2.2声音的特性 教案 -2022-2023学年初中物理人教版 八年级上册

2.2声音的特性
【学习目标】
1.了解声音的特性。
2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。
3.不同发声体发出乐音的音色不同。
4.通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”，进一步了解物理学研究问题的方法。
【教学重难点】
重点：音调、响度、音色的概念及其相关因素。
难点：探究决定音调、响度的因素。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
振动会发出声音，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？
为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大？
要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。
新课讲授：
探究点一、音调
活动1： 提出问题：我们接触到的各种声音，有的听起来音调（pitch）高，有的听起来音调低。声音为什么会有音调高低的不同？什么因素决定音调的高低？
活动2：演示实验：运用钢尺，想办法使钢尺发声。我们可以把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音。
演示1：如果钢尺伸出桌边的长度短一些， 观到钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点？此时，钢尺振动得较快，声音尖而细。
演示2：如果使钢尺伸出桌边的长度较长一些，再次拨动，比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。
活动3：播放视频再次验证。
结论：当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动较快，发出的声音尖而细；当钢尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动较慢，发出的声音低而粗。物体振动得快，发出的音调就高，振动得慢，发出的音调就低。可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着音调的高低。
活动4：学生阅读教材内容，并分组讨论下列问题。
（1）频率的物理意义是什么？什么叫频率？
（2）在国际单位制中，频率的单位是什么？
（3）物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么？
（4）大多数人能够听到的频率范围是什么？
（5）什么叫超声波？什么叫次声波？
（6）生活中你对超声波、次声波了解多少？能说出它们的一些用处吗？
教师总结：频率是用来描述物体振动快慢的物理量，物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率。在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hertz)，简称赫，符号为Hz。
频率决定声音的音调。物体振动得快，频率高，发出的音调就高；物体振动得慢，频率低，发出的音调就低。
活动5：观察声波的波形
教师简单介绍示波器的作用并演示：在这里，我们要用示波器显示声波的波形，示波器的构造复杂，工作原理要在高中物理的电场部分涉及到，目前同学们的知识还不足以理解它。另外，我们也没有必要弄懂它，只要我们会正确使用就行了。
通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形，比较不同频率的声音的波形有什么差别。（教师演示，学生观察并讨论）
实验结论：两个频率不同的音叉发出声音的波形相似，但频率高的音叉的波形要密一些。
观察波形图时，波形越密，说明音调越高；波形越稀，说明音调越低。
探究点二、响度
活动1：提出问题学生思考：声音有音调的不同，也有强弱的不同。例如，用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。物理学中，声音的强弱叫做响度（loudness）。什么因素决定声音的响度呢？
活动2：实验探究：响度跟什么因素有关？
（1）用细线把乒乓球吊起来，使乒乓球静止在竖直位置，恰好跟音叉的一个叉股接触。轻敲音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。
（2）重敲音叉，使音叉发出响度更大的声音，观察乒乓球被弹开的幅度。
（3）比较音叉发出不同响度的声音时，乒乓球被弹开的幅度有什么不同。
（4）通过上面的探究活动，可以得出什么结论？
实验结果：
音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小，音叉振动的幅度小；音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大，音叉振动的幅度大。根据实验结果知道：响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大。
活动3：老师视频播放该实验再次验证结论。
