八年级物理上 声音的特性、声音的利用教案

一. 教学内容：
声音的特性、声音的利用
二. 重点、难点：
1. 重点：
（1）实验探究：音调与频率有关；响度与振幅有关；音色与发声体本身有关。

（2）减弱噪声的途径。

①防止噪声产生：改造噪声源、在声源处加防护罩、在声源处加消音器等。

②阻断噪声传播：使用隔音或吸音材料、植树种草等。

③防止它进入人耳：带耳罩、耳朵里塞上棉花、用手堵在耳朵等。

（3）声音在生产、医疗和科学研究方面有着广泛的应用。

①声音容易反射，据此我们制成了声呐和B超等仪器；
②根据超声波具有很高的能量等特点，我们制成了超声波清洗设备。

2. 难点：
（1）音调与响度的区别：①意义不同。

音调是指声音的高低，日常生活中我们用“尖细”“低沉”等词语描述音调。

响度是指声音的大小，“震耳欲聋”，“低声细语”等词语是来描述响度大小的。

②影响因素不同。

音调与发声体振动的频率有关，而响度与发声体振动的振幅有关，而且距离发声体的远近也会影响到响度的大小，但是不会影响到音调的高低。

（2）噪声的等级：物理学中用声强来描述声音的强弱，声强的单位是贝尔，简称贝。

实际使用时通常用贝为单位，即分贝。

人耳刚刚能听到的声音为0分贝。

三. 知识点分析：
声音的特性
（一）知识要点
1. 响度：响度是指声音的，物体的振动幅度用来描述。

声音的响度与振幅有关，越大，响度越大。

2. 音调：音调是指声音的，发声体振动的快慢用来表示，即每秒振动的次数，单位是，用符号表示。

人耳能听到的声波的频率X围通常在之间，我们把它叫做可听声。

频率的声波叫做超声波；频率的声波叫次声波。

动物的听觉X围通常和人不同，一些动物常常能听得人类听不到的或，例如：猫、狗、大象、海豚等。

3. 音色：音色是指声音的品质，不同的发声体由于和不同，发出的声音的音色不同，因此人们能很容易分辨不同的人讲话、不同乐器演奏的声音。

（二）学法点拨
从物理学的角度讲，音调、响度是差异非常明显的两个概念。

振动的物体会发声，振动的频率决定了音调，振动的振幅决定了响度（响度还与其他因素有关）。

如果一个物体振动的频率为每秒次，不管这个物体是钢琴、小提琴、军号、笛……或是其他发声的物体，我们都说物体发出声音的音调为钢琴的中央C。

我们常常讲：男同学说话声音“粗”、女同学说话声音“尖”，指的是声音的音调不同。

响度表现为声音的强弱，它使人的耳膜振动幅度变化。

响度与音调毫无关系，是根本不同的两个特征。

打鼓发出的声音响度大而音调低，小鸟的鸣叫声音响度小而音调高。

一般情况下，男同学说话响度大而音调低，女同学说话则响度小而音调高。

声音的特点这一节比较重要。

通过这一节的学习，应该知道：频率的大小决定音调的高低；振幅的大小决定声音的响度；音色决定声音的品质。

噪声的危害和控制
（一）知识要点
1. 噪声是指发声体振动时发出的声音，它的波形是。

从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常、、的声音，以及对人们要听的声音产生都属于噪声。

2. 人们用为单位来表示声音的强弱，其符号为，较为理想的安静环境，为了保护听力，应控制噪声不超过，为了保证工作和学习，控制噪声不超过，为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过。

3. 减弱噪声有三种途径：（1）防止噪声；（2）阻断它的；（3）防止它进入。

（二）学法点拨
噪声的危害是多方面的，最直接受到损害的是听觉系统。

另一类是慢性损伤，如果人们长期生活在85～90 dB的噪声环境中，会使听觉疲劳不断加深，发生器质性病变，造成听力下降。

此外，噪声还能影响胃肠道的正常分泌，使肠蠕动功能改变，引起代谢过程的紊乱，造成多种疾病。

噪声对人的视力，对妊娠和胎儿发育都会造成不良影响。

噪声还能损毁建筑物。

所
以噪声已被认为仅次于大气污染和水污染的第三大公害。

噪声调查：噪声调查的基本内容是，了解噪声源的类型和噪声分布情况，查明它们的强度和频谱特性，掌握噪声对操作者的危害和对环境污染情况，以便制定切实可行、经济合理的噪声防治方案。

