一、声音的产生与传播

《声音的产生与传播》实验探究式教学尝试
广东省珠海市 追梦人
教学理念：
《课程标准》提倡通过探究的学习方式，让学生体验教学活动的过程和方法，发展学生初步的科学探究能力。
《声音的产生和传播》这节课的内容特点决定了它和学生的生活紧密相关。因此，本节课的设计就充分发挥学生的积极主动性，通过探究活动体验探究的过程和方法，在教师引导下，使学生通过对实验现象和收集的信息进行对比分析，得出结论。在探究的过程中，激发学生的创造潜能，充分发挥学生的主观能动性，锻炼学生的动手能力，体现了小组内团结协作精神，鼓舞了学生学科学、爱科学的信念。
在教学过程中，作为辅助教学手段，多媒体能够展现较为丰富的素材，同时也能够将知识层次的递进关系更为清晰地展现出来。生动活泼的素材既能给学生更感性的认识又能活跃课堂气氛，知识间层次的展现会使课堂更加有条理性。
教学目标：
1、知识与技能：
（1）通过观察和实验初步认识声音产生和传播的条件。
（2）知道声音是由物体振动发生的。
（3）知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。
2、过程与方法：
（1）通过观察和实验的方法探究声音是如何产生的？声音是如何传播的？
（2）通过探究活动，培养学生初步的观察能力和掌握初步的研究问题的方法。
3、情感态度与价值观：
（1）通过教师、学生双边的教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
（2）注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识。
（3）养成用物理知识来描述生活中声现象的习惯。
教学重点：
1、体验发声体在振动
2、正确认识声音靠介质传播
教学仪器：组合音响、竹笛、橡皮筋、音叉、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、细线、铅笔、白纸、细砂、软木棒（较长）、闹钟、塑料袋、真空玻璃罩、抽气机、烧杯、细铁丝、洗衣粉、蜡烛、火柴等。
教学模式：实验探究模式
教学过程：
（一）新课引入：
动画展示：美妙的音乐、有序的会场、活泼的校园、激烈的战场、神奇的超声波等。
引出问题：声音是怎样产生的呢？为什么会有各种各样、千差万别的声音呢？
点明课题：物理学中把与声音有关的现象称为声现象，从今天开始我们一起来学习一些简单的声现象。
首先我们学习声音的发生和传播。
（二）进行新课
第一部分：一切发声的物体都在振动。
实验探究一：
感性素材：引导学生感知说话时喉咙部位的情况。
引导学生观察播放音乐时音箱保护罩的情况。
引导学生观察用笛子演奏音乐时笛膜的情况。
引导学生感知拉紧的橡皮筋发声时的情况。
提出问题：是否一切发声的物体都在振动？
作出猜想：一切发声的物体都在振动。
教师演示：发声的音叉可以把乒乓球弹开——说明发声的音叉在振动。
继续提问：还有什么办法可以验证发声的音叉在振动？
进行实验：
活动一：
活动目标：体验发声的音叉在振动。
活动准备：音叉、小锤、水槽、水、细线、铅笔、白纸等。
活动过程：方案一：让发声的音叉浸入水面少许，观察水面变化情况。
方案二：用细线将铅笔系在音叉上，音叉发声时，用纸在笔尖上迅速拖过，观察在纸上留下的线条情况。
活动二：
引导提问：我们敲桌子时，能听到声音，却看不见桌子振动，那么，桌子发声时是否在振动？
活动目标：体验发声的桌面在振动。
活动准备：小锤、细砂、软木棒（较长）、水槽、水等。
活动过程：方案一：用细砂撒在桌面上，用小锤敲击桌面时发声的同时观察砂子的情况。
方案二：把软木棒（较长）固定在桌面上，用小锤敲击桌面时发声的同时观察软木棒的情况。
方案三：把装有水的水槽放在桌面上，用小锤敲击桌面时发声的同时观察水面的情况。
收集信息，分析材料：
发声体 现象 结论
声带 说话时喉咙部位在振动 说话时声带在振动
音箱 播放音乐时音箱保护罩在振动 发声的音箱在振动
空气柱 笛子发声时笛膜在振动 发声的笛子中空气柱在振动
橡皮筋 发声的橡皮筋在振动 发声的橡皮筋在振动
音叉 发声的音叉可以把乒乓球弹开 发声的音叉在振动
音叉 发声的音叉在水面上激起水花 发声的音叉在振动
音叉 发声的音叉在白纸上留下波浪线 发声的音叉在振动
桌面 桌面发声时细砂会跳动 发声的桌面在振动
桌面 桌面发声时软木棒会振动 发声的桌面在振动
桌面 桌面发声时水面上会激起水波 发声的桌面在振动
得出结论：一切发声的物体都在振动。
