第二章声音与环境
第1节我们怎样听见声音
【知识与技能】
1．知道声音是由物体振动产生的．
2．知道声音是以波的形式向外传播，知道声音的传播需要介质，不同介质传播声音的快慢不同．
3．了解声波进入人耳后引起听觉的过程．
【过程与方法】
1．通过观察和实验，初步认识声音产生和传播的条件．
2．通过学习活动，锻炼学生初步观察能力和初步研究问题的能力．
【情感、态度与价值观】
通过探究活动，激发学习兴趣和求知欲，并乐于探索自然现象中蕴含的道理．
【重点】
1．通过观察和实验初步认识声音产生和传播的条件．
2．声音在固体、液体、气体中的传播速度．
3．我们怎样听到声音．
【难点】
声音以波的形式传播．
知识点一 声音是怎样产生的
【自主学习】
阅读课本P24，完成以下问题：
1．声音是由物体的__振动__产生的，振动停止，发声__停止__.
2．物体发声时，振动的物体叫__声源__.
【合作探究】
演示一 观察发声物体的振动
1．敲击音叉，将叉股插入水中(如图甲所示)，仔细观察发生了什么现象？
答：叉股在水中不停地振动．
甲
乙
2．把手指放到正在播放音乐的收音机的扬声器上(如图乙所示)，有什么样的感受？
答：扬声器和机身都在振动 .
演示二 声音的产生
如图所示，使刻度尺三分之二伸出桌面，一手将其另三分之一紧压在桌边上，另一手拨动伸出端，观察尺子在发声时的现象，并用语言描述现象．
1．此时尺子处于什么状态？能听到声音吗？
答：刻度尺振动．能听到声音．
2．当刻度尺停止振动的时候，还能听到声音吗？
答：当刻度尺停止振动时，不能听到声音．
演示三 声音的产生
将悬吊着的泡沫塑料或乒乓球接触不发声的音叉，球并不跳动，如图甲所示；将音叉敲响，再使球接触音叉，球跳动，如图乙所示．
甲 乙
1．图甲中的球是否跳动？
答：图甲中的球不跳动．
2．图乙中的球是否跳动？
答：图乙中的球跳动．
演示四 声音的产生
如图所示，在发声物体(鼓面)上撒一些纸屑，并用棒不停地敲击鼓面．
1．观察到了什么现象？
答：纸屑不断地上下跳动．
2．此现象说明了什么问题？
答：说明了发声的物体在振动．
演示五 声音的产生
如图所示，用手拨动张紧的橡皮筋．
1．观察到了什么现象？
答：橡皮筋上下振动．
2．听到了什么？
答：听到了橡皮筋振动发出的声音．
3．此现象说明了什么？
答：说明了发声的物体在振动．
4．通过实验对比，思考问题：橡皮筋、尺子、音叉、鼓面在什么情况下跳动，在什么情况下停止跳动？
答：
实验的物体
发声时现象
无声时现象
结论
橡皮筋
振动
不振动
橡皮筋振动时产生声音
尺子
振动
不振动
尺子的振动产生声音
音叉
振动
不振动
音叉的振动产生声音
鼓面
振动
不振动
鼓面的振动产生声音
5．由以上实验能够得到什么结论？
答：声音是由物体的振动产生的，振动停止，物体就停止发声．
拓展延伸：
1．不同动物发声的方式
有的动物依靠翅膀振动发声，有的动物依靠鸣膜发声．
2．不同动物的发声部位
麻雀发声的部位是声带；青蛙、蝉发声的部位是鼓膜；蜜蜂发声的部位是翅膀下的小黑点．
【教师点拨】
1．在归纳物体发声时的规律时，要注意引导学生观察物体发声时物体所具有的共同特征——__振动__.
