物理八年级上册3.2乐音的三个特征-解密声音的响度与音色-导学案-教科版

初中物理 解密声音的响度与音色
一、学习目标
1. 知道响度是由振幅决定的；
2. 知道音色可以辨别发声体。
二、重难点提示
能够辨析生活中与物理学中描述响度与音调的词汇的不同。
考点精讲：
1. 响度
（1）意义：表示声音的大小（强弱）。
【说明】响度用大小来表示。声音宏亮、高声大叫响度大，低声细语、轻声耳语响度小。生活中的音量指的就是声音的响度，如调小电视机的音量就是要减小电视机发声的响度。语文中表示响度的词语有：震耳欲聋、窃窃私语、引吭高歌、低声细语、惊天动地、响彻云霄等。
（2）影响因素：振幅和距离发声体的远近。
【说明】发声体的振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。一般来说，使物体发声时的力越大，振幅就越大，响度就越大。响度的大小还跟距离发声体的远近有关，距离发声体越远，响度越小；距离发声体越近，响度越大。减小声音的分散可以增大听到的声音的响度，用喇叭可以减小声音的分散，医用听诊器也是利用这个原理制成的。在探究影响响度大小的因素时，要用控制变量法进行探究。
（3）响度与波形图。
【说明】发声体的振幅越大，波形上下跨度就越大，响度就越大；振幅越小，波形上下跨度就越小，响度就越小。
2. 音色
（1）意义：表示声音的品质。
【说明】音色又叫音品，表示声音的品质，悦耳动听的好声音音色好，沙哑难听的声音音色差。语文中表示音色好的词语有：悦耳动听、天籁之音等。
（2）影响因素：发声体的材料、结构。
【说明】不同的发声体，其材料、结构不同，发出声音的音色就不同。我们能分辨是哪一个人在讲话，哪一种乐器在弹奏都是根据其发出声音的音色来判断的。
（3）音色与波形图。
【说明】不同乐器发出声音的音调和响度可以相同（图中甲、乙、丙波形图的疏密一样，频率相同，音调相同；波形上下跨度一样，振幅相同，响度相同），但由于组成它们的材料和结构不同，发出声音的音色不同。波形图越简单，音色越单纯，缺少品味（如图甲）；波形图越有规律地叠加，波形越多，音色越浓厚，越有品味（如图乙）。
例题1 为了探究声音的响度与发声体振幅的关系，小明将钢尺的一端压在桌面上，保持钢尺伸出桌边的长度一定，分别用大小不同的力上下拨动钢尺的另一端。发现钢尺被压得越弯，上下振动的幅度越大，桌面被拍打得越响。根据这些实验证据他得出了：振幅越大，响度越大的结论。
你认为他收集证据时的错误之处是 。
思路分析：本题通过上下拨动钢尺让钢尺发声，来研究声音的响度与发声体振幅的关系，因此看尺子振动时，应该听尺子发出的声音，不应该听桌面发出的声音。
答案：看尺子振动时，应该听尺子发出的声音，不应该听桌面发出的声音；或没有在同一研究对象上收集信息。
例题2 钢琴和小提琴分别有“乐器之王”和“乐器皇后”的美称，当它们合奏同一乐曲时，我们仍能分辨出它们的声音，这主要是因为它们发出的声音有不同的（ ）
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 频率
思路分析：不同的乐器可能发出同样响度的声音，也可能发出相同的音调，但它们声音的音色不同。
答案：C
【高频疑点】
辨析音调与响度
响度和音调是声音的两个不同特征：音调高的声音，响度不一定大；响度大的声音，音调也不一定高。在物理术语中音调论“高、低”，响度论“大、小”，但在生活语言中常把音调的高低与响度的大小等同起来。我们要根据表达的意义加以区分，例如我们说某演员唱的是花腔女高音，这里的“高音”指的就是音调高，说明这位演员的发声频率高。再如，有人说“那么高的音我唱不上去”或“那么低的音我唱不出来”，这里的“高”“低”是指音调；而“放声高歌”、“低声细语”里的“高”“低”指的是响度。
【易错警示】
（1）响度的大小通常用“分贝”表示，符号dB。分贝数越大，说明声音越强。由于“响度”是指“人耳感觉到”的声音的强弱，所以0dB不是指没有声音。
（2）音调与响度是两个易混淆的概念，考查出现的频率较高，要根据实际情况分析。
例题 男低音歌手独唱时，由女高音歌手轻声伴唱，下面对两人声音的描述正确的是（ ）
A. “男声”音调低、响度小；“女声”音调高、响度大
B. “男声”音调高、响度大；“女声”音调低、响度小
C. “男声”音调高、响度小；“女声”音调低、响度大
D. “男声”音调低、响度大；“女声”音调高、响度小
错解：A、B、C
正解：D中男低音、女高音中的“高”“低”指的是频率，轻声伴唱中的“轻”是相对男歌手来说的，指的是响度。
错因分析：把音调与响度混为一谈，认为音调高的响度一定大；或响度大的音调一定高。实际上，音调与响度反映了声音的两个完全不同的特征，它们彼此独立，互不关联，就是说，音调高的声音响度不一定大，响度大的声音音调也不一定高。音调的高低取决于频率，响度的大小主要取决于振幅。
同步练习：
（答题时间：10分钟）
1. 如图所示，用薄木片从木梳的梳齿上以相同速度不等的力滑过，可以用来研究声音的（　　）
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 以上都可以
2. 如图所示的编钟是我国出土的春秋战国时代的乐器。下列关于编钟的说法中，正确的是（　　）
A. 它发出的悦耳声能在真空中传播
B. 它发声的音色与其它他器的音色是一样的
C. 它发出的悦耳声是它的振动产生的
D. 敲击大小不同的钟，能发出相同的音调
3. 从物理学的角度对以下成语进行解释，正确的是（　　）
A. 震耳欲聋——声音的响度很大
B. 隔墙有耳——声音的传播可以不需要介质
C. 掩耳盗铃——固体可以传声
