第3节 声的利用（表格式教学设计）初中物理人教版（2024）八年级上册 第二章 声现象

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第3节 声的利用（教学设计）
年级 八年级 学科 物理 课时数 1课时 教师 飞哥物理
课题 第3节 声的利用（1课时）
教学 目标 物理观念 理解声音的产生、传播及接收的基本原理，能够描述声音在不同介质中的传播特性。
科学思维 通过实例分析，掌握声音在医疗、通信、工业等领域的应用原理，培养运用科学知识解决实际问题的能力。
科学探究 通过小组合作，设计并实施声音传播实验，观察并记录实验现象，分析实验结果，提高科学探究的能力。
科学态度 与责任 关注声音利用技术的发展趋势，认识声音技术在促进社会进步、改善人类生活方面的重要作用，培养科学态度和责任感。
教材 分析 本节课旨在通过一系列实验和活动，使学生理解声音在日常生活中的应用，包括声音传递信息和声音传递能量两个方面。通过实际案例的分析，学生能够掌握声音的基本特性以及如何利用这些特性解决实际问题。同时，通过小组合作和讨论，培养学生的科学探究能力和团队合作精神。
学情分析 本节课面向初中二年级学生，他们对声音已有一定的生活感知，但对声音的科学原理及其应用了解不深。通过本节课的学习，学生将进一步深化对声音的理解，特别是声音的产生、传播及在不同介质中的特性。同时，通过实例分析和实验操作，学生将能够掌握声音在医疗、通信、工业等领域的应用原理，并学会运用科学知识解决实际问题。在学习过程中，小组合作将促进学生之间的交流与合作，提高科学探究能力。此外，本节课还将引导学生关注声音技术的发展趋势，培养他们对科学的兴趣和责任感。
教学重点 声音的传播原理及其在日常生活中的应用
教学难点 如何通过实验探究声音的传播特性，以及如何利用声音解决实际问题
教学器材 教学课件、音叉、小鼓、细线悬挂的小球、真空罩、抽气机、手机、扬声器、不同材质的介质板（如木板、玻璃板、塑料板等）、实验记录表等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【提出问题】以我国的民间谚语：“鱼浮水面向上跳，鸡飞上树高声叫，老鼠搬家往外逃，鸽子惊飞不归巢，狗在静夜狂奔叫，预示地震要来到。”地震发生前一些动物的反应，引出本节课的教学主题：声传递信息和能量。 新奇，激发好奇心
学习新课 一、声与信息 以生活实例，举例声能够传递信息 1. 声可以传递信息 （1）人类利用声音进行表达，传递信息，如老师上课，汽车大喇叭等。 （2）自然界的声音也可以传递信息。如听到滚滚雷声，就知道即将大雨来临。 （3）除了人类，动物也能够根据声音来定位食物，发现敌害，传递信息。例如：鸟儿的叫声不仅可以建立社交联系，还能用于示警。 2. 次声波能传递信息 大自然的许多活动，如地震、火山爆发、 台风、海啸等，都伴有次声波产生。 （1）地震预测：地震会产生次声波，通过测量次声波到达地震台的时间差，可算出震中位置 （2）台风探测：气象站通过接受台风产生的次声波，确定台风的位置，强度，并预测台风的走向 （3）动物交流：象群、海豚常发出次声波呼朋唤友，交流信息。 3. 超声波能传递信息 （1）蝙蝠捕食 蝙蝠每秒通过喉部发射10~20次超声波并用耳朵接受反射波，借助回声，它可以探测到很小的昆虫，甚至能辨别出直径0.1mm的金属丝的障碍物。 这种根据回声探测目标的方法叫做回声定位，雷达就是靠模仿蝙蝠制造出来的。 （2）倒车雷达 倒车雷达在倒车时，利用超声波原理，由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全。 （3）声呐 人们利用声呐可以来测量海底的深度、探测鱼群、潜艇位置、绘制水下数千米地形图等。 （4） 超声导盲仪 超声导盲仪通过发射超声波，接收障碍物反射的回波，经过处理后，将障碍物的距离信息转化为声音信息，以可听声的形式反馈给使用者，达到“以听代视”的效果。 （5）“B超”原理 B超诊断仪向人体发射超声波，超声波经过不同的器官与组织时发生反射，产生强弱不同的回声，计算机接受到探测器的回声 信号后，将其处理成图形，帮助医生诊断病情。 （6）超声波工业探伤 如果产品内部有缺损或者裂纹,超声波就会在该处发生反射,仪器接收到反射信号后,可以根据反射时间和波强度评估缺损或裂纹的大小、深度。 【典例1】如图所示，轿车尾部安装有安全倒车雷达，倒车时尾部在非安全距离内遇到人或障碍物，雷达就会报警。倒车雷达利用了声可以传递 （选填“信息”或“能量”），它是通过测量车尾的探头发送的 （选填“超声”或“次声”）波遇到障碍物后反射回的时间，计算出车体与障碍物间的实际距离。若探头发出的声波经0.02s接收到回声，则此时轿车尾部与障碍物间的距离为 m（声音的速度取340m/s）。 【答案】 信息 超声 3.4 【详解】[1]声音能够传播信息和传递能量，倒车雷达是利用声波传递信息的一种设备。 [2]倒车雷达工作时发射的是超声波，利用回声测距的原理来工作。 [3]由题知，超声波到达障碍物所用的时间为 则此时轿车尾部与障碍物间的距离为 回忆生活现象，知道声可以传递信息 知道次声波的来源，及用次声波来预测地震、台风等，知道海豚和大象利用次声波进行交流 知道超声波传递信息的实例 通过例题练习，进一步理解超声波在雷达中的应用，及回声测距的计算方法
学习新课 二、声与能量 【知识引入】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，我们就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？ 1. 实验探究：声波可以传递能量 将扬声器对准烛焰，播放音乐，你看到了什么现象？这说明了什么问题？ 【现象及分析】会看到烛焰跳动，说明声波能传递能量。 2. 声波传递能量的应用 （1）超声波治疗结石 超声波方向性好，发声器从多个方向向结石的位置发射超声波，达到碎石效果。 优点：并且超声波不会对周围的柔软组织造成损伤，避免对身体造成伤害，大大减轻了病人的痛苦。 （2）超声波清洗 超声波进入液体中后，会引起液体的剧烈振动，这种振动会不断地冲击镜片的污垢,将污垢清洗下来。 优点：不会损坏被清洗的物体，适用于复杂、高精度、高表面质量要求的物体。 （3）超声波雾化 利用超声波将液态水打散而产生自然飘逸的水雾,与加热雾化方式比较,耗能减少了90%。加湿器、盆景造雾机、雾化治疗仪等都是超声波雾化的应用。 （4）次声波武器 由于次声波传播的路程远、穿透能力强、且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。 3. 声传递信息与能量 声传递信息声传递能量海豚交流；蝙蝠定位；声呐；B超；超声波探伤仪；倒车雷达；超声波导盲仪.超声波洁牙；超声波击碎结石；超声波加湿器；超声波清洗钟表等精密仪器。
【归纳总结】 （1）若声音能改变或引起物体变化，这说明声音传递的是能量，例如“超声碎石”。 （2）若声音能告诉我们什么，物体本身又没发生变化，说明声音传递的是信息。如利用“B超检查身体”。 【典例2】在50m短跑测试现场，考生听到发令声立刻起跑，说明声音能传递 （选填“信息”或“能量”）；眼镜店清洗眼镜的设备是利用 （选填“超声波”或“次声波”）使清洗液发生剧烈振动达到去污的效果，这是利用了声可以传递 。 【答案】 信息 超声波 能量 体会生活实例，思考声能传递能量的场景 知道了声可以传递能量 知道了超声波传递能量的应用 知道了次声波传递能量的应用 知道了声能传递信息和能量的实例应用 通过例题练习，了解超声波在清洗眼镜方面的应用
