3.3声波的应用和控制（课件）(共43张PPT) -八年级物理上册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

(共43张PPT)
沪科版（五·四学制） 八年级上册
第3章 声现象
3.3 声波的应用和控制
情景引入
图3-3-1为“长江口二号”古船整体打捞 工程的主作业船。2022年11月21日，经过长 达7年的水下考古调查勘探，“长江口二号”古 船被成功打捞出水，实现了我国水下考古的历史 性突破。作业船打捞古船前，需先确定古船在水底的情况，而长江口是江海交汇水域，水下能见度几乎为零。在这种复杂的情况下，如何开展水下探测呢
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05
CONTENTS
声波能传递能量
3.2(续) 超声波与次声波
声波能传递信息
如何控制噪声
PART ONE
3.2(续) 超声波与次声波
1、蝴蝶飞行时，翅膀振动幅度很大，为什么我们却听不到声音？
2、大象是怎样交流的？
3、B超诊断仪的工作原理是什么？
问题
人耳能听到的声音频率范围通常为20～20000 Hz。频率高于20000 Hz的声音叫作超声波,频率低于20 Hz的声音叫作次声波。
超声波和次声波虽然人耳听不到，但它们同样会对人类的生活产生重要影响。
声波的分类
声波：包括次声波、人耳能听到的声音（波）、超声波。
图3-2-6是人和一些动物的发声频率和听觉频率的范围，可以看出有些动物对超声波很敏感，如海豚和蝙蝠能发出超声波也能听到超声波；还有些动物对次声波敏感，如大象能感知频率低达1Hz的次声波。超声波和次声波特点不同，它们的应用和对环境的影响也不同。
交流
在学习人和一些动物发声频率和听觉的频率范围后，请同学们看着图3-2-6的图像信息，相互交流并提问、回答？
A同学问：大象的听觉频率范围是多少？它能听到哪几种声波？
举例
B同学回答：大象的听觉频率范围是1-20000Hz；它能听到次声波、人耳能听到的声音（波），两种声波。
议一议
PART TWO
声波能传递信息
1. 如列车员通过列车鸣笛声的长短可判断列车运行的情况。
2. 人们根据声波在水中能远距离传播的特点，制成声呐装置。如图 3-3-2所示，利用声呐装置能对水下物体进行定位。在探测“长江口二号”古船位置的过程中，我国考古工作者和科技人员利用声呐设备对长江 口水域进行全面勘测，最终确定了“长江口二 号”古船的外形及沉船位置处的水底地貌，为整体打捞工作提供了重要的基础数据。
声波的应用-声波能传递信息
声波能传递信息 举例
回声的概念是什么？回声到达耳朵比原声晚0.1s以上，人耳才能把回声和原声分开，距发声体至少17m。再次自主计算这个17m。
回忆
借助回声，理解声纳原理
超声波有较强的穿透能力。图3-3-3中技术员用超声波探伤仪检测钢结构的缺陷。图3-3-4中医生用B型超声波观察母体中胎儿的发育情况。
超声波具有较强指向性，①如海豚借助超声波能发现百米外的猎物；
②如图3-3-5所示，汽车自动泊车系统通过计算发射超声波与接收障碍物反射信号的时间差，获得障碍物与车辆之间的距离，从而实现自动泊车。
地震
台风
海啸
火山爆发
次声波主要来源于地震、火山爆发、海啸、龙卷风、雷暴、 台风等自然现象。此外，火箭发射、飞机飞行、机器运转等过程中也会产生次声波。大象、鲸等动物能用次声波交流信息。
在非洲干旱炎热的草原上，一群大象慢慢地向前走，小象在母亲旁边听话地跟着。忽然，象群停住了。一些像竖起鼻子站在那儿，另一些则左顾右盼犹豫着。但是很快，它们又继续前进了，不过这次它们改变了方向。大象之间是通过什么进行交流的呢？
大象用一种我们听不到的声在进行交流，这就是次声波。
2 ．下列事例中不是利用声音传递信息的是 ( )
A ．利用超声波清洗脏了的眼镜
B ．医生通过听诊器给病人诊断疾病
C ．学生听到体育课上体育老师的指令
D ．根据发动机的声音我们判断它是远离还是靠近我们
1．如图所示是一款电动声波牙刷，其振动频率为 31000 次/ min -41000 次/ min ，该牙刷正常 工作时发出的 （选填“是”或“不是”）超声波，当调节档位时，听到牙刷发出的声 音变尖了，说明此时 （选填“响度”或“音调”）发生了变化。
A
不是
音调
练一练
蝙蝠多在夜幕降临后活动，在黑暗中捕食飞虫。有人曾将蝙蝠的眼睛蒙住，发现它仍可以在布满纵横交错细线的空间里穿梭自如。
原来，它不是靠眼睛看清目标，而是靠发射超声波和接收反射回来的超声波进行目标定位的。
蝙蝠为什么会有如此高超的本领
课外阅读-蝙蝠与声呐
在人们发现蝙蝠的回声定位原理之前科学技术人员利用超声波方向性好、在水中传播距离远等特性，发明了超声波定位与测距系统、即声呐。它用于水下目标的探测、定位、跟踪、识别，以及水下导航、通信等、在海洋科学探测、海洋资源开发和海洋军事等方面也发挥了重要作用。
如图所示，舰船上的声呐向水中发射超声波，超声波遇到鱼群、潜艇、海底山峦和礁石时反射回来，经声呐系统处理，从而确定它们的位置、距离等信息。
声呐探测海深
声呐探测鱼群
PART THREE
声波能传递能量
声波也能传递能量。如脉冲超声波的能量能治疗运动性损伤；加湿器利用超声波的能量将水“打碎”成直径为几微米的小水珠。
声波的应用-声波能传递能量
超声波物理疗伤
超声波加湿器
超声波还可以用来洗涤精密的仪器。
超声波产生的振动比可闻声更加强烈，常被用来清洗物体。把需要清洗的物体放在清洗液中，超声波穿过液体并引起激烈的振动，振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。
超声波清洗机
超声波清洗眼镜
超声波牙刷
次声弹
次声波武器
次声波传递能量举例：
次声波传播时能量损失小，能绕过障碍物传播得很远。2022年，位于南太平洋的海底火山爆发后，我国沿海地区多次监测到了火山爆发传出的次声波。
PART FOUR
如何控制噪声
两根钢锯条摩擦发出的声音听起来很刺耳，该声音的振动图像(图 3-3-6)是紊乱、断续的，说明钢锯 条摩擦发声的振动是无规律的。
物理学中，将声源做无规律振动时发出的声音称为噪声。
噪声-物理学定义
从环境保护角度而言，干扰人们的生活、学习、工作的声音都属于噪声，如考场外的喧闹声、列车驶过的呼啸声、建筑工地机械的运转声等。
通风机
噪声-从环境保护角度定义
噪声会严重影响人们的身心健康，主表现在以下方面：
①心理影响：使人烦躁、精力不集中，妨碍睡眠和休息.