2．某些物体发声时振动不易观察，要帮助学生运用__转换法__设计实验观察到微小的振动．
【跟进训练】
1．如图所示的四幅图中，不能产生声音的是( C )
2．如图所示，在演示声音是由物体振动引起的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，小球被多次弹开．在此实验中小球的作用是( C )
A．使音叉振动时间延长
B．使音叉振动尽快停下来
C．把音叉的微小振动放大，便于观察
D．使声波多次反射形成回声
知识点二 声音是怎样传播的
【自主学习】
阅读课本P25，完成以下问题：
1．音叉振动时，邻近的空气随音叉振动，形成了一系列疏密相间的波动向四周传播，这就是__声波__.声音在介质中以__声波__的形式向远处传播．例如：音叉振动时，当叉股向左运动时，压缩了左侧的空气，这部分空气变密，而右侧的空气稀疏了；当叉股向右运动时，右侧的空气变密，而左侧的空气稀疏了……随着音叉的不断振动，空气中就形成了疏密相间的波动，向远处传播．
2．声音在传播的过程中，如遇到障碍物就会被__反射__回来，反射回来的声音叫做__回声__.
3．当障碍物离人较远时，发出的声音经过较长的时间( 大于0.1 s )可以听到回声．
【合作探究】
演示六 把声音显示出来
将声音信号通过话筒，转换成电信号，再通过计算机或一种叫示波器的仪器，就能在显示屏上显示出声音的波形．如下图甲所示是音叉振动时，示波器显示的声波波形，图乙是同学唱歌时，示波器显示的声波波形，请比较．
甲 音叉振动时，示波器显示的声波波形
乙 唱歌时，示波器显示的声波波形
1．这两种波形是否相同？
答：这两种波形不相同．
2．此现象能够说明什么？
答：说明不同物体发出的声音的波形不同．
知识点三 声音的传播需要介质
【自主学习】
阅读课本P26－27，完成以下问题：
1．能够传播声音的物质叫__介质__.
2．__真空__不能传声．
【合作探究】
演示七 真空能否传声
如图所示，把正在发声的电铃放在玻璃罩内，电铃和罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料．逐渐抽出罩内的空气，观察并回答下列问题．
1．你听到的电铃声音会有什么变化？
答：抽出部分空气后，听到电铃的声音明显变小．
2．当全部抽出空气后，听到的电铃声音有什么变化？
答：当空气全部抽出后，听不到电铃的声音．
3．再让空气逐渐进入罩内，电铃声音又怎样变化？
答：当空气逐渐进入罩内，听到电铃声逐渐变大．
4．由以上现象能够得到什么结论？
答：声音传播需要介质(空气)．声音不能在真空中传播．
演示八 声音在液体中的传播
如图所示，将发声的物体(如音乐卡、手机、闹铃等)放在密封的塑料袋中，将塑料袋浸没在水里后，观察并回答下列问题．
1．将塑料袋浸没在水里后，能否听到发声体发出的声音？
答：仍能听到发声体发出的声音．
2．此实验说明了什么？
答：说明液体能够传声．
演示九 声音在固体中的传播
两个学生合作，同学甲在长条桌的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写“一”，同时同学乙在桌子的另一端把耳朵贴在桌面上听．
1．同学乙能够听到什么？
答：能够听到同学甲写字的声音．
2．由以上活动能够得到什么结论？
答：固体可以传声．
演示十 声音在气体中的传播
我们可以听到身边同学的讲话，可以听到美妙动听的音乐，打雷时我们和雷电没有接触，但我们却能听到隆隆的雷声．说明了什么？
答：说明了空气可以传声．
演示十一 声音在固、液、气中的传播
既然固体、液体、气体都能传声，游击队员为了听远处的火车声，将耳朵贴在铁轨上，如图所示，观察并回答、分析以下问题．
1．将耳朵贴在铁轨上听火车声音，利用了什么原理？
答：利用了固体、气体可以传声．
2．总共可以听到几次声音？最先听到哪种物质传来的声音？
答：可以听到两次声音；最先听到铁轨(固体)传来的声音．
3．由以上现象推理，声音在固体、液体、气体中传播的速度是否一样快？
答：不是一样快．
【教师点拨】
1．在进行真空铃实验进行探究声音传播条件的时候，要帮助学生理解__理想化推理实验方法__的运用．
2．声音可以__在固体、气体、液体中__传播，且在固体中的传播速度大于在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度．
【跟进训练】
婴儿从呱呱坠地的那时起，就无时无刻不与声打交道．下列关于声的说法，错误的是( C )
A．我们能听到远处的雷声，说明空气可以传声
B．人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼，说明水能传声
C．将耳朵贴在长钢管的一端，让他人在另一端敲击一下，你会听到1次敲击声
D．宇航员在太空中不能直接对话，说明真空不能传声
知识点四 声音传播有多快
【自主学习】
阅读课本P27－28，完成以下问题：
1．声传播的快慢用__声速__描述．
2．我们把声音传播的距离和传播所用时间之比叫做__声速．__
3．15 ℃时空气中的声速是 340 m/s .
