3.3 超声与次声(共21张PPT)2023-2024学年沪科版八年级上册物理

(共21张PPT)
第三章　声的世界
第三节　超声与次声
1.说出可听声的频率范围。
2.说出超声的频率范围，概述超声的特点及应用。
3.复述次声的概念，说出次声的产生及其危害。
4.关注科技发展，形成STS观点和环保意识教育。
◎重点:概述超声的特点及应用。
活雷达——蝙蝠
蝙蝠被称为“活雷达”，它是脊索动物门、
哺乳纲下的一类动物，是唯一能够真正飞翔
的哺乳动物；它除了具备一般哺乳动物的特点外，还有一系列适应飞行的形态特征。蝙蝠的视力很差，根本看不清前方的物体，但喜欢在夜间活动的蝙蝠却能在充满障碍的空间里自由自在地飞行，根本不用担心撞上障碍物。
【问题】为什么蝙蝠不用担心撞上障碍物呢？要回答这个问题我们需要掌握以下知识。
超声与次声
1.可听声:大多数正常人的耳朵听觉频率范围在20~20000 Hz之间，所以把频率在　20~20000　Hz之间的声音叫可听声。
20~20000　
·导学建议·
教师可以通过简易的实验和举例设问等形式，使学生认识到人耳能觉察的频率范围是有限的，然后引入超声与次声。如将手在空中来回摆动几下，却听不见振动产生的“声音”，原因何在？
2.超声:频率高于　20000　Hz的声音。
3.次声:频率低于　20　Hz的声音。
20000　
20　
·学习小助手·
每个人的听觉频率范围并不相同，有些人可以听到次声。随着年龄的增长，听到声音的频率范围逐渐变小。各类动物的听觉范围差别较大，有些动物如蝙蝠、海豚、猫、狗等能听到超声，而大象、鲸鱼等能听到次声。
1.某种昆虫靠翅膀的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在2 s内振动了600次，频率是　300　Hz，人类　能　(选填“能”或“不能”)听到该频率的声音。
300　
能　
1.特点:　方向　性好，几乎是沿直线传播，在碰到介质分界面时会有显著反射；很强的　穿透　能力，能穿透许多电磁波所不能穿透的物质，在一些不透明的固体中，甚至能穿透几十米的厚度，而且在液体和固体中传播时能量衰减较少；能将一般情况下不能混合的液体　混合　在一起，说明它易集中声能，在介质中传播时，能产生巨大的作用力。
方向　
穿透　
混合　
超声的特点及应用
2.应用:超声雷达(声呐)、超声波诊断仪(B型)、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器、超声洁牙等。
2.医院用的“B超”是利用超声波来诊断病情的，但人耳听不到它发出的声音，因为 (　D　)
A.声音响度太小
B.超声波不能在空气中传播
C.声音的频率低于人耳能听到的频率
D.声音的频率高于人耳能听到的频率
D
次声的产生及危害
1.产生:火箭的发射、飞机的飞行、火车及汽车的奔驰、火山的　爆发　、地震、海啸、台风、雷电等，都会产生次声。
2.危害:能量很大的次声具有极大的　破坏力　，它能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物垮塌等。在强次声环境中，人的平衡器官将　遭到破坏　，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出血，危及生命。
爆发　
破坏力　
遭到破坏　
探究超声
超声指纹识别是利用超声去做检测。超声具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波(超声到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴与峪(嵴指的是指纹的突起处，峪指的是指纹的凹陷处)所在的位置。超声技术所使用的超声的能量被控制在对人体无损的程度。
请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题:
(1)超声传播中遇到障碍物时　会　(选填“会”或“不会”)有一部分被反射回来形成回声。
(2)超声指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是哪种生物　A　。
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
(3)超声波能够识别指纹是利用了超声　传递信息　(选填“传递信息”或“具有能量”)的作用。
会　
A　
传递信息　
(4)如下图所示，这是超声指纹识别系统，发出的超声波遇到手指上的A、B、C、D、E五个位置时，测得回收信号的时间分别为0.30 s、0.16 s、0.30 s、0.14 s、0.30 s。根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状如图中的　D　。
D　
探究次声
如图所示，这是探究声音特性的小实验:
(1)改变钢尺伸出桌面的长度，用大小相同的力拨动钢尺，钢尺振动的快慢不同，听到的声音不同，钢尺伸出桌面的长度较长时，钢尺振动得较　慢　(选填“快”或“慢”)，声音较　低　(选填“高”或“低”)。
(2)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，却听不到声音，这是由于此时钢尺振动的频率太　低　，产生的声音为　次声　(选填“超声”或“次声”)。
慢　
低　
低　
次声　
探究声音能传递能量
提出问题:声音可以传递能量吗？
猜想与假设:　声音可以传递能量　。
实验器材:易拉罐、剪刀、蜡烛、橡皮筋、打火机、小木棍等。
实验步骤:
(1)用剪刀把易拉罐的两端剪掉，在其中一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎紧。
声音可以传递能量　
(2)在易拉罐的另一端依次放三个点燃的蜡烛，对着火焰用小木棍敲橡皮膜，如图所示。
实验现象:　离易拉罐最近的火焰被吹灭，中间的摇向一侧，远处的火焰不受影响　。
实验结论:　声音能传递能量　。
离易拉罐最近的火焰被吹灭，中间的摇向一侧，远
处的火焰不受影响　
声音能传递能量　
·方法突破·
科学探究方法——转换法
将不容易观测、测量的物理量转化为容易观测、测量的物理量。本实验中将不可见的能量转化为可见的烛焰的摆动。
学以致用
通过前面的学习，请问蝙蝠是如何避开障碍物的呢？
答：蝙蝠的嘴是一个超声发生器，每隔一定时间就发出一次超声，它发出的超声碰到障碍物就反射回来。蝙蝠的耳朵是个灵敏的超声接收器，它利用反射回来的超声判断前方有没有障碍。