第一章声现象 综合实践活动 学案（含答案） 2023-2024学年苏科版物理八年级上册

<<综合实践活动：比较材料的隔声性能>>研学案
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【课题】
<<综合实践活动：比较材料的隔声性能>>
【教学目标】
1. 知识与技能
（1）初步理解运用控制变量法和转换法解决实际问题。
（2）知道隔声是噪声防治的一种重要方法。
2. 过程和方法
（1）初步掌握控制变量法，并运用控制变量法比较不同材料的隔声性能。
（2）从比较不同材料的隔声性能入手，思考如何提高控制噪声的效果。
3. 情感态度与价值观
通过本活动，巩固本章所学知识，自觉增强环保意识，并将所学知识运用到实际生活中去。
【教学重点】
理解掌握控制变量法
【教学难点】
如何运用转换法比较不同材料的隔声性能的方案
【教法学法】
启发法、实验法、科学探究法等
【教学器材】
闹钟、手机、机械秒表、报纸、塑料袋、泡沫塑料、金属盒等
【教学过程】
一、新课导入
将机械闹钟分别放入两个盒子，让同一位同学听，比较变化。再让其他同学分别听，交流讨论。得出初步结论是音调不变，响度有变化。
教师：为什么相同的声源放入不同的盒子，人耳听到的声音响度不同？（学生讨论）
介绍隔声性能基本概念：材料的隔声性能是指材料隔绝声音的本领。
二、探究过程
探究目标：如何比较不同材料的隔声性能（学生分组讨论）
制定计划：
问题一：选择什么作为声源？机械秒表还是手机 为什么？
机械秒表得到更多同学的青睐，因为声音均匀，更加容易分辨响度。
问题二：如何比较（转换法比较）？
1.转换观察法：人远离声源，直到听不见钟声为止时，通过人到声源距离的远近，来反映不同材料隔声性能的好差。
2.直接比较法：同一位同学站在距离盒子相同距离处听声音，比较响度。
更多同学选择1 因为方案2中人耳无法分辨响度比较接近的声音。
强调运用科学方法。
换观察法：人远离声源，直到听不见钟声为止时，通过人到声源距离的远近，来反映不同材料隔声性能的好差。在其他条件相同时，此距离越近，相应的隔声材料的隔声性能越______。
制变量法：分别用相同厚度的不同材料把闹钟包裹起来后放人鞋盒内，再把鞋盒盖严以阻隔钟声，在同一安静的室内请同一个人向同一方向远离声源听钟声。
收集证据：
实验小组依次将各种材料盖在钟上方重复实验．得到下表的数据：
隔声材料 衣服 报纸 锡箔纸 塑料袋 泡沫塑料
听不到指针走动声音时的距离/m 1.2 1.5 1.8 2.0 1.0
实验结果分析论证：
请你分析表中数据，被测材料的隔声性能由好到差的顺序是___________________。
实验结论：
根据实验结果，你认为隔声性能好的材料的共同特点是_________________。
注意事项：
(1)本实验应当在环境噪声较小的室内进行，如果实验的环境噪声较大，可以选用响度稍大的其他声源（如可以控制音量的收音机），并选用一定厚度的书本、木板、泡沫塑料板、棉垫等作为比较隔声性能的材料。
(2)除上述控制变量的方法外，也可以改变声源的响度（如通过调节收音机的音量旋钮改变音量），而保持其他因素不变，当测试者听不到声音时，测量音量旋钮反向旋转过的角度，以此比较不同材料的隔声性能；还可以改变隔声材料的厚度，而保持其他因素不变，直到测试者听不到声音为止，以材料的厚度来比较材料的隔声性能。到底采用哪种具体方法，视可行性、简便性和精确性而定。
三、新知应用
1.某同学在探究声音的特征时，做了以下实验。
用一只手将锯条压在桌沿上，用另一只手轻拨锯条一端，听其响度;再用力拨锯条，这时锯条的振幅 (选填“变大”“变小”或“不变”)，响度 (选填“变大”“变小”或“不变”)，这说明响度与 有关。
如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，先让一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听它振动发出的声音;然后逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变 。当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于 ，该同学用“同样的力拨动钢尺”的目的是 。
2.在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想。
猜想一:琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关
猜想二:琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关
猜想三:琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确，他和同学们找到了下表所列4种规格的琴弦，进行实验。
为了验证猜想一，应选编号 两种规格的琴弦进行实验。
为了验证猜想二，应选编号 两种规格的琴弦进行实验。
在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全，表中①的位置所缺数据是 。