【合作探究】
演示十二 声速
分析下列小资料，回答以下问题.
一些介质中的声速v/(m·s－1)
空气(0 ℃)
331
海水(25 ℃)
1 531
空气(15 ℃)
340
冰
3 230
空气(25 ℃)
346
铜(棒)
3 750
软木
500
大理石
3 810
煤油(25 ℃)
1 324
铝(棒)
5 000
水(常温)
1 500
铁(棒)
5 200
1.声速的大小与哪些因素有关？
答：声速的大小与介质的种类、介质的温度有关．
2．声音在固、液、气中的传播速度大小是怎样的？
答：固体中的传播速度大于液体中的速度大于气体中的速度．
【教师点拨】
1．在同一介质中，声速还跟温度有关，温度__越高__，声速__越大__.
2．声音在不同介质中的传播速度不同．正常情况下，__固体中传声速度快于液体，液体中的传声速度快于气体__.
知识点五 人怎样听见声音
【自主学习】
阅读课本P28，完成以下问题：
外界传来的声音引起__鼓膜__的振动，这种振动产生的信号经过听小骨及其他组织传给__耳蜗__，再通过听觉神经把信息传给__大脑__，这样就产生了听觉．
【合作探究】
演示十三 人耳听到声音的过程
如图所示是人耳听声音的示意图．
1．在以上过程中，任何部分发生障碍(例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏)，会怎样？
答：人都会失去听觉．
2．如果传导阻碍，而又能想办法通过其他途径将振动产生的信号传递给听觉神经，人也能感知声音．例如：声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉．这种传导方式是什么方式？
答：是骨传导方式．
1．声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声停止．
2．物理学中把能传播声音的物质叫介质．
声音传播需要物质，声音不能在真空中传播，传播声音的物质可以是固体、液体、气体．
3．声音是以声波的形式向外传播的．
4．声音传播的距离和传播所用时间之比叫做声速，声速的大小跟介质的种类和温度有关．
5．人耳听声音的过程：
(1)空气传导：
声波→外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听神经→大脑
(2)骨传导
发声体振动→头骨、颌骨振动→听神经→大脑
完成本课对应训练．
第2节我们怎样区分声音
【知识与技能】
1．乐音和噪声．
2．知道声音的高低叫音调；知道决定音调高低的因素．
3．了解不同音调的声音在波形上的差异．
4．了解影响弦乐器音调高低的因素．
【过程与方法】
通过做“音调与频率有关”的实验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法．
【情感、态度与价值观】
体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活．
【重点】
探究影响声音高低的因素．
【难点】
建立音调的初步概念．
知识点一 乐音和噪声
【自主学习】
阅读课本P30，完成以下问题：
1．我们周围的声音千差万别，有的使人愉悦，有的令人厌烦，前者叫做__乐音__，后者叫做__噪声__.
2．列举生活中的乐音和噪声：演奏家弹出的优雅的钢琴声是乐音；工地上建筑工人施工的声音属于噪声．
知识点二 声音的高低——音调
【自主学习】
阅读课本P31，完成以下问题：
1．物理学中用__每秒内振动的次数__——频率来描述物体振动的快慢．频率的单位是__赫兹__，简称___赫___，符号为 Hz .
2．振动的频率决定声音的__高低__，振动频率越高，声音音调越___高___，振动频率越低，声音音调越___低___.
