人教版八年级上册（新）第二章第2节《声音的特性》教学设计

第二节 声音的特性
教学目标：
（一）、知识与技能
　　1．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。
　　2．不同发声体发出乐音的音色不同。
　　（二）、过程与方法
　　1．培养学生提出问题的意识。
　　2．初步体会探究中的设计实验与分析论证这两个环节。
　　（三）、情感、态度与价值观
　　体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，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、音色的概念及其影响因素。
教学难点：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。
教学过程：
　　一、创设问题的情境，引入新课
　　生活中我们接触到的声音各种各样，千 ( http: / / www.21cnjy.com )差万别。其中有许多声音让我们感到悦耳、动听。例如：音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声等，它们都是物体做规则振动时发出的声音，物理学中把这类声音叫做乐音。请同学们注意听下面的歌曲（男低音独唱曲、女高音独唱曲），比较这两支歌曲的演唱风格有什么不同？
　　［生甲］前者的演唱声音低沉，后者的演唱声音尖细。
　　［生乙］前者的演唱是通俗唱法，后者的演唱是民族唱法。
　　［生丙］前者的演唱声音小，后者的演唱声音大。
　　［生丁］前者的演唱音调低，后者的演唱音调高。
　　提出问题：有的声音听起来音调高，有的声音听起来音调低，声音为什么会有音调高低的不同呢？
　　二、新课教学
　　1、［探究］音调和频率的关系。
　　每组的实验台上备有钢尺，请同学们想办法使钢尺发声。
　　设计实验：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。
　　使钢尺伸出桌边的长度短一些，注意观察钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点。
使钢尺伸出桌边的长度较长一些，再次拨动，注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。
　　进行实验：当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动得较快，声音尖而细。
当钢尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动得慢，声音粗。
　　分析论证、得出结论：振动得较快，音调高；振动得慢，音调低。
　　2、请同学们阅读教材20页内容，回答下面的问题：
　　［投影］
　　（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？
　［生答］
　（1）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（frequency）。
　（2）在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hertz），简称赫，符号为Hz。
　（3）实验表明，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。
　（4）大多数人能够听到的频率范围从20 Hz到20000 Hz。其中20 Hz是人类听觉的下限，20000 Hz是人类听觉的上限。
　（5）频率高于20000 Hz的声音叫做超声波（supersonic wave）。
　　频率低于20 Hz的声音叫做次声波（infrasonic wave）。
　3、［演示］观察声波的波形
　　简单介绍示波器的作用：
　　在这里，我们要用示波器显示声波的波形。
　　（1）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。
　　（2）通过示波器观察不同的男女同学发出声音的波形，比较男女学生声音的波形有什么不同？
　　实验结论：
　　（1）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。
　　（2）男、女学生声音的波形不同，女同学的音调比男同学高，波形就密一些。
　　［生］老师，轻敲和重敲同一个音叉（即频率相同的音叉），音叉发声的波形有什么不同？
　　［师］这个问题提得很好，实践是检验真理的唯一标准，让我们做做看。
　　实验结论：
　　轻敲音叉时，波形的幅度小；重敲音叉时，波形的幅度大。但两种情况下，波形的疏密程度相同。
　　4、［想想议议］
　　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？请同学们分组讨论。
　　［师生共同活动，总结上述问题］
　　蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊 ( http: / / www.21cnjy.com )子的翅膀一秒钟振动500～600次，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围，当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
　　5、提出问题：声音有音调的不同，也有 ( http: / / www.21cnjy.com )强弱的不同。物理学中把声音的强弱叫做响度。响度也就是我们平常所说的声音的大小。怎样才能使物体振动发出的声音更响？
　　猜想与假设：应该使物体振动的幅度大一些。
　　设计实验和进行实验：
　　（1）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。
　　（2）通过上面的探究活动可知，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。
　　［师］物体振动的幅度 ( http: / / www.21cnjy.com )叫振幅。物体的振幅越大，声音的响度就越大。实际中，响度还跟听者与发声体的距离有关。距发声体越远，听到的声音越小，响度越小。（可以向学生简单介绍原因：因为声音在传播过程中，越到远处越分散。）
　　［演示］音调和响度的关系
　　用口琴先用力吹“1”，再轻轻吹“5”。请同学们比较它们音调的高低，响度的大小。
　　［生甲］“1”的响度大。
　　［生乙］“5”的响度小。
　　［生丙］“1”的音调低。
　　［生丁］“5”的音调高。
　　［师］通过上面的实验，我们可以发现：音调和响度是声音的两个不同的特征。
　　响度大的声音，音调不一定高；
　　音调高的声音，响度也不一定大。
　　在同一首歌曲中，音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响。
　 6、频率的高低决定声音的音调。 ( http: / / www.21cnjy.com )但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。
　　物理上，把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色（musical quality）。
　　［想想做做］
　　［师］请两位同学藏在讲桌后面，分别用不同的乐器（口琴和笛子）演奏C调的“1”，让同学们猜他们用的各是什么乐器？
　　［生甲］第一位同学用的是口琴。
　　［生乙］第二位同学用的是笛子。
　　［师］两位同学猜得都对。为什么这两位同学猜得如此准呢？
　　［生］因为它们的音色不同。
　　［师］播放录音（分别用小提琴和二胡演奏的《二泉映月》）。同学们能不能分辨出由不同乐器演奏的同一首乐曲。
　　［生］据它们的音色不同来分辨。
　　［演示］观察波形。
　　将话筒接在示波器的输入端，用不同的乐器对着话筒发出相同音调的声音（都发C调的“1”），比较各波形有何异同？
　　实验结果：
　　不同乐器演奏C调的“1”时，波形各不相同，音调相同，频率相同；但振幅不同，响度不同。
　　［想想做做］
　　［师］在上节的活动课上，我已 ( http: / / www.21cnjy.com )经让同学们用录音机听自己的录音，然后把自己的录音与自己的原声作了比较。在这里，我们要让别的同学听你讲话，再听你的录音，然后加以比较，两次听到的声音一样吗？
　　［学生实际操作］
　　实验结果：听别人直接讲话和听别人的录音没有多大差别。
　　分析原因：这是因为录音机录下的是说话人通过空气传来的声音，直接听到说话人的声音也是通过空气传来的，所以别人认为像说话人的声音。
三、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。
四、布置作业
　　1．活动课上，每个同学尽可能带一种家里有的乐器，观察是怎样发出声音的，又是怎样改变音调和响度的。
　　2．把动手动脑学物理的3题写在作业本上。