人教版(2024)物理八年级上册 2.3 声的利用课件

(共22张PPT)
第二章 声现象
第3节 声的利用
人从呱呱坠地时起，就开始利用声音来表达自己的情绪和需求。人们在优美的音乐中愉悦身心，从彼此的对话中获得信息......除了人类，动物也能利用声。例如，大象就可以用人类听不到的“声音”进行交流（图2.3-1）。你能举出其他一些例子吗？
1.了解声的有关知识和应用，知道声音可以传递信息和能量。
2.通过学习声在现代技术中的应用，体会科学技术与社会的联系。
声与信息
不同的动物感受声波的频率范围不同。有些动物对高频声波的反应很灵敏，有些动物则容易感受到低频声波。大象就可以发出次声波，并通过次声波互相交流。
大自然的许多活动，如地震、火山爆发（图2.3-2）、台风、海啸等，都伴有次声波产生。一些机器在工作时，也会产生人耳听不到的次声波。次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度。
蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食，但它们不会撞到墙壁、树枝，并且能准确定位。它们的这些“绝技” 靠的是什么？原来，蝙蝠在飞行时会发出超声波（图2.3-3），超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠就可以确定目标的位置。
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。
医生利用听诊器捕获人体内的声音信息来诊断疾病。而借助超声波，医生还可以准确地获得人体内部脏器的图像信息。医生用 B 型超声波诊断仪向就诊者体内发射超声波，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。这就是常说的“B 超”。在图 2.3-5 中，医生正在用 B 超查看胎儿的发育情况。中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”也有听的意思。
在生产实践中，超声波检测技术应用很广。例如，利用超声波可以检测出锅炉有没有裂纹，甚至还可以知道裂纹有多大、多深。
声与能量
把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的波纹向四周散去，水面上的树叶也随之起伏。我们说，扔石头的能量通过水波传给了树叶。声波也是一种波动，那么声波能传递能量吗？
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。
图2.3-10 国家大剧院音乐厅
用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过 4 s 后收到回波。若海水中声音的平均传播速度为 1 500 m/s，则此处海水约有多深？
解析：由于从发射声波到收到回波的时间为4s，
则声音传到海底经过的时间t=2s，
故此处海水深度H = vt = 1500 m/s×2 s=3 000 m。
请你分析下列事例是利用声传递能量，还是利用声传递信息。
(1)利用超声波给金属工件探伤
(2)医生通过听诊器给病人诊病
(3)通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
(4)利用超声波排除人体内的结石。
利用声传递信息
利用声传递信息
利用声传递信息
利用声传递能量
除了课本中的事例，请你根据对周围生活的观察，再举一个利用声音的例子，并说明这个例子应用了声音的什么性质。
声纹锁只要主人说出“口令”，门就会自动打开，这主要是依据音色，声纹锁可以根据主人的指令完成指定操作，说明声音可以传递信息。
声音在传播过程中遇到障碍物会发生反射。我国古代建筑师利用这一特点建造了许多神奇的建筑。例如北京天坛的回音壁、重庆潼南大佛寺的石琴、山西永济普救寺的莺莺塔（图2.3-11）等。请你查阅资料，向同学们介绍并展示我国古代建筑应用声学知识的实例。
提示：古戏台在设计时也考虑到了声学效果，古人通过建筑材料、结构和形制的巧妙设计来助声，使得演员的声音能够在戏台上得到加强和扩散，从而达到更好的听觉效果。
我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽，如图2.3-12 所示。汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路规定的行驶速度是 54 km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“sol”的频率为392 Hz，汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离是多少？
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