【合作探究】
演示一 音调与振动快慢的关系
实验一：如图所示，把一根塑料尺按在桌面上，露出桌面一定的距离，用力拨动塑料尺，观察塑料尺振动的快慢，听发出的声音；缩短塑料尺露出桌面的长度，再以大致相同的力拨动塑料尺，仔细观察塑料尺的振动快慢，听发出的声音．并回答以下问题．
1．观察上图可知，塑料尺露出桌面的长度越长，振动越快？还是露出桌面的长度越短，振动越快？
答：露出桌面的长度越短，振动越快．
2．这个实验表明，声音的高低跟物体振动的快慢存在怎样的关系？
答：振动得越快，音调越高．
实验二：在水平桌面上放一铁制容器，不断往铁制容器中倒水，同时用同样的力敲击铁制容器发声，倾听声音的变化．
1．随着容器内水量的增多，听到的声音有没有变化？
答：有变化．
2．容器中水越多，水振动的快慢如何？
答：水越多，水振动得越慢．
3．听到的声音和物体的振动快慢有什么关系？
答：水振动得越慢，听到的声音的音调越低．
【教师点拨】
1．与音调有关的因素是——频率，频率__越高__，音调__越高__；频率__越低__，音调__越低__.
2．在学习音调的时候，首先应通过一些事例来帮助学生明白物理学中声音的高低(即音调高低)的含义．如对蚊子的声音与牛的声音进行对比，蚊子声音要高些，但小些，牛的声音要低些，但大些．这样可以让学生认识到物理学中声音的“高低、大小”与生活中常讲声音的“高低、大小”是有不同的．
3．在探究是什么因素影响声音音调高低问题的时候，应注意保持振动的幅度不变(即每一次用力大小不变)，只改变振动的快慢，以避免声音响度不同对要探究的问题造成干扰．
【跟进训练】
1．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音．逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变___低___.
2．丽娜同学在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时猜测：即使在弦松紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关．于是丽娜找来了各种不同的琴弦，想通过实验进行探究．琴弦的编号及情况如下表所示.
控制条件
编号
琴弦的
材料
琴弦的
长度(cm)
琴弦的横截
面积(mm2)
A
钢
30
0.3
B
钢
30
0.6
C
尼龙丝
40
0.5
D
铜
50
0.5
E
尼龙丝
50
0.5
(1)丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的材料的关系，请你帮她选用表中编号为( A )的琴弦
A．D和E B．C和B
C．C和D D．A和D
(2)丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，请你帮她选用表中编号为( D )的琴弦
A．C和E B．B和D
C．A和C D．A和B
(3)探究过程通常采用下列一些步骤：
①实验研究；②分析归纳；③提出问题(或猜想)；④得出结论．你认为丽娜要完成本探究实验的过程，采用的合理顺序应该是( B )
A．③②①④ B．③①②④
知识点三 用波形比较频率
【自主学习】
阅读课本P31－32，完成以下问题：
1．在相同的时间内，甲振动次数少，频率__低__，音调__低__；乙振动次数多，频率__高__，音调__高__.
2．人的发声频率范围大约是 85 Hz－1 100 Hz .通常，儿童说话的音调比成年人__高__，女孩的音调比男孩__高__.
【合作探究】
演示二 探究影响弦乐器音调的因素
准备两根粗细不同的琴弦(或尼龙丝、细钢丝)．如图所示，将弦的一端绕结在桌子的腿上，另一端绕过桌边的小滑轮，挂上几个钩码，使琴弦在桌面上拉紧．再用A、B两个三角形柱状小木块将弦支起，用三角尺弹拨弦的中部，就可看见弦的振动，并听见它发出的声音．
研究弦的振动发声
1．在弦的粗细、松紧相同，改变弦的长度，弦发出声音的音调有什么变化？
答：弦越长，音调越低．
2．在弦长、弦的粗细相同，改变弦的松紧，弦发出声音的音调有什么变化？
答：弦越紧，音调越高．
3．在弦长、弦的松紧相同，改变弦的粗细，弦发出声音的音调有什么变化？
答：弦越细，音调越高．
了解：人和一些动物的发声频率范围和听觉频率范围
(1)发声频率范围：人：85 Hz～1 100 Hz；猫：760 Hz～1 500 Hz.
(2)听觉频率范围：人：20 Hz～20 000 Hz；狗：15 Hz～50 000 Hz.
【教师点拨】
1．音调的高低决定于发声体振动的__频率__，在相同时间内，物体振动次数__多__，频率__高__，发出的声音的音调就__高__，相反，发出声音的音调就低．
相同时间内，振动次数多，频率高，音调高
2．从波形图上看，在相同时间内，波形越__紧密__，其频率__越大__；波形越__稀疏__，其频率__越小__.
