沪科版八年级物理上学期 3.3 超声与次声 教案+当堂检测+备课资源

3.3 超声与次声
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道超声和次声.
2.知道超声的应用和次声的危害.
3.能搜集超声、次声的一些知识.
【重点难点】
重点:什么是超声和次声.
难点:超声和次声的应用和危害.
【新课导入】
为什么我们能凭听觉发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶?为什么我们有时能看到物体在振动而听不到正在振动的物体所发出的声音?研究发现,声波的频率范围是很宽的,由10-4 Hz到1012 Hz,正常人的听觉范围是20 Hz到200 00 Hz的声音,我们之所以凭听觉发现飞行的蜜蜂,是因为蜜蜂翅膀振动的频率在我们的听觉范围内,那么在我们的听觉范围之外,听不到的那些声音是什么呢?它们有什么特点和应用?
【课堂探究】
一、超声
阅读课本P47~48的内容,然后完成以下填空:
(1)正常人的耳朵只能听到　20 Hz　到　20 000 Hz　之间的声音,通常把　高于20 000 Hz　的声音称为超声,　低于20 Hz　的声音称为次声.?
(2)受蝙蝠利用超声导航的启示,人们制成了超声雷达,又叫　声呐　,利用它可以　探测海底的深度、海中的暗礁、鱼群和潜艇的位置等　.?
2.阅读下面的材料,分析归纳超声波的特点.
(1)超声测距(声呐):人们利用超声波定向性好,在水中传播距离远等特点制成声呐.声呐向海下射出一束超声波,超声波遇到海底(或鱼群、沉船等)被反射,依据回波,可以在船上探测出海洋的深度或鱼群、礁石、敌方潜艇的位置等(如图所示).
(2)医疗诊断:用超声诊断仪(如B超)可以用来检查、治疗人体疾病;外科医生可以利用超声振动除去人体内的结石.
(3)超声探伤:超声金属探伤仪能探测金属内部存在的缺陷.
(4)液体混合:化学工业上,能将一般情况下不能混合的液体(如油和水)混合在一起.
(5)杀菌消毒:用来对医疗器械和食物进行杀菌消毒等.
超声波的特点:(1)有很强的　穿透　能力;(2)有很强的“　破碎能力　”;(3)利用超声波对种子进行加工,可以提高种子的发芽率,缩短发芽时间.?
二、次声
1.阅读课本P48~49的内容,然后完成以下填空:
(1)哪些发声过程中会产生次声:　火山爆发、海啸、地震、风暴及核爆炸、导弹发射等过程　.?
(2)如何防止次声的危害:防止次声的产生和远离次声源.
归纳总结:①次声波的特点:频率低,传播远;能量很高的次声波具有极大的破坏力.
②次声波的危害:使机器设备破裂,飞机解体,建筑物遭到破坏;人的平衡器官的功能破坏,会产生恶心、晕眩等症状,严重的造成内脏出血破裂,危及生命.
(3)次声波的应用:①利用次声来预报风暴等自然灾害,还可以探测核爆炸、火箭发射等次声源的有关数据.②利用次声制造武器.
1.一只美丽的蝴蝶悄无声息地落在了写字桌上盛开的鲜花上,小明却一点也没有察觉,这是因为(　C　)
A.蝴蝶的翅膀没有振动
B.蝴蝶的翅膀不是发声体
C.蝴蝶翅膀振动的频率太低,发出的是次声波
D.蝴蝶翅膀振动幅度太小,发出的声音响度太小的缘故
2.下列仪器或设备工作时,利用声来传递能量的是(　B　)
A.声呐探测鱼群
B.超声波加湿器把自来水打碎成雾状
C.彩超检查胎儿的发育情况
D.超声波探伤仪检查金属内部结构
3.某品牌超声波清洁器在清洗眼镜时先向水槽加水使眼镜完全浸没水中,通电清洁器开始工作.此清洁器工作时人站在旁边能听到“嗞嗞”的声音.下列说法正确的是(　D　)
A.超声波的音调比人能听到的声音的音调低
B.超声波传播不需要介质
C.人听到的“嗞嗞”声是超声波
D.超声波能用来清洗物体说明超声波能传递能量
4.可闻声、超声和次声在空气中的速度相比,下列正确的是(　C　)
A.v超声>v可闻声>v次声
B.v次声>v可闻声>v超声
C.v超声=v可闻声=v次声
D.v超声≠v可闻声≠v次声
5.地震是一种常见的自然灾害,地震时产生的　次声波　(选填“超声波”或“次声波”)对建筑物、人的平衡器官功能的破坏性很大,使人产生恶心、晕眩等症状,严重的会造成内脏出血破裂,危及生命.由于它的破坏性大,并且它的频率低于　20　Hz,人耳却无法直接听到,所以要尽量远离地震源.?
6.如图为国道某直线路段的一处测速仪,测速仪内有能发射和接收超声波的传感器.在汽车以某一速度远离测速仪64 m时,测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4 s,已知此路段限速为80 km/h,超声波的速度为340 m/s,试计算并说明汽车在此路段是否超速?
答案:汽车行驶的速度为72 km/h,汽车在此路段不超速
1.能预知海上风暴的海蜇
宋朝有一位名叫沈与求的诗人,在一首描述海蜇的诗中写到:“出没吵嘴如浮罂,复如缁笠绝两缨;混沌七窍俱未形,块然背负群虾行.”
海蜇,就是书上说的水母,是一种古老的海洋腔肠动物,早在5亿多年以前,它就飘浮在寒武纪时代的海洋里.海蜇有一种高超的本领,这就是它那非常灵敏的“听觉”.原来在海蜇的8个触手上,生有许多小球,小球腔内生有砂粒般的“听石”.这小小的“听石”刺激球壁的神经感受器,就构成了海蜇的听觉.这种奇特的听觉,能听到人耳听不到的8~13赫兹的次声波.就是靠着这种本领,海蜇居然可以提前十几个小时预知海上风暴的到来!
海蜇这种神奇的听觉在科学上很有价值.自从仿生学作为一门独立的学科诞生以来,科学家们对海蜇的听觉器官进行了深入的研究.现在已经有人设计了模拟海蜇听觉器官的仪器,用来预测风暴,可以提前15个小时作出风暴的预测.在多地震的日本,人们把小白鱼养在鱼缸里,每当小白鱼在鱼缸中上下不停地翻腾时,便知有地震发生.原来,地震和风暴一样是自然界中巨大的次声波源.剧烈的地震发生的次声波,通过空气和地壳表面能够传播到地球上任何地方,当强烈的次声波刺激小白鱼的时候,它便不安地翻腾,成了活的地震仪.
2.超声波是一种频率高于20 000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等.在医学、军事、工业、农业上有很多的应用.超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名.
理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理.如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效.利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的.超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒.