初中物理 八年级上册 第三章 声的世界 3.4 声的利用 教案（教科版）

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课题 第三章 声的世界
3.4 声的利用
教学目标
1.物理观念
（1）知道声的反射现象。
（2）了解超声及次声在现代技术中的应用，知道水声通信和语音识别技术。
2.科学思维：
在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。
3.科学实验
（1）通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱。
（2）感受自然界声音的美妙与有趣，激发好奇心和求知欲。通过观察、参观或观看有关的文字、图片、音像资料等，获得社会生活中声的利用方面的知识。
4.科学态度与责任
（1）通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱。
（2）感受自然界声音的美妙与有趣，激发好奇心和求知欲。
教学重点
声的反射和超声的应用。
教学难点
水声通信和语音识别
教学方法
讨论法和讲授法
教学用具
多媒体、计算机（带音箱）、虚拟声音示波器。
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
北京天坛公园中的建筑庄严雄伟，其中还有着奇妙的声学特点。公园内有个圆形的回音壁(如图所示),对着墙壁说话，即使声音很轻，在墙壁远处的许多位置仍能听得清楚。
地震产生的纵波，传播速度快，首先到达地面，破坏力小。
地震产生的横波，传播速度慢，后到达地面，破坏力大。
预警非预报，利用地震波速度差发警报。
在终点预警区首报用时平均仅需7秒。
我国地震预警、预报总功能与性能均达到世界先进水平。地震波是一种什么特征的声波？
二、新课讲授、师生互动
（一）声音的反射
声是一种波。声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫作声音的反射。对着远处的山崖喊话听到的回声，就是反射回来的声音(如图所示)。
天坛始建于明永乐十八年( 1420年)，其中的回音壁是一道直径约61.5m、高约3.72 m的圆形围墙，围墙以砖石砌成，墙壁面整齐、光滑。
如图所示，当人对着墙面低语，声波会沿着凹墙面经多次反射传给远处贴近墙壁的听者。
声音反射回来所需要的时间、回声的强弱，与声传播中遇到的障碍物的形状、材质、位置等因素有关。据此，人们利用回声探测、检查物体，获得信息。声的反射是各种声技术的基础。
（二）超声与次声：探测技术
数字实验 认识超声和次声
打开计算机中的虛拟声音示波器，选择信号源，点击“开始”，将声音的音量和频率调到合适大小。此时，窗口中显示标准波形，同时音箱发出对应频率的声音。
材料：计算机（带音箱）
虚拟声音示波器
调整频率逐渐增大或逐渐减小，当声波频率落在小于20Hz或大于20000Hz范围时，我们已不能听见声音，但仍能看见它们的波形，你知道这是为什么吗
物理学中，把振动频率高于20 000 Hz的声叫作超声(ultrasound)；把振动频率低于20Hz的声叫作次声( infrasonic sound )。人无法听到超声，但许多动物却能听到。
蝙蝠通过喉头发出超声，再用耳朵接收回声，就能利用超声导航、捕食(如图所示)。
受此启发，科学家和工程师发明了回声定位技术。超声波方向性好、穿透能力强，在生产、生活中有着广泛的应用(如图所示)。
次声波传播时能量损失小，能传得很远。对各种次声波进行监测，可以得到许多信息。
在大气层内进行核爆炸会产生巨大的次声波，用一种高灵敏度的监测装置就可以探测到核爆炸的强度和位置。目前已建成全球性核试验监测网，地球上任何一个角落进行的核试验都不可能逃过核试验监测网的“ 监听”。
很多自然灾害，如地震、火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等，在发生前也会先发出次声。利用次声监测网进行监测，可以对灾害预警，从而减少损失。
（三）水声通信与语音识别
我是蛟龙，我是蛟龙，我们已经下潜到7062米!”
深海是神秘的世界，隐藏着许多我们不知晓的生命和奇观。声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。“蛟龙号”载人潜水器潜进深海，水声通信是潜水器与水面人员联系的主要方式(如图所示)。
“蛟龙号”载人潜水器潜进深海，水声通信是潜水器与水面人员联系的主要方式(如图所示)。
声技术与计算机技术相结合，正广泛地应用于现代社会的各个方面，声识别技术就是其中之一。
每个人的声音各有特色，但不同的人说同一句话，我们都能听清楚这句话是什么，这说明每个字的读音都有它们各自的特征。
计算机程序可以分析出这些特征并储存起来。当人说话时，计算机程序通过分析每个字的读音特征，并与各个字的标准读音特征进行比对，再联系上下文，就可以判断出人说的话。这就是声识别技术。目前，这项技术已广泛应用于智能化生活和工作中。
三、课堂小结、巩固提升
1. 声的反射： 声是一种波。声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫作声音的反射。区分原声与回声时间间隔大于0.1s。
2.超声与次声：探测技术。物理学中，把振动频率高于20 000 Hz的声叫作超声；把振动频率低于20Hz的声，叫作次声。超声波方向性好，穿透力强；次声波传播远，能量损失小，监测网。
超声回声定位、声呐、B超、倒车雷达等。
3.水声通信与语音识别。声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。
四、板书设计、理清要点
1. 声的反射： 声是一种波。声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫作声音的反射。区分原声与回声时间间隔大于0.1s。
2.超声与次声：探测技术。物理学中，把振动频率高于20 000 Hz的声叫作超声；把振动频率低于20Hz的声，叫作次声。超声波方向性好，穿透力强；次声波传播远，能量损失小，监测网。
超声回声定位、声呐、B超、倒车雷达等。
3.水声通信与语音识别。声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法不正确的是（ ）
A.声是一种波
B.声音在传播过程中遇到障碍物就会反射回来，这种现象叫作声的反射
C. 对着远处的山崖喊话听到的回声，就是反射回来的声音
D.回声比原声间隔小于0.1秒，人耳能区分开原声与回声
2．下列说法不正确的是（ ）
A.天坛回音壁是利用声的反射现象
B.人们利用回声探测检查物体，获得能量
C. 频率高于20000Hz的声叫作超声
D.声的反射是各种声技术的基础
3．下列事例是利用超声波的是（ ）
A.回声探测仪
B.女高音
C.核试验监测网
D. 地震监测网
4．用超声测深仪向海底发射声波，经过4s后收到回波。若海水中声音的平均传播速度为1 500m/s,则此处海水深约为（ ）
A.6000m
B.3000m
C.1500m
D.750m
5．关于水声通信和语音识别说法正确的是 （ ）
A.声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。
B. “蛟龙号”载人潜水器进深海，与地面上的人主要联系组要靠手机
C. 声技术与计算机技术仅有声识别技术
D. 声识别技术仅仅应用与家庭生活
参考答案：1.D；2.B；3.A；4.B；5.A 。
六、布置作业
P56T2
课外作业P56T1、T3。
P56家庭实验室。手机实验：语音识别
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