噪声的控制一是加强科学管理，二是采用控制噪声的技术措施。

控制噪声的技术措施，主要是从噪声源、噪声传递途径和保护噪声接受者三个环节入手。

噪声分两种：物理噪声，环保噪声，我们更多关注的是环保噪声。

对照噪声等级表，实地到不同环境体验不同的噪声，对噪声有具体认识，思考当地控制噪声的方法。

查阅资料，参观考察一些噪声控制比较好的地方，学习它们是怎样控制噪声的。

声的利用
（一）知识要点
1. 声音可以传递。

2. 根据回声到来的和，蝙蝠可以确定目标的和。

这种方法叫做。

3. 根据回声定位的原理，科学家发明了。

4. 医生向病人体内发射，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在，这就是平时所说的。

超声探测对人体没有危害。

5. 声波是一种，它能够传递。

（二）学法点拨
1. 声的利用可按以下方法分类：
（1）“声与信息”和“声与能量”两类；
（2）声音在医疗、工业、军事、日常生活等的利用分类。

2. 次声、声音、超声都有各自的应用方面，如：地震仪利用次声波预报地震；人利用声音交流信息；医疗用超声波检查身体等。

3. 书中介绍的声的利用是有限的，最好通过资料查阅了解更多的声的利用。

【典型例题】
一. 声音的特性
1. 易错题
[例l] 音乐会上男低声放声高歌，女高音一旁轻声伴唱，对两人声音的判断正确的是（）
A. 男低音比女高音音调低，响度大
B. 男低音比女高音音调低，响度小
C. 男低音比女高音音调高，响度大
D. 男低音比女高音音调高，响度小
答案：A
2. 古诗词中的物理
变式引申：唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。

在枫桥边客船中的人听到了寒山寺的钟声，是因为寒山寺里的大钟受到僧人的撞击产生了______而发出的。

客船上的人能辨别出传来的是“钟”声而不是鼓声或其他声音，实际上他是根据声音的来判断的。

答案：振动；音色
3. 生活中的物理
[例2] 用水壶向暖水瓶里灌水时，只凭声音就可以听出暖水瓶里的水快满了，这是根据（）
A. 随着水壶水中越来越多，发出声音的响度越大
B. 随着水壶水中越来越多，发出声音的响度越小
C. 随着水壶水中越来越多，发出声音的音调越高
D. 随着水壶水中越来越多，发出声音的音调越低
答案：C
变式引申：演奏弦乐之前总要先定调，为使音调变低，可以采取的办法是（）
A. 调松琴弦
B. 调紧琴弦
C. 用更大的力拨琴弦
D. 轻轻的拨动琴弦
答案：A
二. 噪声的危害和控制
1. 噪声的基础知识
[例l] 我们生活在声音的世界里，声音无处不在，下列声音：①工厂车间机器的轰鸣声；②剧场里京剧表演的演奏声；③清晨公园里小鸟的鸣叫声；④装修房子时的电钻声；⑤上课时，学校里的大喇叭里传出了优美的歌声；⑥山间小溪潺潺的流水声，其中属于噪声的是（）
A. ①③④
B. ①②⑤
C. ①④⑤
D. ①④⑤⑥
答案：C
2. 物理与生活
[例2] 一般人的理想声音环境是（）
A. 喜欢在一个无声的世界里
B. 喜欢在30～40分贝的安静环境里
C. 喜欢在80～90分贝的热闹环境里
D. 就是100分贝以上的环境也不在乎
答案：B
[例3] 噪声严重影响着人们的生活和工作，以下防治噪声的办法中可行的是（）
A. 通过科学研究，使噪声不发生
B. 将所有噪声源隔离在真空容器中，以免噪声干扰
C. 城市里穿过住宅区的高速公路两旁建隔音墙，一般道路两旁植树种花
D. 建筑工地不允许使用大型机械
答案：C
变式引申：以下措施不能达到减弱噪声目的的是（）
A. 摩托车上安装消声器
B. 机场工作人员佩戴有耳罩的头盔
C. 街头设置噪声监测仪
D. 高架道路两侧建起透明板墙
答案：C
三. 声的利用
1. 生产生活中的物理现象
[例l] 超声波能促进种子早发芽，利用这一特点，怎样为农业生产服务?
解：利用超声波促使杂草种子早发芽，在农作物没有种植时，可将杂草除去，保证农作物的良好生长等。

