【人教2024版八上物理精彩课堂（素材+教案+学案）】2.3 声的利用

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【人教2024版八上物理精彩课堂（素材+教案）】2.3 声的利用
新课导入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　方式一　【情境导入】
播放视频“神奇男孩声碎酒杯”(见素材二)。
导入语:视频中小男孩用声音将玻璃酒杯震碎,你知道其中的奥秘吗 今天我们通过学习《声的利用》来揭开谜底。
方式二　【情境导入】
播放视频“声弹弓灭蜡烛”(见素材二)。
图2-3-1
导入语:“声弹弓”为什么有如此大的威力呢 我们这节课一起来解密声的利用。
方式三　【情境导入】
播放视频“国防科大‘悬丝诊脉’”(见素材二)。
导入语:我国很早就有“悬丝诊脉”的记载,如今它又要与现代科技结缘,再放异彩!为什么一根细丝就可以让我们获得那么多信息呢 这利用了声可以传递信息。在生产、生活中“声传递信息”主要有哪些方面的应用呢 今天就让我们来共同学习:第3节　声的利用。(板书课题)
电子视频　　(详见电子资源)
教材知识处理　　
实验改进:声波可以传递能量(教材P48“演示”)
社会实践性作业:制作“声弹弓”[参考视频文件“气功”灭烛(见素材二)]。
[制作材料] 可乐瓶、气球、胶带或细线、剪刀。
[制作流程] (1)用剪刀将可乐瓶去底,留下平口端左右。
(2)用剪刀剪掉气球的一部分(只留左右),作为橡皮膜使用。
(3)将留下的气球蒙在瓶的底端,用胶带或细线固定。
[使用方法] 将橡皮膜拉长,对着火焰弹射。
[实验原理] 由于橡皮膜的振动,压缩空气,可将烛焰“打”灭,说明声波具有能量。(如图2-3-2所示)
图2-3-2
[改进优点] 制作简单,便于操作,比“扬声器旁的烛焰”效果更明显。
本节教材链中考　　
[考点小说] 本节中声在能量和信息两方面的应用是中考考查的热点,考查时涉及的生活面较广,但难度不大,题型以填空题、选择题为主。
[考点对接] 1.声可以传递信息
[源起教材P47]
图2.3-4　利用超声波定位的倒车雷达
　　蝙蝠采用的方法叫作回声定位。现在,利用这个方法制成的超声导盲仪可以探测前进道路上的障碍物,以便帮助视障人士出行。有的倒车雷达也是利用超声波来定位的(图2.3-4)。科学家利用这个方法还发明了声呐。利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处的地形图,捕鱼时还可以获得水中鱼群的信息。
例1　(安徽中考)如图2-3-3所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10-3 s。已知感应器距测高台的高度为2.5 m,空气中的声速取340 m/s,则该同学的身高为 (　　)
图2-3-3
A.1.70 m　　　　B.1.65 m　　　　 C.0.85 m　　　　　D.0.80 m
[解析] B　感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10-3 s,超声波从感应器到人的头部的传播时间为该时间的,
则感应器到人头部的距离:s=vt=340 m/s××5×10-3 s=0.85 m;
人的身高为h=2.5 m-0.85 m=1.65 m。
例2　(东营中考)据中国地震台网正式测定,2024年3月18日9时24分在青海玉树藏族自治州杂多县发生3.6级地震,有些动物比人提前感觉到,是因为地震时伴有　　　　声波产生;医生用的“B超”是利用　　　　声波获得信息的。
[答案] 次　超
[考点对接] 2.声可以传递能量
[源起教材P48]
　图2.3-7　超声波清洗机
　　声波传递能量的性质应用在社会生活的很多方面。例如,超声波常被用来清洗物体(图2.3-7)。把待清洗的物体放在清洗液里,超声波会引起液体激烈的振动,振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被清洗的物体。医生常利用超声波振动除去人体内的某些结石:向结石发射超声波,结石会被击成细小的粉末,从而可以顺畅地排出体外。
