第1节 声音的产生与传播

第二章声现象声音是人们交流信息的重要方式，是常见的物理现象.本章通过对声现象的学习，使学生了解：声音的产生和传播、声音的特性、现代技术中声的利用以及噪声的危害和控制.声音的产生和传播条件是本章知识的基础，由于环境污染越来越受到社会的广泛重视，因此噪声的危害和控制将成为一个新的热门话题.本章共有4节：1.第1节“声音的产生与传播”，讲述了声音产生的原因，声音传播的条件，声音在不同介质中传播的速度，以及我们是怎样听到声音的.2.第2节“声音的特性”，介绍了声音的三个特性：音调、响度、音色，探究了决定它们的因素，以及超声波、次声波.3.第3节“声的利用”，介绍了声音能传递信息，声音能传递能量，建筑中的声学利用.4.第4节“噪声的危害和控制”，介绍了噪声的来源、危害，以及控制噪声的途径.为了实现课程目标，本章教学安排了若干个实验探究活动，如“探究声音是怎样产生的”、“探究声音的传播”、“探究音调、响度与什么因素有关”等.在本章的教学过程中，应特别重视物理实验，发挥其应有的功能，引导学生参与探究过程，让学生通过有趣的、易操作的探究活动，在学习物理知识的同时，培养观察能力、探究物理规律的能力和运用物理规律解释物理现象的能力.【教学目标】1.在知识与技能方面：知道声音是如何产生的；知道声音的传播需要介质；知道声音在不同介质中的传播速度不同；知道回声测距的原理；知道声音的三个特性及决定它们的因素；知道声的利用：声音能传递信息和能量；知道噪声的危害和控制噪声的三种方法.2．在过程与方法方面：通过观察和实验，探究声音是如何产生、传播的，体验人耳是如何听到声音的.通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”培养学生初步探究问题的方法.通过观察、参观和播放有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识.通过学习控制噪声的办法，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力.3.在情感、态度与价值观方面：通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生对科学的热爱，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.在学习人耳的结构和骨传导等相关知识过程中，让学生学会关心他人，特别是关心残疾人.通过了解声在现代技术中的应用，进一步增加学生对科学的热爱.【教学重点】声音的产生与传播，声音在不同介质中的传播速度，声音的三个特性及其影响因素，控制噪声的三种方法.【教学难点】引导学生设计实验探究声音的产生与传播，探究音调与频率、响度与振幅的关系；引导学生清楚地了解声在社会生活、科技中的利用.【课时建议】本章共有4节，建议6课时.第1节声音的产生与传播1课时第2节声音的特性2课时第1课时音调和频率第2课时响度、音色第3节声的利用1课时第4节噪声的危害和控制1课时本章复习和总结1课时第1节声音的产生与传播【教学目标】一、知识与技能1.通过观察和实验，初步认识声音产生和传播的条件.2.知道声音是由物体的振动产生的.3.知道声音的传播需要介质;知道声音在不同介质中传播的速度不同.4.了解人类听到声音的过程;通过实验和生活经验，体验人耳是如何听到声音的；知道骨传导的原理和应用.二、过程与方法1.通过观察和实验，探究声音是如何产生与传播的，从而培养学生初步探究问题的方法.2.通过学习活动，锻炼学生初步的观察能力.三、情感、态度与价值观1.通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生对科学的热爱.2.通过学习人耳的结构和骨传导，引导学生保护自己的耳朵，同时学会关心残疾人.【教学重点】通过观察和实验,探究声音的产生和传播.【教学难点】组织、引导学生在探究过程中仔细观察、认真分析，并能得出正确结论.【教具准备】橡皮筋、塑料尺、鼓、小提琴、口琴、气球、闹钟、接有抽气机的玻璃罩、实物投影仪、多媒体课件等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一章内容，并讲解学生所做的“挑战中考训练”中的习题，加强学生对知识的巩固.【新课引入】师：我们生活的世界充满了各种声音.优美动听的音乐可以陶冶情操，给人以美的享受，而电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.在漆黑的夜晚，几声呱呱的蛙叫声划破了村野广阔的夜空，给宁静的乡村夜色增添了一分美丽.