第二部分：声音的传播需要介质；真空中不能传播声音。
实验探究二：
感性素材：把闹钟放在写字台一端，把耳朵贴近写字台的另一端，能清楚地听见“嘀嗒、嘀嗒”的声音。
播放电影《铁道游击队》片断，观察武工队战士判断距离火车远近的方法。
播放电视《奇妙的海底世界》片断，聆听海底世界各种动物发出的声音。
播放宇航员在月球行走的资料片断，观察宇航员交流信息的方式。
探究课题：声音要靠介质传播。
活动三：
活动目标：体验声音传播需要介质。
活动准备：水、塑料袋、真空玻璃罩、闹钟、抽气机等。
活动过程：1、把正在响的闹钟用塑料袋包住，放进水中，听声音的情况。
2、把正在响的闹钟放进玻璃罩中，听声音的情况。
3、用抽气机往外抽气，听声音的变化情况。
收集信息，分析材料：
介质 现象 结论
水 听到闹铃声 液体可以传播声音
空气 听到闹铃声 气体可以传播声音
无 听不到闹铃声 真空不能传播声音
得出结论：声音的传播需要介质；真空中不能传播声音。
第三部分：声音在空气中是以声波的形式传播
实验探究三：
提出问题：声音在空气中是怎样传播的呢？
投影演示：振动源可在水槽中激起水波，并不断向外围扩散。
插图说明：利用课本彩图1·1—6说明声音在空气中是以声波的形式传播
继续提问：根据课本上内容，我们了解到声音能使空气形成疏密相间的波动并以此把声音传播到远处。但这样传播形式我们没有看到过？能有什么方法间接地认识它吗？
活动四：
活动目标：体验声音在空气中是以声波的形式传播。
活动准备：组合音响、烧杯、细铁丝、洗衣粉、蜡烛、火柴等。
活动过程：方案一：
1、将适量洗衣粉倒入烧杯中，加水溶解。
2、将铁丝弯成一个带把的铁圈，并放入烧杯中的洗衣粉水中，使铁圈附上一层薄膜。
3、把带有薄膜的铁圈放在取下保护罩的音箱前。
4、观察薄膜随着声音的传播而变化。
方案二：把点燃的蜡烛放在音箱前，观察音箱播放音乐时，烛焰的情况。
收集信息，分析材料：
操作 现象 结论
放在音箱前的薄膜 音箱发声时薄膜振动 声音能使空气形成疏密相间的波动，并以此把声间传播到远处。
放在音箱前的烛焰 音箱发声时烛焰振动
得出结论：声音在空气中是以声波的形式传播。
第四部分：声速
感性素材：田径比赛时，在远处先看到发令枪的烟雾，后听到枪的声音。
对着高墙或山崖喊话，要过一会才能听到回声。
闪电时，总是先看到闪电，后听到雷电声
引导归纳：声音的传播需要时间，也就是声音是以一定的速度传播。
资料介绍：查阅课本小资料《一些介质中的声速》
知识归纳：提醒学生识记小常识：
1、150C时，空气中的声速为340米/秒。
2、V固> V空气，V液> V空气
（三）课堂小结：
1、一切发声的物体都在振动。
2、声音的传播需要介质；真空中不能传播声音。
3、声音在介质（空气）中是以声波的形式传播——采用的物理研究方法：类比法
4、声速： 340米/秒（空气）
板书设计：
一、声音的发生
一切正在发声的物体都在振动。
二、声音的传播
1、声音靠介质传播，真空不能传声
介质：能够传播声音的物质
2、声音在空气中是以声波的形式传播
3、声速：
（1）150C时，V空气=340m/s
（2）V固> V空气，V液> V空气
（四）知识应用：
例1：(2003·江苏南通市)以下几个实验现象，能说明声音产生的原因的是……………………………( )
A．放在玻璃钟罩内的电铃正在发声，把玻璃钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减弱
B．把正在发声的收音机密封在塑料袋内，然后放入水中，人们仍能听到收音机发出的声音
C，拉小提琴时，琴弦的松紧程度不同，发出的声音不相同
D．拨动吉他的琴弦发出声音时，放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
剖析：本题将看似相似的现象放在一起，考查学生理解知识、分析问题的能力．解答时，可通过分析实验现象，弄清实验现象所对应的物理原理．A说明真空不能传声；B说明水能传声；C说明声音的音调与振动的频率有关；D说明小纸片被弹开说明正在发声的琴弦在振动．
答案：D
拓展：本题可以在学生识别实验的基础上进一步考查学生设计实验的能力，如：请设计一个实验，验证声音是由物体振动产生的．
例2：请你想像一下，如果声音的速度变为0.1m／s，我们的世界会有什么变化 请写出3个合理场景．