例3　(云南中考)如图2-3-4所示的编钟是我国春秋战国时代的乐器,用相同的力敲击大小不同的钟,它们发出声音的　　　　(选填“音调”或“音色”)不同。生活中,可以用超声波清洗仪器、眼镜等,这说明超声波能传递　　　　。
图2-3-4
[答案] 音调　能量
例4　(白银中考)下列说法中不正确的是 (　　)
A.利用强超声波可以对钢铁、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切割加工
B.在建筑方面,设计、建造大厅堂时,必须把回声现象作为重要因素加以考虑
C.在石油勘探时,常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸药包,放上一个探头,把炸药引爆,探头就可以接收到地下不同层间界面反射回来的声波,从而探测出地下油矿
D.利用超声波能够预报地震、侦察台风和大气中的核爆炸
[答案] D
拓展材料　　
　　材料一——超声波与仿生学
图2-3-5
很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。以昆虫为食的蝙蝠,视力很差,飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物(图2-3-5);海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。现代的无线电定位器——雷达的制作灵感就来源于蝙蝠,雷达的质量有几十、几百千克,甚至几吨,蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克,但蝙蝠的定位系统在一些重要性能上,如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器。深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备,这是近几十年来发展起来的一门新学科,叫作仿生学。
材料二——山西永济市普救寺的莺莺塔
莺莺塔,原名舍利塔,位于山西省永济市蒲州古城东3 km峨嵋塬头上的普救寺内,是山西省重点文物保护单位。
该塔始建于隋唐,一说始建于北朝时期,原塔即建于十六国时期的河东蒲坂塔,后因元代王实甫创作的《西厢记》中主人翁张君瑞和崔莺莺的爱情故事就发生在此处,故人们称之为莺莺塔。明嘉靖三十四年,河东大地震,原塔被推毁。现存之塔是大地震八年后(1564年)重建。重建之塔呈四方形、塔檐呈微凹的曲线形式,仍保留了唐塔的特征。莺莺塔造型朴实大方,全砖构建,塔基和内外皆呈方形,外观为方形角密檐楼阁式,体形是多层空心。塔基呈正方形,全塔共13层,高36.76 m(一说高50 m)。
在建筑上,回廊围绕着的莺莺塔,是用砖砌筑的。七层以上突然收缩,使整个塔显得更为灵巧。塔内各层之间有甬道相通,一般人可上至九层。但六、七层不能直接相通,必须从六层下到五层后才能上得去。莺莺塔具有奇特的回声效应。在塔的附近以石相击,人们在一定位置便可听到“咯哇、咯哇”的回声,类似青蛙鸣叫。传为匠师筑塔时安放金蛤蟆在内,实则塔身中空所致。莺莺塔回廊西侧外有一个击蛙台,这是击石的最佳位置;台下不远的山坡上有一座小亭,名叫蛙鸣亭,这里是听类似青蛙鸣叫回声的最好去处。莺莺塔还具有收音机、窃听器和扩大器的效能。在莺莺塔下,人们可以听到从塔内传来的2.5 km外蒲州镇上的唱戏声、锣鼓声,附近村镇上的汽车声、拖拉机声,人们在家里的说话声、嬉笑声,以及鸡鸣狗叫声。另外,塔下的鸟叫声,通过莺莺塔的“扩音”之后,声音变大,可以传播到很远的地方。其回声机制主要在于三方面:一、塔内是中空的,站在塔的中层听上面人说话,由于声学反射效应,声音好像从下面传来;二、塔檐上的复杂结构有反射作用;三、墙壁反射。1965年,莺莺塔被列入省级重点文物保护单位。
　　材料一　超声波与仿生学
　　材料二　山西永济市普救寺的莺莺塔
　
第3节　声的利用