[例2] 理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量，跟振动频率的二次方成正比，超声波在介质中传播时，振动频率很高，因而能量很大。

在我国北方干燥的冬季，用超声波传递的能量大的原理制成加湿器，请解释其中的声学道理。

思维分析：利用超声波的能量使水雾化，再将雾吹到室内即可。

解：超声波在介质中传播时，振动频率很高，因而能量很大，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐内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的湿度，这就是超声波加湿器的道理。

2. 物理与医学
[例3] 超声波诊断仪如何检查肝脏病变情况?
解：正常肝脏的密度较为均匀，超声波进入后，不会从中途发生反射，一直进到肝脏和其他脏器的交界处时才能发生反射，反射回来的超声波仍由探头（接收器）接收，并在显示仪上显示出来。

如果肝脏发生病变，肝组织的均匀性就被破坏，超声波在前进道路上碰到病变组织，会有一部分被反射回来，显示仪上的图像就有变化。

分析显示仪的图像，跟正常肝脏的图像相比较，就可以判断肝脏是否正常以及病变的位置、大小和性质。

变式引申：医院里“B超”机是利用超声波来诊断病情的，但是人们却听不到它发出的声音，这是在为（）
A. 声音太小
B. 超声波无法传到人耳
C. 声音的频率大于人能听到声音的频率
D. 声音的频率小于人能听到声音的频率
答案：C
3. 实验与探究
[例4] 把一面小鼓立在桌面上，在鼓的右面立一个纸屏，在纸屏的右面吊一个小球，使小球紧贴在纸屏上，如图所示，用鼓槌敲鼓的左面，你看到什么现象?这说明什么问题?
答案：可以看到贴着纸屏的小球在不断的振动；这说明空气可以传播声音。

声波具有能量。

【模拟试题】
声音的特性
达标自查
1. 用硬纸片刮木梳的梳齿，会有声音产生。

用纸片慢速刮过比快速刮过听到音调_____（填：高、低），说明。

2. 用一个木头锤子轻轻地敲鼓面和重重地敲鼓面比较，音调、响度中发生变化的是，不发生变化的是。

3. 动物的听觉X围通常与人不同。

大象的语言可以用人听不到的交流，海豚可以利用进行交流，此时人类（填：能、不能）听到它们的交流。

4. 昆虫在飞行时抖动翅膀发出声音。

经测定，苍蝇10 s内抖动翅膀3 520次，蜜蜂20 s内抖动翅膀8 800次，蚊子5 s内抖动翅膀3 000次。

那么它们抖动翅膀发出声音的音调最高的是。

5. 1978年，在某某随州发掘出战国时期曾侯乙墓内的64枚一套的编钟，这就是闻名遐迩的曾侯乙编钟。

一般的钟体形状为圆形，敲击时只能发出一种乐音；而编钟的形状为扁圆体，敲响编钟时，打击编钟的正中部位和两侧部位时，它能发出两种不同的乐音。

这是由于敲击编钟的不同部位时（）
A. 编钟振动的频率不同
B. 编钟振动的幅度不同
C. 编钟发出声音的音色不同
D. 编钟发音的传播路线不同
6. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音（）
A. 音调低，响度大
B. 音调低，响度小
C. 音调高，响度大
D. 音调高，响度小
7. 区别乐音和噪音的界定指标主要是指（）
A. 振幅不同
B. 音量不同
C. 乐音的振动图形有规律，噪音的杂乱无章
D. 乐音音调低，噪音音调高
8. 妈妈买碗时，常把两只碗碰一碰，听听发出的声音，她判断碗好坏时主要的根据是声音的（）
A. 音调
B. 响度
C. 音色
D. 音量
9. 在物理学中，对声音特征的描述有“频率、振幅、音色”这些词，请在下列各个小题中选填这些词。

