第一章声现象教案

第一章 声现象
一、声音的产生与传播
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 通过观察和实验初步认识声音产生和传播的条件。
⑵ 知道声音是由物体振动发生的。
⑶ 知道声音的传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。
【过程与方法】
⑴ 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。
⑵ 通过学习活动，锻炼学生初步的观察能力和学会初步研究问题的方法。
【情感、态度与价值观】
⑴ 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。
⑵ 注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识。
※教学重点难点
【重点】通过实验探究声音的产生和传播。
【难点】声音的传播。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
早晨起来，人们听到枝头鸟儿的欢唱，看到蜜蜂在花间起舞；晚上，通过音响，人们会欣赏到美妙的音乐……总之，我们生活在一个充满声音的世界里。
由此可知，鸟儿、蜜蜂、音响都能发出 （ 声音 ）；假如这个世界突然没有声音，会出现什么现象？试举例。（ 例如：老师讲课学生听不见，整个世界变成无声的世界，人们无法交谈等等 ）
㈡ 合作交流 解读探究
1、 声的产生
［讨论］展示教材图片，并讨论画面上分别是哪些物体发声？声音是怎样产生的？
［做一做］通过做各种活动，使物体发声，如敲桌子、大声说话、使塑料尺发声、吹口哨等。
［点拨］物体发声时的共同特征：振动
［观察］在鼓面上放一些小纸团，当鼓在发声时，观察小纸团。
［想一想］能否用其他器材、方法探究发声的原因？
［思考］蝉是怎样发声的？蜜蜂、苍蝇、蚊子在飞舞时，靠什么发出“嗡嗡”声？对物体振动发声有进一步的了解。
［讨论］怎样将声音记录下来？生活中有哪些记录方法？
［结论］同学们讨论得出：如果将发声的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生和原来一样的声音，这样可以将声音纪律下来。例如：机械唱片、磁带、激光唱片等。
2、声音是怎样传播的？
［探究］
第一步：提出问题。声音是怎样传播到远方的？
第二步：猜想和假设。猜想：声音要传播出去可能需要什么东西作为介质。
第三步：设计实验。把两张课桌紧挨在一起，一个同学轻轻敲打桌面，另一个同学把耳朵贴在另一张桌面上。然后，把桌子拉开一条小缝，再试一试。
第四步：进行实验。按照前面的设计进行实验。
第五步：分析实验得出结论。声音的传播需要物质，物理学里叫做介质。
第六步：我们说话的声音是通过什么介质传播的呢？教师演示、举例说明：固体、液体、气体都能传声，真空不能传声。
［点拨］要想使声音从发声地传播出去，必须要有传播的载体：介质。
［观察］演示实验：空气传声。
空气是传播声音的一种重要的介质，真空不能传播声音。
［提问］月球上没有空气那么宇航员是靠什么进行交流呢？
［点拨］用无线电进行交流。
3、声音的速度
［明确］声音在空气中的传播速度是340m/s。声音在空气中的传播速度与周围温度有关。声音在不同的介质中传播的速度不一样。
［讨论］怎样测量声音的传播速度？声音在固体、液体、气体中传播的速度相同吗？
［点拨］（1）人们想了许多办法测量声音在各种不同的介质中的传播速度。
（2）实验表明：声音在固体中传播的速度最快，在气体中传播的速度最慢。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、物体发声的共同特征是振动，声音是由于物体的振动而产生的。产生声音的条件，一是要有发声体，二是发声体要振动。振动的物体叫做声源。物体振动发声包括固体振动发声、液体振动发声和气体振动发声。
2、声音靠介质（一切固体、液体、气体）传播。它以波的形式传播，称为声波，波是传递能量的一种形式。真空是不能传声的，例如宇航员在太空舱外开展活动时，彼此之间的交流全靠无线电的对讲机。
3、正常情况下，固体中传声的速度快于液体，而液体中传声的速度快于气体，声音在15℃的空气传播速度是340米/秒。声速跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。
【拓展】回声及其利用
回声是声音从振动的发声体发出遇到山崖、墙壁等障碍物反射回来使其又传入人耳的声音。人耳区分回声和原声的最短时间间隔是0.1秒。利用回声可以测定距离，例如要测定海底深度，可以从船上发出特定的声音，并使用特定的仪器接受到回声信号，并记录下回声和原声之间的时间间隔t，在查出声音传播速度v的条件下，即可求出海底的深度。