教师继续总结： 物理学中用振幅（amplitude）来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。
人听到声音是否响亮，除跟发声体发声时的响度有关外，还跟人距离发声体的远近有关系。声音是从发声体向四面八方传播的，越到远处越分散。所以距离发声体越远，听到的声音越小。用喇叭可以减少声音的分散，使声音传播得更远些。
活动4：观察声波的波形：音叉的波形，声音越来越小的时候，波形有什么变化？
归纳总结：声音越来越小的时候，波形的幅度越来越小。
探究点三、音色
频率的高低决定声音的音调，振幅的大小影响声音的响度。但是，不同的物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨出它们的不同。
这表明在声音的特性中还有一个特性是十分重要的，它就是音色（musical quality）。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
活动1：观察声波的波形：下边分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do）的波形图，用计算机播放这几个声音片段，边听边比较它们的波形有何异同。
总结归纳：
观察上面的声音波形可以知道，音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，即音色不同。
课堂练习：
1．无其它声音干扰下的广场中，扬声器持续发一个音“呜”（此声音的强弱保持不变），用分贝仪测出的声音强度用表示，分贝仪与扬声器距离用表示，与的关系如图所示由图像可知，以下说法正确的是　　
A．声音在传播过程中，响度变小
B．声音在传播过程中，速度变小
C．声音在传播过程中，扬声器的纸盆振幅减小
D．声音在传播过程中，每秒内振动的次数减少
【答案】A
【解析】
.根据图可在，声音在传播过程中，响度变小，故正确；
.声音在传播的过程中，传播速度的大小与响度无关，故传播的速度不变，故错误；
.扬声器持续发一个音“呜”（此声音的强弱保持不变），则扬声器的纸盆振幅不变，故错误；
.声音在传播过程中，每秒内振动的次数的多少与响度的大小无关，故错误。
故选：。
2．“宫、商、角、徵、羽”起源于春秋时期，是中国古乐的五个基本音阶，亦称五音，五音实际上是指声音的　　
A．音调 B．响度 C．音色 D．速度
【答案】A
【解析】中国古乐的五个基本音阶，每个音阶对应的频率是逐渐增大的，因为频率越高，音调越高，由此可知“宫、商、角、徵、羽”五音实际上是指声音的音调，故正确。
故选：。
3．在公共场所要“低声细语”，这里的“低”“细”指的是声音的　　
A．音色好坏 B．音调高低 C．响度大小 D．频率高低
【答案】C
【解析】“低声细语”中的低是指声音小，是指声音的响度。
故选：。
4．如图所示，在扬声器的纸盆上撒些纸屑，当扬声器播放音乐时，原来静止在纸盆上的纸屑会跳动起来，而且声音越大纸屑跳动得越剧烈，根据纸屑跳动的幅度可以说明　　
A．声速与频率的关系 B．声音的音调与振幅的关系
C．声音的响度与振幅的关系 D．乐音与噪声的区别
【答案】C
【解析】当扬声器播放音乐时，原来静止在纸盆上的纸屑会跳动起来，说明发声的物体在振动；根据纸屑跳动的幅度是为了说明声音的响度与振幅的关系，即纸屑跳动的幅度越大，声音的响度越大；不能说明声音的音调与振幅的关系、也不能说明声速与频率的关系，以及乐音和噪声的区别，故错误，正确。
故选：。
5．王瑞同学在学习了声现象后，总结了以下四点，其中说法正确的是　　
A．倒车雷达是利用超声波来传递信息的
B．发声的音叉轻贴着乒乓球，乒乓球被多次弹开，说明乒乓球可以传声
C．在音乐会中，我们能根据声音的音调不同区分出不同乐器所发出的声音
D．声音在真空中传播的速度是
【答案】A
【解析】.汽车安装的倒车雷达是利用超声波回声定位的原理制成的，是根据回声到来的时间和方位，确定目标的位置和距离，即利用声音获得信息，故正确；
.发声的音叉轻贴着乒乓球，乒乓球被弹起，说明音叉在振动，乒乓球被多次弹起，说明音叉在不停地振动，故错误；
.不同发声体的材料与结构不同，发出声音的音色不同，能区分出不同乐器的声音是利用了声音的音色特性，故正确；
.声音的传播需要介质，不能在真空中传播，故错误。
故选：。
课堂小结：
本节课我们主要学习了以下内容：
1.乐音的三个特征：音调、响度和音色。
2.音调是由发声体振动的频率决定的。
3.响度是由发声体的振幅决定的。
4.不同的发声体具有不同的音色。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
【课后反思】
《声音的特性》一节中，教材力图通过实验，让学生在体验与探究中了解声音的三个要素；通过声音的速度估测增强学生对声速的感性认识，熟悉声速的测量方法。
为了有效达成教学目标，我事先进行了较为充分的准备，通过实践教学的体验，感觉效果不错。成功之处大约有如下几点：以生活为背景，引导学生通过实验、观察、探究、讨论等方式由表及里、深化思维，培养合作能力和理论联系实践、物理结合生活的意识。
以媒体为依托，通过精心备课，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。
但是，在具体教学中，也发现一些问题：学生的表达能力不够强，一方面是由于对物理概念的把握不够准确、熟练，更重要的还在于平时的自我要求不高，缺乏对语言表达能力的重视和训练