人教版八年级物理上册课件：第2章 实验专题1　声现象的分析与探究（27张PPT）

(共28张PPT)
第二章　声现象
实验专题1　声现象的分析与探究
新知探究
. 探究声音的科学方法
敲击鼓面，鼓面发声，鼓面上的小纸屑跳起来。说明鼓面在振动。
（1）转换法
物理学中常将一些无法直接感知或不易观察到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象，这种方法就是转换法。
小纸屑跳起来放大了鼓面的振动，让振动更容易直观观察，这用到了转换法。
新知探究
2．类比法：声波比较抽象，同学们不易理解，借助水波进行类比，使学生有一个直观的感性认识，从而认识声波。利用“波形图”判断乐音和噪声，比较振幅对响度的影响，辨别音调、响度、音色的异同。
从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
在抽气的过程中，罩内的空气越来越少，听到的铃声越来越小，于是，我们可以在此实验的基础上推测出：如果能把罩内抽成真空，那么我们就听不到铃声了，这种在实验的基础上经过概括、抽象、推理得出规律的研究，叫做实验推理法，又称理想实验法。
(实验推理法)
3.理想实验法
理想实验法，是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。又称推理法或实验推理法
在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，经讨论后提出以下猜想。
猜想一：琴弦发出声音的音调可能与弦的材料有关。
猜想二：琴弦发出声音的音调可能与弦的长短有关。
猜想三：琴弦发出声音的音调可能与弦的横截面积有关。
4.控制变量法
控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、 研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。
为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：
阶段核心实验专训
(1)为了验证猜想一，应选用编号为________、________的琴弦进行实验。
【方法规律】由控制变量法可知，探究音调与弦的材料的关系，应选择仅材料不同的弦进行实验。
C
E
猜想一：弦的材料。
猜想二：弦的长短。
猜想三：弦的横截面积.
(2)为了验证猜想二，应选用编号为________、________的琴弦进行实验。
【方法规律】探究音调与弦的长短的关系，应选择仅长度不同的弦进行实验。
D
E
(3)为了验证猜想三，小明选用编号为A、B的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为________。
【方法规律】要探究音调与弦的横截面积的关系，琴弦A、B只能仅横截面积不同。
20
类型一　转换法
1.如图所示，小华将一只正在发声的音叉触及面颊有震感。这个实验是用来探究（　　）
A.声音产生的原因
B.决定音调的因素
C.声音能否在空气中传播
D.声音的传播是否需要时间
A
1
2
3
4
2.如图所示，在“探究声音产生的原因”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球，发现乒乓球被多次弹开。下列说法中正确的是（　　）
A.音调越高，乒乓球被弹开的幅度越大
B.便于分辨出音叉振动发声时的音色是否相同
C.说明发声体在不停地振动
D.便于分辨出音叉振动所发出的声是次声波还是超声波
C
3.（成都中考）如图所示，将正在发出声音的音叉放入水中，能观察到音叉周围溅起许多水花。 这说明（　　）
A.发出声音的音叉在振动
B.超声波具有能量
C.声音从空气传入水中响度会变大
D.声音从空气传入水中速度会变小
A
4.（2018～2019·龙岩长汀月考）如图所示，在“探究声音产生的原因”的实验中：
（1）在鼓面上撒一些碎纸屑，敲击鼓面使其发出声音，可观察到鼓面上纸屑上下跳动，这说明_____________________；此探究实验中纸屑的作用是____________________，物理学中把这种研究问题的方法叫做________法。
（2）为了验证（1）中探究的结论，小宇用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是_________________。
声音是由物体的振动产生的
将鼓面的振动放大
转换
在桌子上放置几片纸屑
类型二　类比法
5.如图甲所示，音叉振动时，引起周围介质的相应振动，在介质中形成一系列疏密相间的波动向四周传播，就像将一块石头投入水中，水面就会形成一圈圈的水波一样，如图乙所示，说明声音以________的形式向四周传播，这里所采用的研究方法是________。
声波
类比法
类型三　 理想实验法（推理法）
6.（2018～2019·仪征期中）小毛将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出。
（1）抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化，造成这一现象的原因可能是（　　）
A.闹铃声音的响度太大
B.闹铃声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞，存在漏气
D.插入广口瓶中的导管不够长
C
（2）经调整使器件完好后，再次用抽气筒有效地向外抽气，随着瓶内空气逐渐________ ，小毛发现听到的闹铃声音的音调________（选填“变高”“不变”或“变低”），响度________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）于是小毛用抽气筒不停地向外抽气，经过较长的时间后，小毛将____________________（选填“不能听到”或“还能听到微弱的”）闹铃声音，由此现象___________（选填“可以”或“不可以”）直接得出真空不能传声的结论，实验用到的研究方法叫________。
减少
不变
变小
还能听到微弱的
不可以
推
理法
类型四　控制变量法
7.如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音。改变钢尺伸出桌边的长度，再次用力拨动，使钢尺两次振动的幅度大致相同，听它发出声音的变化。这个实验是用来探究（　　）
A.声音能否在固体中传播
B.响度与物体振幅的关系
C.音调与物体振动频率的关系
D.音色与发声物体的哪些因素有关
C
7
8
（1）三根管中音调最低的是______号直管。
（2）根据表中数据，能否得出“管子发出
声音的频率随长度、直径的增大都会减小”
的结论？请说明你的理由。答：________
（选填“能”或“不能”）；理由：_______________________。
（3）如果想得出管子发出声音时振动的频率与长度、直径的关系，则需再增加一根长度和直径分别为________cm和________cm的金属管。
8.微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如表：
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
1 20.50 1.50 2131
2 31.00 2.00 1284
3 48.50 2.50 656
3
3
不能
没有采用控制变量法
20.
