【高效备课】沪科版物理八上 第3章 声的世界 第三节 超声与次声 教案

第三节 超声与次声
【教学目标】
一、知识目标
1.知道人耳听到声的频率范围.
2.知道超声的特点及超声技术在生产、生活、科技和国防等方面的应用.
3.知道次声的一般特点和危害性.
二、能力目标
1.通过学习人与动物不同的听觉范围，初步了解人与动物之间的关系.
2.学会运用物理知识为人类的生产和生活服务.
三、素养目标
1.通过学习超声的利用，进一步激发学生学习物理知识的兴趣.
2.通过了解次声的危害，初步感受和认识人与自然环境之间的关系.
【教学重点】
1.知道超声、次声的概念；
2.知道超声的应用.
【教学难点】培养和提高学生收集信息的能力.
【教具准备】多媒体课件
【教学课时】1课时
【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 前面，我们已经学习了声现象的一些性质并探究了它的规律，这些现象不仅有趣，而且都包含了一定的科学道理.你知道吗？在大自然中还有些声波人耳听不见，这就是超声波和次声波，超声波和次声波在生产和生活中有着广泛的应用.那么你对超声和次声知道多少 这节课，我们就来研究学习它.
【进行新课】
人听到声音的频率
师 你知道大自然中有哪些我们听不到的声音吗？
学生1：某些动物发出的声波（如大象、海豚、蝙蝠）.
学生2：地震、海啸前出现的一些声波我们也听不到.
师 蜜蜂飞行时发出嗡嗡声，翅膀每秒振动200~300次，翅膀振动的频率为200~300Hz，在人耳听觉频率范围内，所以人耳可以听见蜜蜂飞行时发出嗡嗡声；蝴蝶飞行时，翅膀每秒振动5~6次，翅膀振动的频率为5~6Hz，不在人耳听觉频率范围内，所以人耳听不见蝴蝶飞行时发出的声音.
师 通常情况下，人耳能听到声音的频率范围是20Hz~20000Hz，高于和低于此频率的声音，人耳都听不到；声波的频率高于20000Hz的声音叫做超声，低于20Hz的声音叫做次声.
板书：声波的频率高于20000Hz的声音叫做超声，低于20Hz的声音叫做次声.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
超声
师 从超声的定义我们知道超声是一种频率很高的声波，这种高频声波的特点是：定向性好、穿透力强、易于集中.下面先请大家阅读课本P47~48页“超声”部分的内容，并结合你所知道的知识说说超声有哪些应用？
学生阅读，鼓励学生积极参与发言，及时点评，对回答正确的及时给予肯定，错的及时更正或给予指导.（可以利用分组竞赛的形式）
学生1：蝙蝠用超声导航和定位捕捉蚊子.
学生2：我老爸患肾结石后，医生用超声波击碎结石，排出体外，没有开刀.
学生3：在眼镜店里，店员用超声波免费为我洗眼镜.
学生4：渔民利用声呐捕鱼.
学生5：在医院做心电图.（师：这个不是的，关于心电图，同学们课后去查阅有关资料便可知道）
学生6：在海里航行的轮船用声呐探测前方冰山的距离.
学生7：B超检查身体器官的病变.
学生8：超声金属探伤仪能探测金属内部存在的缺陷.
学生9：化学工业上用超声将一般情况下不能混合的液体(如油和水)混合在一起.
学生10：超声能破坏细菌结构，用来对医疗器械和食物进行杀菌消毒.
师归纳总结并板书：
（1）超声波的特点：定向性好、穿透力强、易于集中.
（2）超声的应用：碎石、清洗眼镜或钟表、B超、声呐定位、超声导航等.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
次声
师 下面请同学们观看多媒体动画展示的火山爆发、地震、风暴、核爆炸、导弹发射等.
学生观看.
师 自然界中的火山爆发、地震、风暴等都能产生次声，核爆炸、导弹发射等也能产生次声.
师 能量很高的次声具有极大的破坏力、危害性，说说你所知道的次声的危害有哪些？
鼓励学生积极参与发言，及时点评，对回答正确的及时给予肯定，错的及时更正或给予指导.（可以利用分组竞赛的形式）
学生1：次声能使机器设备破裂.