透析：这是一道开放性试题，在假设条件下，对生活中常见的声现象进行联想，从而得出一些新情景．许多同学看到这道题时会产生无从下手的感觉，由于对身边的声现象熟视无睹，缺乏感性材料而无法进行联想．其实，本题重点考查了两个知识：我们周围充满空气，声音要靠空气传播；声音在15℃空气中的传播速度是340m／s，当声速变慢，会出现声音滞后现象．
答案：(1)过马路的行人听到汽车喇叭声后再躲避车辆已经来不及了；(2)在教室里上课时，后排的同学要过一段时间才能听到老师讲课的声音；(3)发令枪响后，好长时间运动员才能起跑．（4）看表演时，会发现，演员的动作出现了很长时间，才听到发出的声音。
预测：此题还可结合物理现象，设置物理情景，进一步考查学生灵活运用知识解决实际问题、实验探究、甚至科学想象能力．如：请以“无声的世界”为题，写一篇科学小作文．
（五）作业设计：
1、敲响的音叉接触水面能溅起水花，说明声音是由于物体的 产生的；上课时老师的讲话声是通过 传入人耳的。
2、为了探究声的产生条件，有人建议利用以下几个实验现象。
甲：放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减小。
乙：使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花。
丙：吹笛子时，手指按住不同的孔，便会发出不同的声音。
丁：在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
你认为，能说明声的产生条件的实验现象是哪一个或哪几个
3、动画片《星球大战》中，神鹰号太空船将来犯的天狼号击中，听到天狼号“轰“地一声被炸毁，神鹰号宇航员得意地笑了。你觉得这段描写符合科学道理吗？
4、古代雾中航行的水手通过号角的回声能够判断悬崖的距离，蝙蝠根据飞行时发出超声波的回声可以确定目标的位置和距离，这种方法叫做回声定位．根据回声定位原理，科学家发明了声呐．利用声呐系统，人们可以探知海洋深度．这些都说明回声的存在和它的利用价值，通过日常经验我们也知道，人们面对高墙喊话，往往能听到回声，可是，小红和小明同学却发现了一个问题，当在我们的教室中说话时，却听不到回声，但听到的声音很响亮．这是为什么呢
他们猜想，这是不是与发声体距离障碍物的远近有关呢
于是，他们上网查询资料，查到了如下结果：当声音在传播过程中，遇到障碍物时，会被反射回来，再传入耳朵，我们就听到了回声．如果声源与障碍物的距离较远，反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，人耳就能把回声跟原声区分开；如果声源与障碍物的距离较近，不到0.1s，回声和原声就混在一起，会使原声加强．
请回答下列问题：
(1)通过学习，他们获得了哪些知识
(2)我们已经知道，声音在15℃空气中的传播速度是340m／s，请根据以上结论估算一下，如果我们要建一个足够大的大厅，当我们站在大厅的一边大声讲话时能听到回声，则此大厅至少要有多长，我们才能听到回声
(3)此结论在生活中有什么应用 请举一例．
参考答案：
1、振动、空气；
2、乙、丁；
3、不符合。因为太空是真空，天狼号爆炸发出的声音根本无法传到神鹰号上。
4、(1)当声源与障碍物的距离较远，回声到达人耳比原声晚0.1s以上时，人耳就能区分开回声和原声；当在教室中时，声源与障碍物的距离较近，回声到达人耳的时间不到0.1s，回声和原声混在一起，听不到回声，但声音加强；(2)340m/s×0.1s÷2＝17m；(3)北京天坛的回音壁和三音石
参考文献：
1、《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》……………………………………………………………教育部
2、《教学设计——实践基础教育课程改革的理论与方法》……………………………………………孙立仁著
3、《物理教学论》…………………………………………………查有梁、谢仁根、沈仁和、李久和、梁钧著
4、《义务教育课程标准实验教科书——物理（八年级上册）》………………………………人民教育出版社
5、《义务教育课程标准物理教材同步训练——物理套餐》……………………………………中国和平出版社
6、《初中物理总复习——中考金四导》………………………………………………………严军、温荣田主编
7、《中学科学教学活动设计》…………………………………………………………曾令格、禹明、陈坚主编
8、《教师教学用书——物理（八年级上册）》…………………………………………………人民教育出版社
2005年9月5日