（1）“震耳欲聋”说明声音的大；
（2）“悦耳动听”说明声音的好；
（3）“脆如银铃”说明声音的高。

10. 如图1所示，4个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同，用嘴贴着瓶口吹气，如果能分
别吹“duo（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”4个音阶，则与这4个音阶相对应的瓶子的序号是：、、、。

图1
能力提高
探究音调与响度
11. 探究：
提问：音调与响度有什么关系? 猜想：
设计、进行实验：器材：断钢锯条，硬纸片。

步骤：
（1）如图2所示，用硬纸片在钢锯齿上滑动，滑动速度越大，硬纸片振动的频率，发出声音的音调，这说明音调是由决定的。

（2）如图3所示，用一只手将钢锯条压在桌沿上（也可用塑料尺代替），另一只手轻拨锯条一端，听其响度；再用力拨动锯条，这时锯条的振幅，听其响度，这说明响度与有关。

图2 图3
12. 表中列出一些音阶的频率：
根据表中的数据你能归纳出什么结论?
13. 给你一根锯条，你能设计一个小实验来验证声音的响度与声源的振幅有关吗？说说你的
做法。

14. 先用手指粘上松香粉，摩擦拉绳子，倾听发出的声音；然后如图4所示在盒体的底部中央打一个小孔，将绳子穿入，在里面打结或拴一木棍，使绳子掉不出来；一只手拿住盒体，另一只手指粘上松香粉，摩擦拉绳子，比较两种情况的声音响度。

请你在实验探究前，先进行猜想。

你的猜想对吗?根据这一探究实验结果，谈谈你对一些乐器的认识。

图4
15. 小华学了有关声音的知识后，对材料的隔音性能很感兴趣，于是他设计如下实验进行探究。

请阅读并回答下列问题：
实验步骤：
（1）先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；
（2）把闹钟放到一个鞋盒罩，将衣服盖在盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离；
（3）分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以下实验，得到下表的数据：
回答问题：
a. 小华设计的实验利用了离声源越远，听到的声音响度越（填“高”或“低”）的原理。

b. 根据小华所得数据可知粗糙材料比平滑材料隔音性能（填“好”或“差”），其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料（填“强”或“弱”）。

16. 冬天，小丽在给热水瓶灌开水时，常常由于开水的雾气很大看不清，弄不好就会冲满溢出，既浪费开水，还可能烫伤人。

有经验的妈妈告诉她：应该边加水边听声音，来控制加水速度。

小丽试着做了，果然有效。

请你说说其中的道理。

噪声的危害和控制
达标自查
1. 物理学上把发声的物体做时所产生的声音叫做噪声。

从环境保护上说，凡是对人们的生活和工作有的一切声音都是噪声。

2. 摩托车通过在排气管上加装来减弱噪声的危害。

3. 马路边和住宅附近植树造林，不仅可以净化空气，而且还能起的作用。

4. 现在各种高标准的住宅小区要求达到相当比例的绿化覆盖率。

绿化的目的除了美化我们的居住环境外，从声学的角度来说，花草树木还能，因此我们漫步在林间小道上时会感到格外寂静。

5. 减弱噪声的途径有三条，如果在内燃机的排气管上加消声器，这是在处减弱噪声；使产生噪声声源的厂房门窗背向居民楼，这是在中减弱传向居民区的噪声；另外还可以戴上防噪声耳塞，这是在处减弱噪声。

6. 噪声对人类的危害很大，为了改善环境，减少噪声，我们可采取一些措施，下面有一条无益于减小噪声，它是（）
A. 交通车辆少按喇叭
B. 广种树木，扩大绿化
C. 禁止飞机在城市上空飞行
D. 多开河道，多挖池塘
7. 下面做法中不利于控制噪声的是（）
A. 在学校附近建造发动机修理厂
B. 市区严禁燃放鞭炮
C. 强声源旁设置隔音板
D. 医院周围不准机动车鸣笛
8. 为了保证休息和睡眠应控制环境声音不超过（）
A. 110 dB
B. 50 dB
C. 70 dB
D. 90 dB
9. 上课时，由于操场上的吵闹声太大，影响了我们的正常学习，对于这种情况，你能利用哪些方法来减弱噪声?
能力提高
10. 如果邻居电视声音开得过大，影响你的学习环境，你能利用哪些办法减弱噪声?
11. 小明特喜欢在下雨天赏雨，一个雨天，小明在家边听音乐，边赏雨，但是家中刚装上的金属雨棚打扰了他的好心情，淅淅沥沥的雨打在雨棚上产生很大的声音，你能通过所学的知识帮助小明解决这个问题吗?
声的利用
达标自查
1. 下列利用声信息的有（）
A. 远处隆隆的雷声预示着可能有一场大雨
B. 铁路工人用铁锤敲击钢轨，判定螺栓是否松动
C. 医生利用B超观察人的身体状况
D. 有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨音质
2. 蝙蝠通常是夜间出来活动、觅食。

