声: .
②水开了听到的声音: .
6. 利用回声可以测量声源到障碍物的距离.科学工作者为了探测海底某处的深度,从海面向海底垂直发射超声波,经过4秒后接到回波信号.已知声音在海水中的传播速度为每秒传播1530米,请回答下列问题:
(1)海洋的深度是多少?
(2)运用声波的反射,能否测量地球和月球之间的距离?为什么?
G.设计实验
双耳效应
人的耳朵不仅可以听到声音,而且可以根据两只耳朵接收声音时的强弱差别和时间差别,判断出发声物体的方位和距离,人耳的这种能力成为双耳效应.通常,双耳效应不被人所注意,但利用一个简单的装置可以演示双耳效应.
用长1.5m-2.0m,直径25mm的一根塑料硬管(或金属管),将内部装满细沙后两端用废纸堵住,在火炉旁加热后窝成一个圆形,两管口相距250mm左右.倒出管中的细沙,讲管口打磨光滑,用布条将管挂在试听者的两耳旁.试听者紧闭双眼,耳贴管口,助手用一细木棒轻击管的任意部位,试听者都能准确地判断出敲击处的位置,这就是双耳效应.
H.拓展阅读
知道了声音在空气里的传播速度,在某些情形下就可以用来测量不可接近的物体的距离.这件事情在儒勒·凡尔纳的《地心游记》小说里也有过描写.小说里的两位旅行家──教授和他的侄儿──在地下旅行的时候走散了.后来他们能够听到对方的声音,这时候两人之间曾经有过这么一段对话(这段故事是用侄儿的口吻叙述的):
“叔叔!”我喊道.
“什么事,我的孩子?”一会儿之后,我听到了他的回答.
“首先我想知道,我们两个人离开得有多远?”
“这个容易!”
“你的表走得好吗?”
“好.”
“请你把它拿在手里.喊一声我的名字,并且就在喊的时候,记着表上的秒数.我一听到你的喊声,就立刻重复一声我的名字,你就把听到我的声音的时刻记下.”“好的.那时候从我发出声音到我听到你的声音这个时间的一半,就表示声音从我这里走到你那里所需要的时间了.你准备好了吗?”
“准备好了.”
“注意了!我喊你的名字了!”
我把耳朵贴着墙壁.一等“亚克谢立”这个声音传到我的耳朵里,我立刻重复地喊了一声.
“40秒,”叔叔说,“因此,声音从你那里到我这里一共走20秒.声音每秒钟大约走1/3公里,20秒钟大约走7公里.”
假如在这一段里所讲的内容你能够完全明白,那么你自己就会很容易地去解答同一类的问题了.
我在看到离得很远的火车头放出汽笛的白汽以后,过了一秒半钟,才听到了汽笛声.问:我离这火车有多远?
I.知识拾遗
同学们,你能回答学前导读中的三个问题了吗?
本课中的疑问