5
2
（4）小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，便认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的，请设计一个简单的实验来检验小明的想法，简要写出实验方案和判断方法。
实验方案：_____________________________________________________；
判断方法：__________________________________________________
__________________________________________________
封闭金属管口
，
轻推管子使其摆动
，
听管子是否发声
如果发声，则是管子的摆动产生的；如果不发声，则说明
声音是管中空气柱振动产生的
9.（2018～2019·长沙雨花月考）在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关；
猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关；小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如图所示）。注射器的规格分别为2.5 mL和5 mL。他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率，详见下表。
（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱 的___________________相同时，管内空气柱越短，音调越 ________（选填“高”或“低”）。
（2）选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验做对比，可以得
出：在空气柱的________相同时，管内空气柱横截面积越大， 频率越________（选填“高”或“低”），音调越________ （选填“高”或“低”）。
横截面积
(
或粗细
)
高
长度
低
低
序 号 A B C D E F
注射器规格/mL 2.5 2.5 2.5 5 5 5
空气柱长/cm 2 1.5 1 2 1.5 1
频率/Hz 337 488 562 300 337 488
猜想一：管内空气柱的长度
猜想二：空气柱的横截面积（粗细）
（3）在此实验中，小华采用的重要研究方法是______________。该方法经常用于将多因素的问题变为多个单因素的问题。具体操作是：每次只改变其中一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变因素对事件的影响，分别加以研究，最后再综合解决问题。
控制变量法
本章涉及的物理方法有：转换法、类比法、理想实验法、控制变量法等，特别是转换法、控制变量法在物理中运用非常广。学习中一定要理解，同时能运用这些方法来研究物理问题。
类型一　探究声音的产生与传播
1．(教材P28图片改编)(2018·江汉区月考)如图所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，闹钟的声音会逐渐变小，下列关于该实验的说法正确的是( D )
A．只要闹铃振动，我们就能听见声音
B．闹铃发出的声音尖锐刺耳，说明其声音响度大
C．抽气时听到的声音越来越小是由于闹铃振动幅度变小
D．由实验可推理出声音不能在真空中传播
2．如图所示，将正在发声的音叉放入水中，能观察到音叉周围溅起许多水花。下列关于这个实验的说法正确的是( C )
A．将音叉放入水中是为了证明液体能够发声
B．将音叉放入水中是为了证明液体传声更快
C．将音叉放入水中是为了证明发声的音叉在振动
D．人耳听到的音叉声音越来越小，是因为声音的音调在不断降低
类型二　探究音调、响度的影响因素
3．(教材P32图片改编)(2018·洪山区月考)如图是“探究影响音调高低因素”的实验装置。下列说法错误的是( C )
A．通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率
B．多次实验中，保持钢尺振动的振幅相同，运用了控制变量法
C．钢尺伸出桌面越长，振动越快
D．物体振动越快、频率越高，发出的声音音调越高
4．在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：
猜想一：琴弦发声音调高低可能与琴弦的横截面积有关；
猜想二：琴弦发声音调高低可能与琴弦的长度有关；
猜想三：琴弦发声音调高低可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确，他和同学们找到了表
中所列4种规格的琴弦，进行实验。
(1)为了验证猜想一，应选编号 A、B 的两种规格的琴弦进行实验。
(2)在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全，表中①的位置所缺数据是 55 。
(3)小明在这个探究实验中，采用的研究方法是 控制变量 法。
编号
规格
材料 长度/cm 横截面积/mm2
A 尼龙 55 1
B 尼龙 55 0.5
C 尼龙 80 1
D 镍铬合金 ① 0.5
5．(教材P34图片改编)如图所示，在探究响度与什么因素有关时，小丽做了如下实验，请你帮她将实验记录填写完整：
(1)将悬挂的轻质小球紧靠音叉，用小锤轻敲和重敲音叉时，发现小球弹开的角度不同，听到声音的响度不同，说明响度与 振幅 有关。
(2)使音叉发出相同响度的声音时，距音叉远近不同的同学听到音叉发声的响度不同，说明响度与 距离发声体的远近 有关。
类型三　探究材料的隔音和反射
6．小华学了有关声音的知识后，对材料的隔音性能很感兴趣，
于是他设计了如下实验进行探究。实验步骤如下：
①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；
②把闹钟放到一个盒子里，将衣服盖在闹钟上方，然后逐渐远离盒子直到听不到嘀嗒声，记下此时人离盒子的距离；
③依次将各种材料盖在闹钟上方重复以上实验，得到如表所示的数据。
材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子
听不见钟声的距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2
(1)实验利用了离声源越远，听到的声音响度越 小 (选填“大”或“小”)的原理。
(2)据实验数据，待测材料隔音性能由好到差的顺序袜子、衣服、报纸、平装书、塑料袋。
(3)根据小华的实验结果，请你提出一个猜想：表面粗糙多孔的材料隔音性能好。
7．探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关。它们将发声的闹钟置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射的铃声强弱。
(1)保持纸筒A和纸筒B的位置 不变 ，只改变充当反射面的材料，让同一位同学倾听反射声音的强弱。实验结果如下表：
(2)分析实验结果可以得出：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的材料有关。你还可以得出的结论是其他条件相同时，海绵的吸音效果最好。
(3)实验结果表明，玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨，有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的。对此，请你提出一个改进的措施或方法：用灵敏仪器替代人耳测量反射声音的强弱(写出一条即可)。
反射材料 大理石 玻璃板 木板 棉布 毛巾 海绵
反射声音的强弱 最强 强 强 较强 弱 几乎听不到
(4)如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中的 大理石 作为反射面效果最好。