【跟进训练】
如图所示，为相同时间内的两波形图，对比可知，图__a__应为男中音歌唱家的声音波形图，另一幅为女高音歌唱家的声音波形图．你判断的理由是__a图振动频率低，音调低．__
(a)
(b)
1．声源振动次数和所用时间之比称为频率，表示物体的振动快慢．
2．音调的高低由声源振动的频率决定，声源振动的频率越高，音调越高；声源振动的频率越低，音调越低．
完成本课对应训练．
第3节我们怎样区分声音(续)
【知识与技能】
1．知道什么是响度、音色．
2．知道响度与振幅、距离的关系，了解声音的单位——分贝．
3．了解不同响度和不同音色的声音在波形上的差异．
【过程与方法】
1．通过做“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．
2．通过对三种波形图的对比分析，进一步了解和学习物理学研究问题的方法．
【情感、态度与价值观】
体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活．
【重点】
响度和音色是乐音的基本特征．
【难点】
响度与音调的区别以及怎样用波形区分声音的特征．
知识点一 声音的强弱—响度
【自主学习】
阅读课本P34－35，完成以下问题：
1．物理学中，声音的强弱叫做__响度__.
2．物理学中用振幅来描述__物体振动的幅度__.
3．物体的振幅越大，产生声音的__响度__越大．
4．人听到声音是否响亮，除跟发声体发声时的响度有关外，还跟__人距离发声体的远近__有关．
【合作探究】
演示一 探究决定声音响度的因素
实验一：如图所示，在鼓面上撒些小纸屑，先轻轻地敲鼓，观察小纸屑的跳动幅度；然后用力敲鼓，再观察小纸屑的跳动幅度．纸屑的跳动幅度直接反映了鼓面的振动幅度．
1．当轻轻敲鼓时，小纸屑的跳动幅度大还是小？听到鼓的响度大还是小？
答：跳动幅度小；听到鼓的响度小．
2．当用力敲鼓时，小纸屑的跳动幅度大还是小？听到鼓的响度大还是小？
答：跳动幅度大；听到鼓的响度大．
3．由以上可知，鼓的响度与鼓的振动幅度有什么关系？
答：鼓的振动幅度越大，鼓的响度越大；鼓的振动幅度越小，鼓的响度越小．
实验二：取一把弦乐器，如图所示，用大小不同的力弹拨琴弦，听一听，看一看，并想一想．
二胡与琵琶
1．听一听，哪种情况响度大？
答：弦的振动幅度大的时候响度大．
2．看一看，什么时候弦的振动幅度大？
答：用力越大弹拨琴弦，振幅越大．
3．这两者之间有怎样的关系？
答：用力越大，振幅越大；振幅越大，响度越大．
【教师点拨】
物理学中，用振幅来描述物体振动的幅度．声源的振幅越大，产生声音的响度也__越大__；声源的振幅越小，产生声音的响度也__越小__.
【跟进训练】
牛的叫声与蚊子的叫声相比较，下列结论正确的是( D )
A．牛叫的声音音调高，响度大
B．牛叫的声音音调低，响度小
C．牛叫的声音音调高，响度小
D．牛叫的声音音调低，响度大
知识点二 用波形比较振幅
【自主学习】
阅读课本P35－36，完成以下问题：
1．音叉的振动幅度小，它产生的声波经示波器显示出来的振幅就__小__，响度也较__小__；音叉的振动幅度大，它产生的声波经示波器显示出来的振幅就__大__，响度也较__大__.
2．在声学上，人们通常用分贝作为单位来计量声音的强弱，分贝的符号是 dB .
3．人耳能听见的最弱声音的强度为 0 dB ，这是听觉的__下限；__ 10 dB 相当于微风吹拂树叶的沙沙声 .
【合作探究】
演示二 声波的振幅
实验一：如图所示是甲、乙两个音叉振动产生的声音经示波器显示出来的波形图．
1．哪个图的振幅大？
答：乙音叉对应的图的振幅大．
2．哪个图的响度大？
答：乙音叉的响度大．
实验二：让你的同桌站在操场中央，大声的说话，你从距离他较远的地方向他走去．
1．在此过程中，听到的声音(响度)有什么变化？
答：听到的声音响度变大．
2．说明响度大小与什么因素有关？
答：与到声源的距离有关．
【教师点拨】
响度还跟距离声源的远近有关，离声源越__远__，声音越__分散__，声音的响度也__越小__.