它飞行时发出一种，这些声波碰到昆虫或墙壁会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的和。

3. 外科医生可以利用超声除去人体内的结石，是利用了声波能传递，中国传统中医有“望、闻、问、切”检查病人，其中：“闻”就是的意思，它是利用声波能传递。

4. 人们利用声音，主要是利用声音来传递和。

5. 大剧院的四周墙壁总是修得凹凸不平，这样设计的目的是。

6. 下列说法错误的是（）
A. 人说话、唱歌时的发声靠声带的振动
B. 大多数人能听到的声音频率X围从每秒20次到20 000次
C. 人发出的声音的频率，大约是从每秒85次到1 100次
D. 人凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶，是因为蜜蜂翅膀振动振幅大的缘故
7. 教师在教室讲课的声音听起来比在空旷的操场上要大些，产生的原因是（）
A. 教室内说话的原声与回声相互叠加，使声音加强
B. 室内说话的声音要比操场大一些
C. 室内的空气是封闭的而操场的空气是自由流动的
D. 室内说话容易产生噪声
8. 根据图1，说一说超声波在军事、医疗和工业等领域各有什么应用?
图1
能力提高
9. 探究：能使声音反弹回来吗?
实验器材：两根相同的纸管、书、机械表。

实验步骤：
（1）图2所示，把两根纸管、书放好，管不要与书接触；
图2
（2）把表放在一个纸管内的一端，从另一根管子里一端侧耳倾听，用手捂住另一只耳朵，左右移动倾听的纸管，寻找听到的滴答声最响的位置；
（3）拿走听管，仍在原位听，你现在还能听到同样清晰的滴答声吗?
（4）再把硬纸管放回原位，拿走书本，现在你能听到清晰的滴答声吗?你知道为什么吗?
10. 小实验：用蜡烛火焰显示声音在空气中的传播现象
声音在空气中的传播是由声源振动引起周围空气振动而形成的。

装置如图3所示，取一只扬声器，装在一只硬纸盒内，在纸盒的面板上钻一个直径约为2～3 mm的小孔，将扬声器通过一只耳机插头插入收录音机的输出插孔中，演示时，在纸盒小孔的前方放一枝生日蜡烛，且使小孔对准蜡烛引线的上端。

点燃蜡烛，然后播放音乐，可以在听声音的同时看到烛焰在飘动，停止播音，声音消失，烛焰即竖直向上。

实验中是否能说明声音传递能量?能量是靠什么传播的?
图3
试题答案
声音的特性
1. 低；音调与频率有关
2. 响度；音调
3. 次声波；超声波；不能
4. 蚊子
5. A
6. A
7. C
8. C
9. 振幅；音色；频率
10. 丙、乙、甲、丁
11.（1）越大；越高；频率（2）越大；越大；振幅
12. 音调高，频率高
13. 把尺的一端固定在桌子边缘，拨动另一端。

偏离不同的距离，比较声音的大小
14. 略
15. 低好强
16. 空气柱减小，音调升高
噪声的危害和控制
1. 无规则振动；影响
2. 消声器
3. 减弱噪声
4. 阻隔声音的传播
5. 声源；传播过程；人耳
6. D
7. A
8. B
9. 关闭门窗或让操场上的同学声音小一些
10. 例如：请邻居把声音开小点，关门窗等。

11. 在雨棚上铺某某绵或布条，减弱噪声
声的利用
1. ABCD
2. 超声波；位置；距离
3. 能量；听；信息
4. 信息；能量
5. 使声音发生漫反射，使音质效果更佳
6. D
7. A
8. 探伤；洗碗；检查身体
9.（2）纸管里（3）不能（4）不能，书本起反射作用
10. 能；空气。