学生2：次声能使飞机解体.
学生3：次声会破坏建筑物.
学生4：在强次声环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、晕眩，严重的会造成内脏出血，危及生命.
学生5：在地震、风暴发生时会有次声产生，我们可以利用次声预报灾害的发生.
师 我们利用次声预报灾害的发生，这应该属于次声可以利用的一面.
师总结并板书：次声危害：能量很高的次声会对机器、建筑物、人体造成伤害.
师 现在我还要向大家介绍一个次声的危害的具体事例.
一艘国际商船在“火地岛”发现了多年前神秘失踪的“马可·波罗”号帆船，而船上的一切设备及物品却完好无损.经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的“死亡谜”.原来都死于风暴所产生的“次声”.次声为什么能杀人呢 原来，人们内脏固有的振动频率和次声频率极为相似(0.01～20Hz).当外界的次声频率与内脏的频率相同或相近时，人体内脏就会形成共振，产生种种不良反应.还会导致视觉模糊，吞咽困难，肝功能失调等症状，严重时还会四肢麻木，胸部产生压迫感.尤其是当人的腹腔、胸腔及颅腔内的固有振动频率与外来的次声频率相一致时，就会使人因内脏系统振坏而丧生.因此有人正在利用次声的性质与特点，探索研制一种能导致人神经麻痹的“次声武器”.
指导学生阅读课本P49页“信息窗”，了解人和一些动物的发声及听觉频率范围.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
例题1如图所示的芯片大小只有1.5mm2，它内置56个超声波发射器和48个接收器，当它导入心脏后，会沿着心脏中的各个主动脉或静脉移动，实时拍摄下心脏内血管的情况，并能精确提供病变位置.下列关于该芯片的说法中，错误的是（ ）
A.超声波能成像
B.超声波穿透性强
C.超声波方向性好
D.该芯片发出的超声波不是由振动产生的
解析：超声波具有定向性好、穿透力强、破碎能力强等特点，在生产、医疗、科学等方面得到广泛应用.超声波具有声音的特点可以传播信息和能量，另外还具有定向性好、穿透力强等特点，在医疗上的B超就是应用超声波成像的，所以题中说法不正确的是D.
答案：D.
例题2以下说法不正确的是（ ）
A.蝙蝠在飞行时发出超声波
B.大象的语言对人类来说就是一种次声波
C.地震、火山喷发、台风等都伴有次声波
D.人们利用次声波来清洗钟表等精细的机械
解析：因为蝙蝠是靠超声波导航，故A不符合题意.因为大象的发声频率最低只有12HZ，所以大象的语言对人类来说就是一种次声波，故B不符合题意.地震、火山喷发、台风等都伴有次声波，故C不符合题意.人们利用超声波来清洗钟表等精细的机械，故D符合题意.
答案：D.
【课堂小结】
在物理课的学习中，不能忘记思考物理学与科学技术和社会的关系.物理知识是从实际中来的，又要应用到实际中去.一句话，学习物理知识就是要应用它来为人类服务，提高人们生活的水平，改善生活的质量.这节课就学到这，谢谢！
【课后作业】
完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.
1.超声波与次声波在人们的生产生活中有着广泛的应用，自然界和动物界中也存在着大量的超声波和次声波现象.本节知识重视在日常生活、生产技术中的例子，注意通过例子为学生提供感性认识，如蝙蝠捕食蚊虫，狗的听觉等.教学时还应注意将学习的物理知识应用于科学技术和生产之中，以加强物理知识“从生活走向物理，再从物理走向社会”的教学理念.如向学生介绍“用超声探测鱼群”“超声观察胎儿”“超声金属探测仪”等.教师和学生通过对超声和次声的资料收集、讨论，力求达到这样一个目的：让学生感受到物理的实用性和趣味性.
2.这节课的教学，可以充分利用互联网资源，在上课前让学生通过网络查找资料，了解超声和次声在生产和生活中的应用，以及次声波的危害.