二、我们怎样听到声音
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解人类听到声音的过程。
⑵ 知道骨传导的原理。
⑶ 了解双耳效应及其应用。
【过程与方法】 通过实验和生活经验，体验人是如何听到声音的。
【情感、态度与价值观】 学会关心他人，特别是关心残障人士。
※教学重点难点
【重点】通过实验了解人类听到声音的过程。
【难点】骨传导的原理。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
小明用录音机录下自己所唱的歌曲，当放他自己的录音欣赏时，总觉得不太像自己的声音，而小华却说是他的声音。根据以上信息，你能提出两个令人感兴趣的问题吗？
问题（1）小明听自己说话和听自己的录音时，声音的传播途径是否相同？
（2）小明听到的到底是不是自己的声音呢？
㈡ 合作交流 解读探究
1、 空气传播
［提问］同学们能否结合教材和自己已有的知识，将人听到声音的过程绘制成简单的流程图？
［点拨］发声体振动→通过空气等介质传播→鼓膜振动→（通过听小骨等组织传播）→听觉神经传递信号→大脑产生听觉
2、 讨论失聪的原因
［探讨］失聪的的人就一定感知不到声音吗？
［点拨］耳聋分类：神经性的、非神经性的（容易治疗）
3、骨传导
［观察］探究性实验，让学生根据教材“想想做做”做实验。并分析讨论。
［讨论］补充实验：
（1）拿一支笔，放在口中，不用牙咬，用手指轻敲笔听声音。然后用牙咬住，听声音。比较两次听到声音是否相同，为什么？
（2）请同学们根据听到的情况分小组讨论这是什么原因？
（3）根据学生讨论分析得出骨传导的原理。
举例贝多芬创作曲子，就是利用骨传导的方式。
4、双耳效应
阅读“科学世界”了解双耳效应使人们可以准确判断声音传来的方位。
在教室里用布蒙住一位同学的眼睛，然后用棉花塞住一只耳朵，从不同的方向发出声音，让其辨别方向。
根据实验情况分析讨论为什么“双耳效应”可以辨别声的方向，先由学生根据生活经验和实验的情况猜想回答，老师再作总结。
［总结］1、同一声音，两耳感受到的强度不同；
2、同一声音，两耳感受到的时间有先后；
3、同一声音，两耳感受到的振动步调有差别。
［拓展］体验立体声和非立体声的不同。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、人耳主要由耳廓、外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成。
2、人耳听到声音的过程简图。
3、骨传导。声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉。骨传导时一般不需要借助鼓膜的振动，骨传导的性能比空气传声的性能好。
4、双耳效应（引导学生自己总结，教师予以点评）
【拓展】人耳是怎样分辨声源方向的？
【解析】人耳可以分辨声源的方向主要有三个方面的原因：一是对同一声音，两只耳朵感受到的强度不同；二是对同一声音，两只耳朵感受到的时间有先后；三是对同一声音，两只耳朵感受到的振动步调有差别。由于声音传到两耳有时间差别，因而两耳感受到的振动的步调也就不同，这样就会有方向感。两耳相距越大，耳朵感受到的时间差别就越大，越容易辨别声源的方位。在这一点上大象比人更有利。捂住一只耳朵辨别方位的能力就差。
三、声音的特性
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解声音的特性包括三方面：音调、响度、音色。
⑵ 知道声音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。
⑶ 不同发声体发出声音的音色不同。
【过程与方法】
⑴ 通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
⑵ 通过计算机辅助教学认识音色的差异。
【情感、态度与价值观】
体验现实世界中物体的发声是丰富多彩的，培养热爱自然、热爱生活的情感
※教学重点难点
【重点】声音的三个特征是音调、响度和音色。知道音调与响度的决定因素。
【难点】区分音调与响度的概念。知道不同发声体发出声音的音色不同。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
奥地利医生沃思勃鲁格小时候经常看到开客栈的父亲轻叩啤酒桶，以便了解桶内究竟有多少酒。后来，沃思勃鲁格成了奥地利皇后的御医，他想，人类胸腔的形状有点像酒桶，假如你轻轻扣击，应该可以根据声音判断肺部哪里有积水。从此医生就是用这个办法给病人诊病。
敲击装水和不装水的两个玻璃杯，他们发出的声音相同吗？试一试。