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．地震前夕，一些动物往往会表现出与平时截然不同的反常行为，这种异常现象是因为 ( ) A．动物能发出与地震波频率相同的次声波 B．人耳听不到地震波是因为它是超声波 C．一些动物的听觉范围比人的听觉范围大，能听到人耳听不到的次声波 D．地震波人耳感觉不到，是因为没有次声波产生 【答案】C 【详解】地震前夕，一些动物往往会表现出与平时截然不同的反常行为，是因为地壳的不稳定及地震前较小的振动等，引起的次声波，被动物听到，而引起的，这种次声波超出了人的听觉范围听不到，但某些动物听觉范围大，可以听到．故C正确． 选C． 2．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是（　　） A．地震时会产生超声波 B．声音可以传递信息 C．声音在固体中传播更快 D．声音的传播需要介质 【答案】A 【详解】A．地震时会伴随有低频的振动，产生次声波，故A错误，符合题意； B．被困人员通过敲击方式求救主要是利用声音可以传递信息，故B正确，不符合题意； CD．被困人员通过敲击方式求救，由于声音的传播需要介质、声音在固体中传播更快，故CD正确，不符合题意。 故选A。 3．利用“B超”可以帮助医生确定人体内部脏器的情况，这是因为（　　） A．“B超”声波的频率很小 B．“B超”声波的能量很大 C．“B超”声波进入人体，可在脏器上发生反射，反射波带有信息 D．“B超”声波进入人体可穿透内部脏器治病 【答案】C 【详解】医生通过听诊器了解病人心脏的工作状况是利用了声能够传递信息的道理；即“B超”声波进入人体，可在脏器上发生反射，反射波带有信息。 故选 C。 4．关于声的应用，下列说法正确的是（　　） A．声波能够传递能量，外科医生利用超声波振动击碎人体内结石 B．超声波和次声波已被广泛应用，是因为它们不会对人体造成损害 C．利用台风产生的次声波判断台风的风向和位置，使航船及早躲到安全区 D．中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”是利用声音获得身体各方面的能量的 【答案】AC 【详解】A．声音可以传递信息与能量，外科医生利用超声波振动击碎人体内结石，说明声波能传递能量，故A正确； B．任何事物都有有利的一面和有害的一面，超声波和次声波虽然已被广泛应用，但是它们也会对人体造成损害，故B错误； C．利用次声波可以对地震和台风等自然灾害作出预报，并能判断台风的风向和位置，故C正确； D．中医中的“望、闻、问、切”四步诊法中，望，指观气色；闻，指听声息；问，指询问症状；切，指摸脉象；故其中的“闻”是据声音传递信息的典型应用，故D错误。 故选AC。 5．如图所示的四个现象中，下列说法不正确的是（　　） A．超声波清洗眼镜是利用声波可以传递能量，达到清洗眼镜的目的 B．倒车雷达是利用超声波可以传递能量，发现车身后的障碍物 C．蝙蝠发出次声波遇到昆虫后反射回来发现昆虫，这种捕食的方法叫“回声定位” D．“B超”主要是利用超声波检查孕妇腹内胎儿发育情况 【答案】BC 【详解】A．利用超声波清洗眼镜，属于利用声音传递能量，故A正确，不符合题意； B．倒车雷达，属于利用超声波传递信息，故B错误，符合题意； C．蝙蝠靠超声波发现昆虫，超声波方向性好，遇到障碍物能够反射回来。故C错误，符合题意； D．“B超”是利用超声波检查身体，属于利用声音传递信息，故D正确，不符合题意。 故选BC。
板 书 设 计 第3节 声的利用 一、声与信息 1. 次声波传递信息 （1）来源： （2）应用：地震预测、台风探测 （3）动物交流 2. 超声波传递信息 蝙蝠捕食、倒车雷达、声呐、导盲仪、B超、工业探伤二、声与能量 1. 超声波传递能量 结石、清洗、雾化 2. 次声波传递能量 武器
课 堂 小 结 第3节 声的利用
作业 1. 完成课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业
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