知识点三 声音的品质——音色
【自主学习】
阅读课本P36－37，完成以下问题：
不同发声体的材料、结构不同，发出声音的__音色__就不同．
【合作探究】
演示三 音色
实验一：让一个同学用手帕蒙住眼睛，找几个同学喊蒙住眼睛的同学的名字，让他“听音辨人”，每个同学蒙眼一次，看谁辨得又快又准．
1．听音辨人的依据是什么？
答：因为不同的人音色不同．
2．产生上述现象的原因是什么？
答：是因为发声体不同．
实验二：拿一根筷子轻轻地敲击一个结构完整的瓷碗，仔细听听它发出的声音；再拿这根筷子轻轻地敲击同样的但已经破了的瓷碗，仔细听听它发出的声音．可以发现它们发出声音的音色相同吗？
答：发出声音的音色不同．
【教师点拨】
1．音色是由__发声体本身__决定的，发声体有变化，音色也将变化．
2．同一人的音色随着年龄增长以及饮食、起居、健康、训练等因素而变化．
【跟进训练】
有一种专门存放贵重物品的“银行”，当人们存放了自己的贵重物品后，要用仪器记录下自己的“手纹”“眼纹”“声纹”等，以便今后用这些细节独有的特征才能亲自取走物品，防止被别人取走．这里的“声纹”记录的是人说话的( C )
A．音调 B．响度
C．音色 D．三者都有
知识拓展 音调、响度、音色声波分析
如下图所示是音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图，用计算机播放这几个声音片段(在相同的时间内)，边听边比较它们的波形有何异同．
甲 乙 丙
1．观察上图中的波形，不同乐器发出的声音波形相同吗？
答：不同．
2．观察上面的波形图会得到什么结论？
答：音调相同的不同乐器发出波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同，但音色不同；声音振动的幅度不同，即响度不同．
【教师点拨】
1．发声体不同，所产生的声音音调、响度可能相同，但音色一般不同．可以通过__音色__的不同来区分不同的乐器、不同的人．
2．音色不同的波主要区别在__形状__上；音调由频率决定，它们在示波器上显示同一个时间段内，波的个数有多少之分，多的频率就高．音调就高，反之越低；响度由__振幅__决定，它们在示波器上显示的主要区别是波偏离平衡位置的高低不同，离平衡位置越远的波，响度越大．
【跟进训练】
物理上常通过声波的波形图来反映声波的特点．如图所示，根据甲、乙两个音叉振动时发出声音的波形图，下列判断正确的是( D )
A．甲音叉比乙音叉发声的音调低
B．甲音叉比乙音叉发声的响度大
C．甲、乙两音叉发声的频率相同
D．甲音叉比乙音叉振动得快
1．影响响度的因素：振幅的大小、距离发声体的远近和声音的传播方式有关．振幅越大，距离发声体越近，传播方向越集中，则声音的响度越大．
2．音色是指声音的品质，是由发声体本身的材料、结构决定．
3．音色是辨别不同发声体的依据．
4．不同发声体发出的声音的音色不同，但音调、响度可能相同．
完成本课对应训练．
第4节让声音为人类服务
【知识与技能】
1．了解声音的研究对音乐及建筑的影响．
2．了解超声和次声在生活和现代技术中的应用．
3．知道噪声的来源以及控制、减弱噪声的方法途径．
【过程与方法】
1．通过观察、参观或者录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识．
2．结合实际生活探究噪声的危害和控制．
【情感、态度与价值观】
1．通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱．
2．通过本课学习，同学们在今后的生活中，应做到不影响他人学习、工作和休息，要养成良好的行为习惯．
【重点】
音乐、建筑与声音；控制和减少恼人的噪声．
【难点】
超声和次声在生活和现代技术中的应用；利用波形图区分乐音与噪声．
知识点一 声音与音乐
【自主学习】
阅读课本P39，完成以下问题：
音乐是流动的艺术，音乐家运用不同的__音调、响度__，配上伴音、和声等，组成不同的旋律，或高亢雄壮，或低沉抒情；或轻快流畅，升华人的情感，能淋漓尽致地把人的内心世界表达出来．
知识点一 声音与建筑
【自主学习】
阅读课本P40－41，完成以下问题：
1．我国不少古建筑，巧妙地应用了声学知识，充分展示了建造者的智慧，其中最著名的如北京天坛的“回音壁”和“三音石”，它们都是利用了__声音的反射__原理．
2．回声的概念：声波在传播过程中遇到障碍物会__反射__回来的现象．
3．当障碍物离人较远时，发出的声音经过较长的时间( 大于0.1 s )可以听到回声．
【合作探究】
演示一 回声
如图所示，如果对着山崖大喊一声，观察并分析以下问题．
1．会发生什么现象？
答：会听到回声．
2．这种现象产生的原因是什么？
答：声音的反射．
3．听到回声的条件？
答：回声到达人耳比原声晚0.1 s以上．
【教师点拨】
1．声速与温度的关系：声音的传播速度随__温度的升高而变大__.