㈡ 合作交流 解读探究
1、音调：表示声音的高低
［探究］演示教材（钢尺）实验，请同学们仔细听。
［提问］请问两种情况下听到的声音有什么不同？
［点拨］物体振动得快，音调高；物体振动得慢，音调低。音调的高低由物体振动的频率决定。
（频率：物体1秒钟内振动的次数）人耳能听到音调的频率范围是20Hz----20000Hz。
［思考］夏的晚上，蚊子叮人实在难受。可小明家不点蚊香，也不喷杀虫剂，却没有蚊子。有人问小明，为什么你家没有蚊子？小明拿出一个跟半导体收音机差不多的盒子来，说这个盒子能驱蚊，你猜一猜那个盒子能驱蚊的道理是什么？
［想一想］生物课老师讲了，叮人的蚊子是雌蚊还是雄蚊？
［议一议］雌蚊在育卵期回避雄蚊，只要感觉到雄蚊来了便逃之夭夭，雌蚊凭什么感知雄蚊飞来？
［猜一猜］小明那只盒子能驱蚊的道理。
［点拨］（1）叮人的蚊子是雌蚊，特别是育卵期的雌蚊；（2）雌蚊在育卵期回避雄蚊，只要感觉到雄蚊的声音便逃之夭夭；（3）小明家的那只盒子是电子蜂鸣器，它能模拟雄蚊的声音（频率在9500---1200Hz）；（4）雌蚊只要感觉到这种声音就逃走。由此可知盒子驱蚊的道理。
2、响度：表示声音的大小
［探究］响度跟什么因素有关？
［实验］（1）用细线把乒乓球吊起来，使其静止在竖直位置，恰好跟音叉的一个股接触，轻敲音叉，观察乒乓球被弹起的幅度？
（2）重敲音叉，使音叉发生响度更大的声音，观察乒乓球被弹起的幅度。
（3）比较音叉发出不同响度的声音时，乒乓球被弹起的幅度有什么不同。
［点拨］响度的大小与振幅有关，振幅越大，声音的响度越大。
［提问］振幅是确定响度的唯一因素吗？
［点拨］实际中，响度还跟听者与发声体的距离有关。距离发声体越远，听到的声音越小，响度越小。（原因：因为声音在传播过程中，越来越分散）
3、音色
［探究］播放乐曲，让学生回答用什么乐器演奏的？
［思考］同学们是根据什么来判断的呢？
［点拨］音色，是声音的一种特性，不同乐器的音色不同，我们就是根据音色的不同来判断的。
［思考］生活中，还有哪些现象是与音色有关的呢？
［点拨］“闻其声而知其人”；挑选瓷器……
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、音调指声音的高低程度，由发声体的频率决定，与距离发声体的远近无关。
2、频率，物体1秒钟内振动的次数。单位是赫兹。人耳听到的声音频率在20Hz—20000Hz。
3、响度是指声音的大小程度，由发声体的振幅决定，与距离发声体的远近有关。
4、音色又叫音品，它反映了声音的品质，它决定于发声体本身，不受音调、响度的影响。
【拓展】多普勒效应：如果声源一直移动，那么，在声源前方的声波会被“挤压”而变密（变尖），而在声源后面的声波会被“拉长”而变疏（变钝）。当声波变密时，引起耳膜每秒钟振动的次数增多，你就会感到音调变高；反之则音调变低。超声波速度测定仪就是根据这一原理制成的。研究表明：一切波都能产生多普勒效应。
四、噪声的危害和控制
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解噪声的来源和危害。
⑵ 知道防止噪声的途径，增强环境保护意识。
【过程与方法】 通过体验和观察，了解防止噪声的思路
【情感、态度与价值观】通过学习，培养热爱、保护我们赖以生存的“地球村”的环境意识。
※教学重点难点
【重点】 防止噪声的途径。
【难点】用所学知识减弱噪声，增强环保意识。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
小明中学毕业后在一家“卡拉OK”歌厅工作，小明工作一段时间后，发现别人与他小声说话而他听不清楚，这是什么原因呢？原来是噪声若的祸。这节课我们学习与噪声有关的知识。
㈡ 合作交流 解读探究
［提问］（教师在黑板上画出乐音和噪音的波形图）这两个波形同学们知道是什么波形吗？
学生根据所了解的知识进行回答。
［点拨］从物理的角度来说，可从波形上看到有规律的振动的波形是乐音，振动是杂乱无章的属于噪音。
［活动］使学生关心大自然声音，能分辨噪音和乐音。
［讨论］请同学们列举生活中的噪声例子“你周围有哪些噪声？”
生活中、教室里、生产中等等。
［点拨］根据学生的回答可总结归类为：交通运输噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活噪声。
［结论］凡是干扰他人正常学习、工作、生活的声音都是噪声。（从环保角度看）
［讨论］你们知道关于噪声的危害和等级我们是如何划分的吗？单位：分贝dB。
阅读教材中噪声的危害，分析讨论其危害程度。
同学们自己看书后讨论，分析总结，老师根据同学们的回答分析补充。
补充例：喷气式飞机产生的噪音能将附近的建筑物的窗玻璃震碎。
［讨论］噪音在生活中对人类的危害很大，那么我们应该如何有效的控制噪音？