教材解读 　教学中注意区分声和声音两个概念。声涵盖的内容比较广,包括声音、超声波、次声波等;而声音涵盖的内容相对而言要窄得多,它仅指人耳能感觉到的那部分声。关于声和声音两个概念,教学中教师注意正确使用即可,不必对学生作出要求。 　声在实际生活中有广泛的应用,限于篇幅,教材中只介绍了一部分。本节的教学,一方面应鼓励学生自己从生活中感知或查阅资料了解利用声的实例及其工作原理;另一方面应发挥学生的想象力,鼓励他们利用声音搞些小发明。 　学生在日常生活中已经接触过利用声的事例,教师可以组织学生说出所了解的利用声的现象,在学生发表了各自的看法后,教师可对声在社会生活中应用的情况进行分类:可以按照教材分为“声与信息”和“声与能量”两类,也可以按照声在医疗、工业、军事、日常生活等方面的利用分类,然后根据分类进行总结性的讲解,在讲解中应对学生遗漏的例子进行补充。
学 习 目 标 物理观念 　了解日常生活、现代技术中声的应用。
科学思维 　能够归纳总结声的利用,并辨析声的不同类型的利用。
科学探究 　通过观察或查阅有关的文字、图片、音像资料,获得社会生活中有关声的利用方面的知识。
科学态度 与责任 　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。
重 难 点 处 理 重点 　现代技术中与声有关的知识的应用。
难点 　区分声与信息和声与能量。
教学设计①　　(对应ppt见电子资源)
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】 情境引入: 多媒体展示几种声音在生活中的应用实例(如图所示):铁路工人用铁锤敲击钢轨,从异常的声音中发现松动的螺栓,医生通过听诊器给病人诊断疾病,远处轰隆隆的雷声预示着一场大雨,海豚利用声波识别食物、敌人和它们周围的环境…… 自然界中的声现象非常多,声在生活和生产中有很多应用,你能列举一些例子吗 欣赏、交流讨论 利用学生喜闻乐见的形式自然引入课题,提高学生的学习兴趣,激发学生探究知识的欲望。
【探究新知】 [前置补充]根据频率,声分为哪几类 [引导点拨]非常好!我们今天讨论学习的声,既包括平时我们能听到的声音,也包括听不到的超声、次声等。 一、声与信息 日常生活中,哪些事例说明了人们可以利用声来传递信息 对这些例子,可以分类吗 按怎样的依据来分类较好 1.从异常声音中获取信息 轰隆隆的雷声——预示下雨 用听诊器听心跳声——诊断心脏的情况 听敲铁轨的声音——判断螺栓是否松动 汽车修理师听汽车发动机的声音——判断故障 小结:声音能够传递信息。 2.次声波传递信息 次声波能不能传递信息呢 次声波一般在什么情况下产生 次声波能够预测地震、台风:地震爆发前,许多动物往往有异常反应,如老鼠逃出洞,牛马不入圈,鸡犬不宁等。这主要是由地震爆发前潜伏在我们身边的强烈的次声波引起的。 小结:次声波能够传递信息。 3.超声波传递信息 (1)蝙蝠是怎么确认目标的 它采用的方法叫什么 (2)受蝙蝠的启发,科学家发明了什么 主要应用在什么方面 归纳总结: (1)回声定位:蝙蝠在飞行中发出超声波,根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离(如图所示)。 (2)蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫,人们利用这个现象研制了声呐。 讨论:声呐测海底深度需测哪些量 a.声波在海水中的传播速度v。 b.声波在海水中的往返时间t。 c.计算公式:h=s=vt。 (3)应用:利用声呐探测海洋深度、利用声呐探测鱼群、利用声呐探测敌方潜艇等(如图所示)。 思考回答:声分为声音、超声波、次声波。 阅读课本并思考、回答 阅读课本并思考、回答 阅读课本并思考、回答 熟记并掌握回声测距 有效引导学生理解声的范围,为后面的讨论做好知识铺垫。 让学生带着问题去阅读课本,培养学生基本的自学能力。 让学生了解可闻声可以传递信息。 让学生了解次声波可以传递信息。 让学生了解超声波可以传递信息。 培养学生的发散思维,理解回声测距的原理。
