2.5 跨学科实践：制作隔音房间模型 教案 2024-2025学年物理人教版八年级上册

第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型
教学目标
1.了解声音的产生及传播条件。
2.了解噪音的产生及防治措施。
3.培养学生动手操作能力。
教学重难点
重点：声音的产生及传播条件以及噪音的产生防治措施的应用。
难点：制作隔音房间模型操作时隔音材料的选择及放置位置，模型房间的隔音性能测试。
教学过程
一、项目提出
当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时，有可能会打扰需要休息的家人和邻居。你有什么办法解决这个问题？有同学设计了一个方案，打算将家中的一个房间改造为隔音房间，这样就不会彼此干扰。在方案实施前，我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性。请你根据以上思路制作一个隔音房间的简易模型，并测试它的隔音性能。
二、项目分析
制作模型之前，我们需要考虑下面的问题。
1.生活中哪些常见的物品能够充当“房间”？
2.为房间隔音的材料要满足哪些要求？可以选用哪些材料？
3.声音是如何传播的房间外的？隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置？
4.怎样测试模型房间的隔音性能？
三、项目实施
我们可以用包装盒或鞋盒充当“房间”，将一只闹钟放入其中模拟房间中发声的乐器或电视机。然后，在盒内的相应区域安装能够隔音的材料，制作隔音房间模型。
上网查阅资料，了解不同材料的隔音性能以及它们的特点，尽量从常见材料中选取合适的材料。在注意隔音性能的同时，也要尽量减小材料的厚度，最大限度地保证“房间”的空间。
从理论上讲，任何材料（物质）都能够不同程度地吸收，发声和吸收声音，即使它是一张纸或一块布。阻止噪音传播的有效方法是：密封，防震，隔音，吸音。隔音材料就是在利用材料的吸音和密封性能，在减震的基础上可以达到安静舒适的效果。在降噪和降噪的过程中，所使用的隔音材料一般都具有自己的吸音性能，而且直接影响降噪效果。所以在对各种隔音材料进行检测和分析后，我们发现不同材料的隔音性能差异很大。
1.海绵
海绵是一种非常好的吸音材料，表面吸音海绵吸音效果更佳！这种类型的海绵通常被称为波浪棉。海绵的阻尼和隔音性能差。吸水能力强，易吸尘。
2.吸音棉
吸音棉是比较常见的一种隔音材料，加工起来比较简单，还具有防水防潮的性能表现，透气性也比较好。不过吸音棉也有一些不足之处，那就是阻燃性相对比较差，无法起到隔断火的目的。
3.沥青板
建筑物中最初使用的沥青板具有良好的防水，减震和隔音效果。它不具有阻燃性，重量大，且污染厉害。然而，改性沥青板具有阻燃性和环境友好性。它也可以在工厂一侧附加一层铝箔。虽然材料在施工期间需要进行热处理，但效果良好。优点：便宜。不足：重量大，吸音差。
4.橡胶板
由于原料成分不同，橡胶板表现出不同的物理性质。例如，表面光洁度，硬度，耐火性和可塑性差别很大。但是，一般来说，普通橡胶减震能力比沥青板弱，隔音能力强。缺点是自重大，吸声效果差，结构困难。
5.聚酯纤维吸音板
聚酯纤维吸音板是室内隔音材料中最为常见的，适用在ktv歌厅、录音棚、舞厅、影院等嘈杂的地方。而且还防潮防水，不过聚酯纤维吸音板也有它的不足，它的阻燃性不好。
6.隔音毡
隔音毡是目前市场上比较好的房间隔音材料，主要用来与石膏板搭配，用于墙体隔音和吊顶隔音，也应用于管道、机械设备的隔音和阻尼减振。隔音毡不是毛毡，在外观上看完全不同，毛毡轻而柔软，而隔音毡薄薄的却很重。
7.波峰吸音海绵
波峰吸音海绵是室内隔音材料中的一种，它是经过设备特殊处理形成一面凹凸波浪形状的一种海绵。其内部充满细小空隙及半开孔结构，能大量吸收射入的声波能量，对声波起到衰减作用，降低室内反射声的干扰和回响，提高声音的纯度。