讨论分析控制噪声的方法。举出生活中的例子说明。并设计实验进行验证。
［总结］1、在声源处减弱。设计实验：闹钟，用泡沫塑料垫起。听声音大小。
2、在传播过程中减弱。设计实验：将闹钟放在空盒子里面。
3、在人耳处减弱。设计实验：塞棉花。
［点拨］控制噪声的基本措施，主要是从噪声源、噪声传播途径和保护噪声接收者三个环节入手。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、噪声：从物理学角度看，发声体做无规则振动时发出的声音称为噪声。从环境保护角度看，妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音称为噪声。乐音的波形是有规律的，而噪声的波形是无规则的，是杂乱无章的。
2、声强的单位是分贝，用符号dB来表示。为了保护听力，声音不可超过90dB；为了保证工作和学习，声音不可超过70dB；为了保证休息和睡眠，声音不可超过50dB。
3、声音的产生到引起听觉的三个阶段：
声源振动产生声音→空气等介质的传播→鼓膜振动。
控制噪声的基本思路：要从声音产生到引起听觉的三个阶段出发，即防止噪声产生、阻断噪声传播和防止噪声传入人耳。
【拓展】在日常生活中减弱噪声方法：“隔、吸、消”。“隔”就是把噪声与接收者隔离开来。“吸”就是把声能吸收耗散掉，达到减弱噪声的目的。“消”例如“请保持安静”和“轻声漫步”。
五、声的利用
※教学目标
【知识与技能】了解现代技术中与声有关的知识的应用。
【过程与方法】通过观察，参观或看录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识。
【情感、态度与价值观】通过学习，了解声在现代社会中的应用，进一步增强对科学的热爱。
※教学重点难点
【重点】声在生活、生产中的应用。
【难点】查找资料获取信息的能力。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
早晨叮叮的铃声把我们从睡梦中叫醒，这是我们从声音中获取的信息。那么你能说说声音还有哪些作用吗？生活中你是如何利用声音的，举两例。回忆生物课中讲到的蝙蝠是如何确定目标。
例如：利用B超进行体检；听广播获取信息；超声波洁牙；超声波碎石；声波清洗精细机械等。
㈡ 合作交流 解读探究
1、声与信息
学生发表完自己的观点后，老师根据生活中的应用情况进行分类总结。
声的应用：声与信息、声与能量。
［相关知识］给学生一些声纳方面的历史资料，让他们明白，在很多地方利用到了声纳。
如： “泰坦尼克号”的发现、海战中利用声纳探测敌人的潜水艇等
［讨论］蝙蝠是如何确定目标。
由此引出回声这个概念，让学生自己来谈谈对回声的了解。
学生：在大山里能听到回声、在比较宽敞的礼堂里能听到回声。
对学生提出的问题及时解决，不管他们的想法是对是错。
［提问］回声与什么因素有关？
［猜想］（1）与距离有关、因为远的有回声，而近的没有。
（2）与物体的形状、大小有关，大山里面树木多，形状不一，大小不一，所以有回声。
（3）可能与障碍物的多少有关，因为大山里的障碍物很多，所以有回声。
［明确］一切声音遇到障碍物都会反射，所以都会产生回声，但要把回声与原声区别开来，必须时间间隔0.1秒以上。
［提问］我们实际生活中，还有哪些具体事例是利用声音来传递信息呢？
［点拨］（1）次声波在气象预报方面有广泛应用，比如地震、台风等来临前会发出次声波；
（2）利用B型超声波进行体检；（3）人们交谈、听广播、录音等获得信息。
2、声与能量
［讨论］你能设计一个实验证明声音具有能量吗？
［做一做］方案1：可乐瓶自制的教具演示。瓶底用橡皮膜扎紧，对着火焰敲打，烛焰吹灭。
方案2：在扬声器前面放一支点燃的蜡烛。使扬声器的音量大一些，可以看到摇曳的火焰。
［点拨］说明声音具有能量。
请同学们根据知道的知识列举生活中有关现象，说明声音具有能量。
如：超声波洁牙、超声波碎石、声波清洗精细的机械等等。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、声音可以传递信息，如：B超、听诊器、声纳探测器、声纳测距、超声波探伤；也可以传递能量，如：爆竹升天，震耳欲聋、超声波击碎体内结石、超声波干扰信号、超声波测速。
2、回声定位：由声纳仪向对方发射超声波，遇到障碍物后发射回来，被声纳仪检测到，从而可以测出声纳仪与障碍物间的距离。确定障碍物的位置。
3、“B超”：医生向病人体内发射超声波，同时接收人体内脏器官的发射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上，这就是平时说的“B超”。
【拓展】为什么说声波能传递能量？我们通过水波和声波的比较来理解这个问题，即类比法。