2．回声的利用：(1)利用回声测量__发声体与障碍物间的距离__，如：测量海洋的深度．
(2)利用声音的反射__增强原声__.
【跟进训练】
某人对着山崖大喊一声，过了3 s听到回声，设声音在空气中传播的速度是340 m/s，则人距山崖的距离为 510 m .这种方法__不能__(选填“能”或“不能”)用来测量地月之间的距离．
知识拓展 双耳效应
由于同一个声音传到人双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别，因此人们就可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”，如图a所示．播放立体声音乐时，通过放在不同位置的几个音箱，能使人感觉到“立体声”效果，如图b所示．
a b
双耳效应
知识点二 听不见的声音
【自主学习】
阅读课本P41－42，完成以下问题：
1．人耳能听到的声音频率范围是 20 Hz－20 000 Hz.
2．超声波的频率范围是 20 Hz－ 20 000Hz ，人耳是__不能__听到超声波．
3．次声波的频率为 低于20 Hz ，由于次声的频率很低，因此显示出它种种的特性．最显著的特性是在传播时能量损失__小__，能传播的__距离远__，而且不易被__吸收_．__
4．超声波的频率很大，它的传播携带能量．利用超声波的这些特性，可以为人类服务，比如：利用__超声测速、测距、清洁、焊接__等．
5．有些自然灾害，如：__火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等__，在发生前会发出次声波，利用次生检测仪检测，就可以预报灾害，从而减少损失．
【合作探究】
演示二 超声测距
如图所示是声呐测距的示意图．
1．声呐能测距的原理是什么？
答：声呐发出的超声波遇到障碍物反射．
2．声呐测量海底的深度，需要知道什么？然后利用什么公式进行计算？
答：需要知道从发射到接收到超声波所需的时间t；利用公式s＝ 计算，其中v为声音在介质中的传播速度．
例题 一艘捕鱼船在海上利用声呐装置探测鱼群，当向鱼群发出超声波后6 s收到返回的超声波，求鱼群当时离渔船有多远？(若超声波在海水中的速度是1 500 m/s)
解：超声波从鱼群到渔船的时间：
t＝ t＝×6 s＝3 s，
由v＝，得鱼群当时离渔船
s＝vt＝1 500 m/s×3 s＝4 500 m.
【教师点拨】
1．超声波与次声波的应用
特点
应用或危害
超声波
方向性好，传播距离远
声呐、倒车雷达(传递信息)
穿透能力强
B超、金属探伤仪(传递信息)
振动强烈
清洗物体、碎石(传递能量)
次声波
传播距离远、损失很小
监测地震、海啸、核爆炸(传递信息)
具有极强的穿透能力
穿透人和动物，引起其些内脏“共振”，使其受到伤害(传递能量)
能量很大
具有极大的破坏力(传递能量)
2．声波不仅可以__传递信息而且可以传递能量__.