②生理影响：使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等,严重的神志不清、休克或死亡.
③高强度的噪声能够损坏建筑物.
噪声的危害
禁止车辆在学校、医院、图书馆等附近鸣喇叭；在摩托车发动机上安装消声器，以减小声源发出的噪声；
在道路两旁植树，既能美化环境，又能吸收车辆行驶过程中产生的噪声；
控制噪声
声源
在噪声的传播途径中采用吸收、反射的方法
保护受噪声影响对象
在强噪声环境中工作的人(如飞机引导员)佩戴耳罩，可避免过强的声音进入人耳。
消声器
在日常生活中，我们应当具有保持安静，注意不影响他人学习、工作和休息的意识。例如，在图书馆里不要大声喧哗；在音乐厅欣赏音乐时，不要交头接耳；在公共场合，要把手机铃声调小或设置成静音状态。
你还能举出其他控制噪声的实例吗？
交流
1. 控制声源。如：
枪管消声器
汽车消声器
潜水艇的螺旋桨采用特殊合金制造
2. 在噪声的传播途径中 采用吸收、反射的方法。如：
公路旁设立隔声板
电话亭玻璃屏障
吸收声音的材料
3. 保护受噪声影响对象。如：
用手捂住耳朵
防噪声耳塞
把正在响铃的闹钟放入盒中，听听声音的变化。取出后，分别用报纸、毛衣、泡沫、棉花包住它，再放入盒中。并一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止。比较不同情况下离盒的距离。由此你有什么启示？
材料 听不到声音时的距离/m
毛衣 3.5
报纸 4.1
棉花 2.5
泡沫 3.0
1.按降低噪音的能力从大到小依次排列：棉花、泡沫、毛衣、报纸。
2.好的隔音材料的共同特点之一是：松软有孔。
结论：
自主活动
1 ．根据如图所示声音的波形判断，属于噪声的是 ( )
A .
C .
B .
D .
C
课堂练习
2．教师监考时不能穿硬底鞋，以减小噪声对考生的干扰，这种减弱噪声的方法是在 ( )
A ．控制声源 B ．在噪声的传播途径中采用吸收、反射的方法
C ．保护受噪声影响对象 D ．控制声源和保护受噪声影响对象
A
3．铁路运输是重要的运输手段，如图是一段铁轨，枕木下方铺有大量碎石子，可以减震， 从而有效减弱火车行驶过程中的噪声。下列与其控制噪声方法相同的是 ( )
A ．学校附近禁止鸣笛
B ．工厂里工人戴的防噪声耳罩
C ．高速公路旁的隔音板
D ．路边的噪声监测仪
A
4 ．关于超声波和次声波，下列叙说正确的是 ( )
A ．超声波在水中比空气中的速度大
B ．次声波就是没有传声介质，使人听不到的声音
C ．超声波就是速度超过 340m/s 的声音
D ．超声波可以越过一定厚度的真空向前传播
A
5 ．下列关于声现象的说法正确的是 ( )
A ．超声波在空气中的速度比次声波大
B ．次声波只要响度足够大，人就能听到
C ．超声波可以测量月地之间的距离
D ．回声的速度和原声一样
D
6．如图所示是一款超声导盲手杖，它可以通过发射超声波并接收反射波，探测周围 5m 内障碍物的情况，帮助盲人获得障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法正确的 是 ( )
A ．超声波的频率低于 20Hz
B ．该超声导盲手杖的定位原理与声呐相同 C ．人耳可以直接听到手杖发出的超声波
D ．地震、海啸等自然灾害也会产生超声波
B
A ．超声波的传播需要介质
B ．“嘀嘀嘀”的警报声，就是超声波
C ．超声波在空气中的传播速度为：3×108m/s
D ．警报声对正在倒车的驾驶员来说是噪声
7．如图所示是汽车利用超声波辅助倒车的情境，当汽车与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的警报声。下列关于声波的说法中，正确的是 ( )
A
8 ．地震时会产生 （选填“超声”或“次声”）波，与人耳能听到的声音相比，这种声波具有 （选填“较慢的传播速度” 、“较小的振动幅度”或“较慢的振动频率”）。由下表提 供的数据可知，在远离地震中心的区域，听觉上可能有较明显反应的动物是 。
一些动物听觉的频率范围
蝙蝠
1000~ 120000Hz
海豚
150~ 150000Hz
猫
60~65000Hz
大象
1~20000Hz
次声
较慢的振动频率
大象
课堂小结
感谢观看
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