第2节 声音的特性
教学目标
1．了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。
2．通过实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
3．通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象，培养学生更加热爱世界、热爱科学的品质。
教学重点
音调、响度、音色的概念及其相关因素。
教学难点
探究决定音调、响度的因素。
教学方法
探究法、演示法。
教学用具
钢尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（系有细绳）、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机。
课时安排
1课时。
教学过程
一、导入新课
通过上节课的学习，我们知道了声音是什么，今天我们再次走进丰富多彩的声音世界，先来聆听一组音乐。（播放不同乐器的演奏声）学生讨论，这些声音有哪些特点呢？指出这些声音是千差万别的，有强有弱，有高有低，那么声音有哪些基本特性呢？这些特性又与什么有关呢？现在我们就一起来探究这些问题。
二、新课教学
1．音调
（1）实验1：观察锯条（或钢尺）露出桌面长短不同时，振动快慢的不同。
实验时把锯条紧紧地压在桌面上，分别将锯条的1/4、1/2和3/4伸出桌面边缘，拨动伸出桌外的部分，使其振动，实验时应使锯条的振动幅度大致相同。
引导学生思考：锯条伸出桌面的长短跟振动快慢有什么关系？声音高低跟振动快慢有什么关系？
将实验结果记录在下表中。
锯条振动快慢对声音高低的影响
锯条振动部分的长度
振动快慢
声音高低
锯条长度的1/4
快
高
锯条长度的1/2
较慢
较低
锯条长度的3/4
更慢
更低
结论：音调跟发声体振动的频率有关。发声体振动的频率越高，声音的音调越高；振动的频率越慢，声音的音调越低。
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。物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢。频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。频率的单位为赫兹，简称赫，符号为Hz。如果一个物体在1 s的时间内振动100次，它的频率就是100 Hz。
（2）实验2：使用示波器观察波形
把音叉发出的声音信号输入示波器或计算机，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同？
结论：高音调的波形更密集一些，声音的频率较高；低音调的波形比较稀疏，声音的频率较低。
（3）超声波和次声波
教师指导学生阅读教科书，归纳超声波和次声波的概念。
超声波：高于20 000 Hz的声。
次声波：低于20 Hz的声。
超声波超过人类听觉的上限；次声波低于人类听觉的下限。人类能听到的声叫声音，声音、超声波、次声波统称为声。
（4）一些动物的发声和听觉的频率范围
教师指导学生阅读教科书第33页内容和第34页的“小资料”，通过学习，了解一些动物的发声和听觉的频率范围。
2．响度
（1）猜想
声音有音调的不同，也有强弱的不同。物理学中，声音的强弱叫做响度。什么因素决定声音的响度呢？与物体的振动幅度有关系吗？例如，用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。
（2）实验
实验1：音叉实验
将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。响度与什么因素有关？
实验2：鼓面实验
用大小不同的力敲击鼓面，鼓面上的纸屑被弹起的高度不同。
总结：声音的响度与发声体振动的幅度有关。振动幅度越大，声音响度越大；振动幅度越小，声音响度越小。
物理学中用振幅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，还跟人距离发声体的远近有关系。
3．音色
实验1：让学生欣赏用不同乐器演奏的同一段音乐，然后请学生说出是用什么乐器演奏的。
实验2：让后排的两位同学朗读短文，前排的学生不看后排，辨识刚才是哪位同学在朗读。然后，教师提出问题，我们是怎样分辨出不同声音的？仅仅根据音调和响度行吗？从而让学生感知音色的含义。
实验3：用示波器或计算机演示不同乐器演奏相同曲子的波形。增加学生对不同乐器声音音色的感性认识。从波形图中可以清楚地看出不同音色声音的本质。
教师也可以引导学生阅读教科书第35页的“演示”内容，观察图2.2-4，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。
三、课堂小结
复习此节内容。
1．音调。
2．响度。
3．音色。
四、布置作业
教科书第37页“动手动脑学物理”1、2、3题。
课件15张PPT。2.2 声音的特性教学目标
1. 了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。
2. 通过实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
3. 通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象，培养学生更加热爱世界、热爱科学的品质。
教学重点
音调、响度、音色的概念及其相关因素。
教学难点
探究决定音调、响度的因素。 如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动钢尺。
比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。声音的产生演示 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。物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢。频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。频率的单位为赫兹，简称赫，符号为Hz。如果一个物体在1 s 的时间内振动100次，它的频率就是100Hz。 如下图所示，把音叉发出的声音信号输入示波器或计算机，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同？演 示 声音的波形 通过屏幕上的波形，我们可以清楚地看到，高音调的波形更密集一些，声音的频率较高；低音调的波形比较稀疏，声音的频率较低。
人能感受的声音频率有一定的范围。多数人能够听到的频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz。人们把高于20 000 Hz的声叫做超声波，因为它们超过人类听觉的上限；把低于20 Hz的声叫做次声波，因为它们低于人类听觉的下限。人类能听到的声叫声音，声音、超声波、次声波统称为声。
动物的听觉范围通常与人的不同。猫能够听到的频率范围是60～65 000 Hz，狗能够听到的频率范围是15～50 000 Hz，海豚能听到声的上限是150 000 Hz。 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。什么因素决定声音的响度呢？响 度 如图，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。
使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。
响度与什么因素有关？演 示 物理学中用振幅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。 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。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。音 色声音波形图 下面分别是音叉、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。演示 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。编钟是我国春秋战国时代的乐器，敲击大小不同的钟能发出不同的音调。大型乐队 1. 电子乐器可以模仿各种乐器发出的声音，要模仿得逼真，其关键是要求电子乐器所发出的声音与所要模仿乐器发出的声音哪一项特征尽可能的一致?（ ）
A．音调 B．频率
C．响度 D．音色D课堂练习 2. 在青年歌手大奖赛上，一男青年歌手正在放声歌唱，另一女青年歌手轻声为他伴唱，谁的音调高？谁的响度大？答：女歌手的音调高，男歌手的响度大。再见!