小明在这个探究实验中，采用的研究方法是 。
3.微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系，他选取了材料与管壁厚度都相同，长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如下表。
用刻度尺测量1号管长度如图所示，读数是 cm。
(2) 三根管子中音调最低的是 号。
(3) 根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论 答出你的看法并说明理由。
答: ；理由: 。
四、课后作业
1．一场大雪后，大地披上了银装，这时你会发现周围特别宁静，这是因为雪地的微孔能吸收声音，根据上面的描述，你认为会堂、剧院的四壁和屋顶都做得凹凸不平，或采用蜂窝状的材料，主要是为了( )
A．减弱声波的反射 B．增强声波的反射 C．增强声音的响度 D．装饰得美观些
2．某工厂计划为高噪声车间的工人们制作消声耳罩，请你做一个材料的选择．
(1)外罩起反射声音的作用，选用哪种材料好( )
A．软橡胶 B．泡沫塑料 C．硬塑料 D．硬纸板
(2)填料要能吸收声音，选用哪种材料好( )
A．碎钢板 B．硬纸板 C．泡沫塑料 D．木屑
(3)“衬里”紧挨耳朵要求触感舒适，选用哪种材料好( )
A．纸 B．皮革 C．木板 D．绒布
3．小华学了有关声音的知识后，对材料的隔声性能很感兴趣，于是他设计了如下实验进行探究。实验步骤如下：
①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；
②把钟放到一个盒子里，将衣服盖在钟上方，然后逐渐远离盒子直到听不到钟声，记下此时人离盒子的距离；
③依次分别将各种材料盖在钟上方重复以上实验，得到如下表的数据：
材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子
听不到钟声的实际距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2
请你回答下列问题：
(1)小华设计的实验利用了离声源越远，听到的声音响度越______（大／小）的原理。
(2)根据实验数据，待测材料隔声性能由好到差的顺序为__________________________
________________________。
(3)根据小华的实验结果，你可以提出一个猜想：______________________________。
4.为了测定声音在钢中的传播速度，取一长664米的钢轨，在其一端用铁锤沿钢轨方向敲击一下，在另一端听到两次声音。第一次响声是由钢轨传来的，第二次是由空气传来的，记录指出两次响声相隔的时间是1.87秒。如果当时声音在空气中的速度为332米/秒，求声音在钢轨中的传播速度。
5.一汽车朝山崖匀速行驶，在离山崖s=700m处鸣笛，汽车直线向前行驶s1=40m后，司机刚好听到笛声的回声，求汽车行驶的速度。（已知气温是15℃）
6. 在学习吉他的演奏过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出以下猜想：
猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；
猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；
猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
（1）为了验证猜想1，应选用编号为　 　、　 　、　 　的琴弦进行实验；
为了验证猜想2，应选用编号为　 　、　 　、　 　的琴弦进行实验。
编号 材料 长度（cm） 横截面积（mm2）
A 铜 60 0.76
B 铜 60 0.89
C 铜 60 1.02
D 铜 80 0.76
E 铜
F 铜 100 0.76
G 钢 80 1.02
H 尼龙 80 1.02
I 尼龙 100 1.02
表中有的材料的规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据。
（2）随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：　 　。
“新知应用”参考答案
1. (1)变大 变大 声源的振幅
(2)低 发出声音的频率低于20 Hz，是次声波 控制响度相同
2. (1) A、C
(2) A、B
(3) 55
(4)控制变量法
3. (1) 18. 50 (2) 3
(3)不能管子的长度和直径都不同，不能比较
“课后作业”参考答案
1．A 2．(1)C (2)C (3)D
3．(1)小
(2)袜子、衣服、报纸、平装书、塑料袋
(3)（答案不唯一）材料的隔声性能与材料的厚度有关
4. 5108m/s
5. 10m/s
6. （1）ABC；ADF；(2)选取两根材料相同、长短相同、横截面积一样的琴弦，如C、E进行对比实验。使两根琴弦的一端固定，另一端进行松紧程度调节，要求一张一弛有所差异。用大小相同的力拨动琴弦，比较发音情况。如果两根琴弦发出声音的音调不同，表明小明的猜想是正确的，否则猜想错误。