8.玻璃纤维棉
玻璃纤维棉具有良好的吸音，吸水，隔热，不自燃，防腐，防潮的性能。外观类似于硅酸铝棉，但它不环保，逐渐被淘汰。松散的纤维往往会污染环境;内部有孔隙，相互连接，水蒸气可以很容易地浸入，并且单个产品涂有保护层。如果受损，可能会造成污染并对健康构成威胁。
9.发泡硅胶板检测分析
发泡硅胶板优点：柔软，不易燃，防水，重量适中，环保。隔音和减震，使用寿命长。不足：吸音性能一般，成本太高。
10.吸音涂料
吸音涂料一般为灰黑色液体，使用时都是做喷涂处理。吸音、隔音效果一般，但多层涂料也可以吸收减震。
11.发泡胶
发泡胶学名也称聚氨酯，白色黄色，通常防火，不吸水，价格高，耐火性能极好。常用于建筑和保温行业。它还提供减震和隔音，以吸收声音。
12.铝箔复合材料
铝箔复合材料属于市场上常见产品，它由铝箔和海绵或多纤维材料制成，另一面有粘合剂。主要用于隔音和保护罩。优点：重量轻，声音反射性能好。不足：复合层通常吸水;防火性能差。
13.镉声毯
主要由铁粉、聚氯乙稀或沥青等材料制成，防潮、防蛀设计，有阻燃产品，常用于自来水管道包裹，墙体粘贴等建筑领域。 隔音性能较好，无吸音能力。
14.聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料是泡沫聚苯乙烯的主要成分。固化的聚氨酯泡沫提供更好的隔音，吸音，防腐蚀和防水性，以及具有阻燃设计的更好的聚氨酯材料。但是，吸声性能不稳定。
测试时，通过手机或者计算机中的软件等先测量未作隔音处理时闹钟铃声的强弱，再测量经过隔音处理后闹钟铃声的强弱。通过比较前后的变化来评估模型的隔音性能。
经过分析，我们选用一些简单的隔音材料来制作隔音房间模型，选用羽绒棉、棉布、海绵、泡沫板、报纸等作为隔音材料，并安装在在盒内相应区域，制作成隔音房间模型
设计表格并记录数据：
材料 手机或软件等于“房间”的距离/m 未作隔音处理时闹钟铃声的强弱/dB 隔音处理后闹钟铃声的强弱/dB
羽绒棉
棉布
海绵
泡沫板
报纸
隔音棉
……
四、展示交流
1.展示制作的隔音房间模型，并从隔音性能，空间占用率，材料是否易得、安全和环保等方面对模型进行评价.
2.相互交流，总结经验并进行反思，尝试对制作的模型进行改进.
3.如果有了真正的隔音房间，为了做到不打扰他人，也为了自己听力的健康，在使用时还要注意哪些问题？
五、课堂训练
防治噪声有多种方法，其中“隔声”是重要的方法之一，在此方法中，选择隔声材料是关键，小明想比较几种材料（毛线、报纸、棉花、泡沫）的隔音性能，来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物，实验器材除了待检测的材料外，还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。
（1）本实验中适合做声源的是 机械闹钟。
（2）小明将声源放入鞋盒，在其四周塞满待测材料，盖上盒盖，他设计了两种实验方案
A.让人站在距鞋盒一定距离处，比较所听见声音的 响度 （选填“响度”“音调”或“音色”）。
B.让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较 距鞋盒的距离 。
比较方案，你认为方案B（选填“A”或“B”）更佳，理由是 人耳难以辨别响度差别不太大的两个声音 。
（3）下面的表格是为了上述两种实验方案而设计的，其中与方案B对应的是表二。
（4）待测材料隔声性能由好到差的排列顺序为棉花、泡沫、毛线、报纸。
（5）小明设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越 小 （选填“大”或“小”）的原理。
六、布置作业
教学反思
本节课通过对隔音房间模型的制作，培养了学生的动手操作能力，资料收集能力，也加深了学生对声音的产生条件及乐音三要素的理解，对噪声防治措施的应用。