【跟进训练】
1．关于用超声波牙刷刷牙，可刷到牙刷棕毛刷不到的地方，下列说法正确的是( B )
A．超声波不能在空气中传播
B．超声波能传递能量
C．超声波的音调很低，所以人听不到
D．超声波不是由物体振动产生的
2．强地震产生的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、神经错乱、甚至五脏破裂．与人耳能听到的声音相比，次声波具有较小的( D )
A．传播速度 B．传递能量
C．振动幅度 D．振动频率
知识点三 控制和减少恼人的噪声
1．噪声及其来源
【自主学习】
阅读课本P42，完成以下问题：
1．从物理学的角度看，噪声是指发声体做__无规则__振动时发出的声音．
2．从环境保护的角度看，凡是__影响人们工作、学习和休息__以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声．
3．乐音的波形__规则__，其声音使人觉得好听；噪声的波形__杂乱__，其声音会使人厌烦．
【合作探究】
演示三 噪声与波形图
如图所示是乐音和噪声的波形图，分析两种波形有何不同．
甲 乙
1．分析两种波形有何不同？
答：图甲中的波形没有规则，是杂乱无章的；图乙中的波形有一定规律．
2．从物理学角度看，两种波形哪一个属于噪声，哪一个属于乐音？
答：图甲中的波形属于噪声，图乙中的波形属于乐音．
3．从环境保护的角度哪些属于噪声？
答：从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、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，都属于噪声．
4．我们身边的噪声主要来源有哪些？
答：(1)交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等．
(2)工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声．
(3)施工噪声：筑路、盖楼、打桩等．
(4)社会生活噪声：家庭噪声，娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声．
【教师点拨】
乐音和噪声都是由物体的__振动__产生，并没有严格的界限，有些声音从物理学角度讲属于乐音，但从环保角度讲却属于噪声，即在一定条件下，乐音可以转化为噪声，但是无论从哪个角度讲，__噪声永远都是噪声__.
【跟进训练】
根据下面图中声音的波形判断，属于噪声的是( C )
2．噪声的等级
【自主学习】
阅读课本P42－43，完成以下问题：
1．人刚刚能听到的最微弱的声音是__0分贝__；较为理想的安静环境是__30－40分贝__.如果突然暴露在__150分贝__的噪声中会出现鼓膜破裂出血，双耳完全失去听力．
2．为了保护听力，声音不能超过 90 dB ；为了保证工作和学习，声音不能超过 70 dB ；为了保证休息和睡眠，声音不能超过 50 dB .
【教师点拨】
噪声对人有危害，同时噪声也有可利用的一面．如利用噪声弹使敌人昏迷．
【跟进训练】
一般人的理想声音环境是( B )
A．喜欢在一个无声世界里
B．喜欢在30～40 dB的安静环境里
C．喜欢在80～90 dB的热闹环境里
D．就是100 dB以上的环境也不在乎
3．减弱噪声的途径
【自主学习】
阅读课本P43，完成以下问题：
控制噪声可以从下面三个方面入手，即：
(1)防止噪声的产生——__消声__.
(2)阻断噪声的传播——__吸声__.
(3)防止噪声进入耳朵——__隔声__.
【合作探究】
演示四 噪声的控制
实验一：噪声会严重影响人们的工作和生活，因此，控制噪声十分重要．把正在响铃的闹钟放入盒中，听听声音的变化．取出后，分别用报纸、海绵等不同材料包住它，再放入盒中，听声音的变化．
1．两次听到的声音有什么不同？
答：第一次听到的闹钟声音大些，当用材料包住它时，听到的声音小些．
2．当用不同的材料包住它时，听到的声音有变化吗？
答：有．
3．上述实验中采取什么措施减弱噪声？
答：在传播过程中减弱噪声．
4．在日常生活中，为了减弱噪声采取的施有哪些？
答：防止噪声产生(在声源处减弱)；阻断它的传播(在传播过程中减弱)；防止它进入人耳(在人耳处减弱)．
实验二：图中控制噪声的措施分别属于哪一类？
答：图甲是在声源处减弱噪声；图乙是在人耳处减弱噪声；图丙是在传播过程中减弱噪声．
【教师点拨】
1．减弱噪声的方法：在声源处减弱噪声；在人耳处减弱噪声；在传播过程中减弱噪声．__
2．在分析各种减弱噪声做法的事例时，一定要抓住到底是在什么地方减弱噪声，弄清“声源”“传播过程中”“人耳”这些关键词．这样才能分析好各种事例的本质．
1.
让声音为人类服务
2.
噪声的危害和控制
完成本课对应训练．