思考问题:“B超”(如图所示)是利用什么获得人体内部疾病信息的 医生用B型超声波诊断仪即“B超”向病人体内发射超声波,然后接收体内脏器的反射波,反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上,可以准确地获得人体内部疾病的信息。 交流讨论:超声波在生活中的其他应用。 小结:超声波可以传递信息。 综上所述:声可以传递信息。 二、声与能量 创设情境:把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。这说明石头的能量通过水波传给了树叶。 提出问题:水波是一种波动,水波能传递能量。声波也是一种波动,那么,声波能传递能量吗 你能用实验证明吗 实验探究: 方案1:去掉可乐瓶的瓶底,给开口处蒙上橡皮膜并扎紧,对着蜡烛火焰敲橡皮膜,膜的振动引起空气的振动,从而使蜡烛熄灭。 方案2:在扬声器前放置点燃的蜡烛,使扬声器音量大一些,可以看见烛焰摇曳,如图所示。 方案3:对着塑料薄膜敲鼓,在塑料膜后面用手电光源照射,使光能反射到墙面上,当鼓面振动使塑料膜振动时,研究墙上的光斑位置变化,如图所示。 阅读、听讲、思考 思考、总结 听讲、思考 学生上讲台完成部分实验。 让学生了解超声波可以传递信息的其他应用。 多方面展示,归纳声可以传递信息。 通过水波能够传递能量,类比提问声波是否也能传递能量,从而引入课题进行探究,提升学生的探究兴趣。 改为学生演示实验,更有说服力和示范引导作用。
学生交流讨论:从实验中看到了什么现象 这说明了什么问题 归纳总结:声可以传递能量。 学生阅读课本并讨论交流:利用声传递能量的事例有哪些 小组讨论总结声能传递能量的事例: (1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。 (2)超声波加湿器(如图所示):把超声波通入水罐中,采用超声波高频振荡原理将水雾化为1~5 μm的超微粒子,再用小风扇把雾滴吹入室内,从而达到均匀加湿空气的目的,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)药液雾化器:对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位。利用超声波的高能量将药液打碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。 (4)小型超声波清洗机:可用于清洗电子产品、机械五金配件、眼镜、首饰、钟表、钱币、水果等。 (5)超声波碎石机(如图所示):医生利用超声波传递能量,除去人体内的结石。 课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 交流、讨论、总结 阅读、思考、交流、总结 听讲、思考 让学生知道声波具有能量,能通过介质传递能量。 通过阅读总结,培养学生独立获取信息的能力。 鉴于本节内容与实际应用联系紧密,讲述一些声能传递能量的具体事例,供学生讨论,可以拓展学生的知识面,加深对声能传递能量的理解。
导学设计
学点1:声与信息
阅读教材P46~P47,完成下列问题:
问题1:声呐是利用什么原理工作的 它有哪些用途
答:　声呐是利用回声定位的原理工作的。利用声呐可探测海底深度、冰山和暗礁的位置等　。
问题2:给孕妇做常规检查时,向她体内发射超声波,反射回来的声波携带了哪些信息 超声波还有哪些应用
答:　向孕妇体内发射超声波时,反射回来的声波携带了胎儿生长发育的信息。超声波还可以用于倒车雷达、金属探伤等　。
学点2:声与能量
实验1:找一张有强烈节奏感的歌曲或乐曲的光盘,放在CD机中,开大音量,将一张薄纸片放在喇叭前,观察纸片的情况。
实验2:找一个空可乐瓶,去掉瓶底,给开口处蒙上橡皮膜并扎紧。对着火焰敲橡皮膜,由于膜的振动,压缩空气,靠空气的挤压,可将烛焰吹灭(如图2-3-6所示)。
图2-3-6
思考:
问题1:实验1中放在喇叭前的纸片有什么反应
答:　纸片在不停地摆动,它是受喇叭发出声波的冲击而摆动的　。
问题2:实验2中吹灭烛焰的是什么
答:　吹灭烛焰的是振动产生的声波　。
问题3:以上两个实验说明了什么
答:　声波具有能量　。
问题4:超声波具有能量的性质在实际中有哪些应用
答:　超声波可以用来清洗物体;在医学方面超声波还可以用来粉碎体内的结石等　。
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