D. 耳熟能详——声音的传播速度很大
4. 如图所示，是声音输入到示波器上时显示的波形。其中声音音调相同的是________图和________图；响度相同的是________图和________图。
5. 日常生活中，我们常说声音“震耳欲聋”，这是指它的________很大；我们能够辨别不同乐器发出的声音，是由于它们的________不同。
6. 如图是探究声现象时常用的装置。
请回答：
（1）图中的实验现象，说明声音是由于音叉的________产生的；
（2）塑料小球将音叉的振动转化成了塑料小球的振动，其作用是为了________；
（3）加大力度敲击音叉，塑料小球振动的振幅越大，________越大。（选填“频率”、“响度”）
7. 最近，小华发现和爷爷讲话要比以前更大声了，他想比较一下自己与爷爷的听觉差异。现在声源有音叉、收音机、机械闹钟，你认为最适合作声源的是________，理由是：________________。
小华为此设计了以下两种实验方案，你认为最佳的方案是：________。
方案A：实验者站在距声源一定距离处，比较所听到的声音响度。
方案B：实验者一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距声源的距离。
8. 小丽和小芳用细棉线连接了两个纸杯，制成了一个“土电话”。
（1）她们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明________________。
（2）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，她们改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些。这一实验表明：________________。
（3）如果用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于________________。
9. 抗日战争时期，由于我军装备落后，为了扩大声势，往往在发起进攻时，把鞭炮放在铁桶中燃放，这样做有什么效果？
答案：
1. B 解析：声音的特征有音调、响度、音色；音调与振动的快慢（频率）有关，此题在实验时，薄木片从木梳的梳齿上以相同速度滑过，薄木片的振动快慢不变，即音调不变；用大小不等的力，则改变了薄木片的振动幅度（振幅），振幅影响声音的响度；故本实验是研究声音的响度。故A、C、D错误，B正确。
2. C 解析：A. 声音传播时必须依靠介质，真空不能传声；所以它发出的悦耳声，在真空中不能传播，故A错误。B. 音色反映了声音的品质与特色，编钟和其他乐器是不同的物体，所以音色是不一样的，故B错误。C. 它发出的悦耳声是编钟在敲打后，由于它的振动而产生的，故C正确。D. 敲击大小不同的钟，能发出高低不同的声音，即音调不同，故D错误。
3. A 解析：A. 震耳欲聋指的是声音太大了，将要把耳朵震聋了，说明声音的响度很大，所以A是正确的；B. 隔墙有耳指的是隔着墙可以听到声音，说明声音可以在固体中传播，所以B是错误的；C. 掩耳盗铃指的是捂住耳朵去偷铃铛，自己听不到，但别人可以听到，不能说明固体可以传声，所以C是错误的；D. 耳熟能详指的是，我们可以通过声音就可以知道是谁，靠的是不同人发出声音的音色不同，所以D是错误的。
4. 甲、乙；乙、丙 解析：由图可知，甲、乙两个波形的疏密程度相同，说明它们的振动频率相同，故音调相同；乙、丙两个波形的高度相同，说明它们的振幅相同，故响度相同。
5. 响度，音色 解析：“震耳欲聋”是指声音的响度很大，快要把人的耳朵震聋了，而不是音调高。由于不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。我们根据不同的音色，就能区分是什么乐器发出的声音，或是其他什么声源发出的声音。
6. （1）振动；（2）便于观察；（3）响度 解析：①声音是由物体振动产生的，音叉发出声音，且小球被弹开，说明声音是由音叉的振动产生的。②塑料小球将音叉的振动，转化成了塑料小球的振动，这是物理学中常用的转换法，其作用是为了便于观察。③声音的响度和振动的幅度有关，故加大力度敲击音叉，塑料小球振动的振幅增大，故响度变大。
7. （1）机械闹钟；闹钟声音响度不变；（2）方案B 解析：（1）比较小华与爷爷的听觉差异，就应选择相同的声源，且声源的响度不能发生变化；否则，影响实验的效果；故在音叉、收音机、机械闹钟中，机械闹钟的响度，不会发生变化；故选机械闹钟做实验。（2）方案A中，实验者站在距声源一定距离处，比较所听到的声音响度；不易操作，且实验者在表达所听声音的响度时，很难具体化；而方案B中，实验者一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距声源的距离；将听觉能力转化为距离，很具体、易操作，距离越远，则说明听觉越好。
8. （1）固体（细棉线）可以传声；（2）细金属丝比细棉线传声效果好；（3）振动停止，发声停止
解析：（1）细棉线是固体，能实现通话，说明固体也是传声的一种介质；（2）因为相距同样远，且说话的响度也相同，但改用金属丝连接土电话，听到的声音大，原因是金属丝的传声性能比棉线的好；（3）说话声引起棉线振动，棉线把这种振动由近及远地传到远方，如果用手捏住棉线的某一部分，声音在传播过程中被阻断，则振动就会停止，也就听不到声音了。
9. 解析：要解答本题需掌握：我们一般是根据音色来判断不同物体发出的声音。
答案：一是铁桶振动时的音色与枪声的音色相同，以迷惑敌人；二是增大响度，威慑敌人。