人教版八上2.3声的利用 教学设计

《声的利用》教学设计
设计说明
本节教学内容由“声与信息”和“声与能量”两部分内容组成，本节知识在生活中的应用非常广泛，学生对于一些常见的声的利用现象很熟悉，只不过不知道它们分别是利用声的哪些作用，所以本节应充分利用多媒体教学、播放大量生活实例，让学生感知物理与生活的联系。本节还应鼓励学生自己从生活中感知或查阅资料，了解声利用的实例；还可以鼓励学生制作一些利用声的小发明、小制作等。教师在进行声传递能量的教学中，做好教材中的演示实验，还可提高学生的学习兴趣，激发学习物理的热情。
教学目标
1.了解声的有关知识和应用。并能进行回声定位计算。
2.通过观察、参观或者录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识。
3.通过学习声在现代技术中的应用，体会科学、技术与社会的联系。
教学重点难点
1.重点：现代技术中与声有关的知识应用。
2.难点：现代技术中与声有关的知识应用。
教具
多媒体、音像资料、去掉底的纸杯、保鲜膜、橡皮筋、蜡烛、火柴等。
教学过程
情境引入
生活经验告诉我们，雷电声预示着将有一场雨的到来；嘈杂的汽车鸣笛声提示我们前方可能堵车了；上课铃声响了，同学们会迅速走回教师，等待老师的到来；妈妈能够根据宝宝的哭声判断他的情绪。大量的事例说明了人们可以利用声音来传递信息，其实动物中也有一些利用声的高手，并且它们还能对人类听不到的声音做出很好的反应。
进行新课
一、声与信息
（一）次声传递信息
本章开始时说过，大象可以用我们听不到的声进行交流，实际上，此时大象发出的声是一种次声波。
大自然的许多活动：如地震、海啸、火山爆发、台风等都伴有次声产生，另外，核爆炸、导弹发射、龙卷风发生前、泥石流发生前等也会伴有次声波产生，人们根据它传播距离很远的特点，使用灵敏的声学仪器接收并处理它们，可以确定发生的方位和强度，可利用这些前兆预测自然灾害，提前预报，加以预防。
（二）超声波传递信息。
蝙蝠飞行时会发出超声波，这些声波遇到障碍物会反射回来，蝙蝠利用反射回来的声波可以确定目标的位置。蝙蝠采用的方法叫做回声定位，海豚也是利用超声波的回声定位来识别食物、敌人和生活环境的。
人类也仿照动物的这个本领制作了一些仪器，你知道哪些呢？它们有什么用呢？
引导学生分析：
（1）导盲仪：可以探测道路上的障碍物，帮助盲人出行。
（2）倒车雷达：可以探测汽车附近的障碍物，帮助司机安全驾驶。
（3）声呐：可以探测海洋深度，绘制海洋的地形图，还可以帮助渔民获取鱼群的信息。
教师：同学们说得很好，下面我们一起归纳一下声在传递信息上的应用。
引导学生分析：
（1）利用B超可以更准确地获得人体内部疾病的信息。B超设备向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上。超声波探查对人体没有伤害，可以利用超声波为孕妇进行常规检查，从而确定胎儿的发育状况。
（2）在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测。超声波发生器发射出的超声波能够透过被检测的样品，被对面的接收器所接收。如果样品内部有缺陷，超声波就会在缺陷处发生反射，这时对面的接收器便接收不到或者不能全部接收到发生器发射出的超声波信号。这样就可以在不损伤被检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫做超声波探伤。
（3）在生产生活中还经常看到超声波测速仪、超声波测厚仪等。
二、声与能量
教师：声除了可以传递信息，还有没有其它本领呢？你们听说过狮吼功吗？请同学们观看这个视频，思考一下杯子为什么碎了？
播放华晨宇的声音震碎玻璃杯的视频。
引导学生分析：杯子碎了应该是声音可以传递能量。
真的是这样吗？播放演示实验：轻敲纸杯底的保鲜膜，发现烛焰晃动。
引导学生分析：看到烛焰晃动。
教师：这说明了什么？
引导学生分析：这说明声音的能量通过空气传递给了烛焰。
教师：是的，也就是说，声可以传递能量。在生活中这样的应用还有哪些呢？
引导学生分析：
（1）超声波洁牙机：尖端振动频率很高，清除牙齿周围的牙石。
（2）超声波加湿器：在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。
（3）对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位，药液雾化器利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴，让病人吸入，能够增强疗效。
（4）利用超声波的高能量可将人体内的结石击碎成细小的粉末，从而可以顺畅地排出体外。
（5）在工业上用超声波清洗零件上的污垢。在放有物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。
习题设计
1．声音可以传递信息和能量，下列描述声音能够传递能量的是（　　）
A．探测海深 B．晃动火苗 C．回声定位 D．倒车雷达
2．下列现象或做法中不能说明声波可以传递能量的是（　　）
A．蝙蝠靠超声波捕食 B．利用超声波消除肾结石患者的结石
C．用声波清洗精细的机械 D．利用声音可以震碎玻璃杯
3．无风环境下，在发声的扬声器前放置一只点燃的蜡烛，当扬声器音量足够大的时，就可以明显看到烛焰晃动。该现象主要说明了声音（　　）
A．是由物体振动产生的 B．传播需要介质
C．可以传递信息 D．可以传递能量
4．地震时会产生一种声波，人类无法感知，而有些动物却能听到，旧时人们利用地震前出现的“鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫”等反常现象预测地震，下列说法正确的是（　　）
A．地震产生的声波频率小于20 Hz，属于超声波
B．人类无法感知地震产生的声波是因为声音的响度小
C．人类无法感知地震产生的声波是因为声波不能在空气中传播
D．地震产生的声波会对人体造成伤害说明了声音具有能量
5．2021年，云南野象群北迁引发全球关注，人与象的和谐相处让全世界看到了中国在保护野生动物方面的成果。迁徙途中，一只小象因误食酒糟“醉酒”而掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（　　）
A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小
C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高
6．2020年4月4日，北京天安门广场降下半旗，深切哀悼在抗击新冠肺炎疫情中牺牲的烈士和逝世同胞。10时整，长安街川流不息的车辆停驶、地铁停运……防空警报、汽笛、汽车喇叭……同时响起，行人伫立，民众神情肃穆、低头默哀3分钟。以下说法不正确的是（　　）
A．刺耳的汽笛声说明音调高
B．现场防空警报声是超声波
C．区分汽笛和喇叭声主要因音色不同
D．停驶的汽车相对于天安门是静止的
7．关于声现象的描述，请你选出错误的选项（　　）
A．地震、海啸、火山喷发等自然灾害往往会伴随次声波的产生
B．远处传来的闷雷声震的玻璃好像要碎了，这是声携带能量的表现
C．蝙蝠是依靠超声波回声定位来判断障碍物位置的
D．倒车雷达是利用了次声波来识别障碍
8．如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是（　　）
A．超声波的频率低于20Hz
B．超声波信号会对使用者造成电磁波辐射危害
C．超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象
D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
9．现在有一种超声波洗牙的方式，超声波之所以能洗牙，是因为（　　）
A．超声波是清洁剂
B．超声波可以引起固体的振动，使牙垢脱落
C．超声波能发生反射
D．超声波传递去污垢的信息
10．地震、台风即将来临时会产生次声波，但人类却听不到，这是因为（　　）
A．产生的次声波声音太小
B．次声波无法传入人耳
C．次声波的频率大于20000Hz
D．次声波的频率小于20Hz
11．下列事例是利用次声波的是（　　）
A.蝙蝠靠声波发现昆虫
B．医生用B超查看胎儿的发育情况
C．利用声波清洗机清洗眼镜上的污渍
D．利用声波预报火山爆发
12．某科学探测船在海上航行时，船上的一位气象学家将一只氢气球凑近耳朵听了听，马上向大家发出紧急报告：“海上风暴即将来临。”就在当天晚上，海上发生了强烈的风暴。一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢？下列说法中正确的是（　　）
A．大自然的许多活动，如地震、火山爆发、台风、海啸等，都伴有次声波产生
B．这位气象学家用氢气球预报海上的风暴，利用了声可以传递能量
C．这位气象学家用氢气球预报海上的风暴，利用了回声定位的原理
D．由于次声波的频率很低，所以传播距离很小，故很难用仪器接收到
13．在东南亚和南亚地区2004年12月26日由强烈地震引发的巨大“海啸”造成了数十万人员伤亡，被称为“世纪之灾”．但令人感到惊讶的是，“海啸”过后，人们没有发现野生动物大规模死亡的情况，如果从物理知识的角度分析，其中的原因可能是（　　）
A．动物反映灵敏
B．有些动物能听到超声波
C．有些动物能听到次声波
D．动物能观察到地面的变化
二、填空题
14．本场物理考试的预备考试铃声响起，同学们快步走进考场，此现象主要说明声音可以传递_____（选填“信息”或“能量”）。
15．如图所示是一款超声波驱鼠器，发出的超声波能对鼠类听觉系统进行有效的干扰和刺激，使其恐慌及不安，从而将鼠类驱逐出它们的活动范围。由于超声波具有______的特点，因此能传遍房间中各个隐蔽的角落，且超声波的频率超过______Hz，因此不会对人类的生活造成干扰。
16．医院里超声检查，是让一束超声波射入人体。人 ________听见超声（选填“能”或“不能”）。
17．通常把频率高于___________Hz的声音称为超声，科学家根据蝙蝠利用超声波回声定位的原理发明了___________，该技术可用来探测海洋深度，获得鱼群、潜艇位置等信息。
18．地震时产生的___________（填“超声波”或“次声波”）会使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏破裂，危及生命，由于它的频率低于___________Hz，且破坏性大，人耳无法直接听到，所以要尽量远离地震源。
19．蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，是因为它在飞行时发出___________波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会___________回来，根据回声到来的方位和时间，它可以确定目标的位置和距离，蝙蝠所采用的这种方法叫做___________。
三、简答题
20．利用回声可以测量声源到障碍物的距离。为了开辟新航道，某科学探测船装有回声探测仪，探测水下有无暗礁，从海面向海底垂直发射超声波，探测船发出的声音信号经4s被探测仪接收到，声音在海水中的传播速度是1450m/s，求：
（1）人耳能听到超声波吗？为什么？
（2）海底障碍物到探测船的距离是多少米？
（3）这种方法能不能用来测量月球到地球的距离？说明原因。
参考答案
1．B
2．A
3．D
4．D
5．C
6．B
7．D
8．D
9．B
10．D
11．D
12．A
13．C
14．信息
15．能量 20000
16．不能
17．20000 声呐
18．次声波 20
19．超声 反射 回声定位
20．（1）略；（2）2900m；（3）略