我们从呱呱坠地的那刻起，就无时无刻不在与声打交道，声音无时不有，无处不在，声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道.同学们想知道与声有关的哪些问题呢？生1：声音是怎样产生的？生2：声音在空气中能传播，在固体、液体中能传播吗？生3：声音在不同介质中传播的速度一样吗？师：同学们对声音有这样浓厚的兴趣，这让我很高兴，要想知道这些问题的答案，就需要同学们和老师共同协作，一起做好一系列的探究活动和演示实验.【进行新课】知识点1 声音的产生1.声音是由物体振动产生的师：请每组选一位同学，做各种实验活动，使物体发声.其他同学仔细观察，并思考下列问题：①能听到什么；②发声时物体处于什么状态；③振动停止时，还能听到声音吗？生1：把一根橡皮筋张紧，拨动橡皮筋，橡皮筋振动发出声音.生2：把一只塑料尺压在桌边，使一端伸出桌外，用手拨动尺的伸出端，尺振动发出声音.生3：用鼓锤打击鼓面，鼓面振动，听到洪亮的击鼓声.生4：拨动小提琴的琴弦，弦振动发出悦耳的琴声.生5：我这个活动，需要全体同学来配合.请同学们把手指放在喉结处，让我们从1数到10，感受声带振动发出声音.教师通过同学们的探究活动，总结物体发声时的共同特征：发声的物体都在振动，振动停止时，发声也停止.板书：声音是由物体振动产生的，振动停止，发声也停止.师：物体振动发声的现象真是太多了，同学们能列举出生活及自然界中一些神奇的发声现象吗？生1：吹口琴的声音，是由于气流的冲击，使琴内的弹簧片振动而产生的.生2：悠扬的萨克斯声是由于气流通过管时，使管内空气柱振动而产生的.生3：吹口哨声是口腔内空气振动产生的.生4：炎热的夏天，响亮的蝉鸣声是蝉的发音肌收缩时，引起鸣膜的振动而产生的.生5：气球爆炸声是气球膜的振动引起周围空气的振动而产生的.生6：声势浩大的瀑布声是水撞击石头，引起空气的振动而产生的.生7：笑树能发出笑声是果实的外壳上面有许多小孔，经风一吹，壳里的籽撞击壳壁而产生的.教师用多媒体播放课件“声音的产生”，并讲解.声音的产生（多媒体课件）（1）一切正在发声的物体都在振动，固体、液体、气体都可以因振动而发出声音.（2）“振动停止，发声也停止”不能叙述为“振动停止，声音也消失”，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍继续传播并存在.（3）振动一定发声,但发出的声音不一定都能听见，如蝴蝶振翅时的发声；不振动的物体是不会发声的.师：同学们刚才列举了生活与自然界中丰富多彩的声音，而且能把所学的知识应用到实践中去，这很好.关于声音的产生，同学们还有什么疑问呢？生：我们平常听唱片、录音是怎么回事？师：同学们的这个问题提得很好.振动可以发声.如果将发声体的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音，这样就可以将声音保存下来.唱片上有一圈圈不规则的沟槽.当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来.随着科学技术的进步，人们还发明了用磁带和激光唱片记录声音的方法.2.实验探究：如何扩大不明显的发声振动现象教师引导学生做两个实验：实验1：敲击桌面时，我们能听到“咚咚”声，但却很难发现桌面在振动.实验2：敲击音叉，音叉发出声音，但却很难看到音叉振动.师：从上面两个实验中，我们可以知道有的物体发声时，人眼不容易直接观察到发声体的振动，那我们应该如何将这些振动扩大呢？生1：实验1中，我们可以将纸屑放在桌面上，敲击桌面时，桌面上的纸屑被弹起.用手按住桌面，桌面不发声了，纸屑跳动停止.生2：实验2中，我们可以将振动的音叉触及人体面颊，面颊会感受到音叉的振动，也可以将振动的音叉插入水中一部分，会看到水花飞溅.生3：实验2中，我们可以将悬吊着的泡沫塑料球接触不发声的音叉，球并不跳动；将音叉敲响，再使泡沫塑料球接触音叉，会发现球跳动.教师总结学生的发言，引导学生知道，这是运用“转化法”将不明显的现象扩大.例题1（多媒体展示）关于声音的产生，下列说法中正确的是（）A.一切正在发声的物体都在振动B.只要物体振动，就能发声C.没有发出声音的物体一定没有振动D.物体的振动停止后，还会发出很弱的声音解析：声音由物体的振动产生，一切发声的物体都在振动；振动停止，声音的产生就会停止，故A正确，D不正确；物体在真空环境中振动，是不会发出声音的，故B、C不正确.答案：A教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.知识点2 声音的传播1.声音的传播需要介质师：请同学们大胆猜想声音怎样从声源处向远处传播？生1：声音由声源处传播出去，可能沿直线传播.生2：声音传播出去，可能需要什么东西来作媒介.师：请同学们设计一个实验来证实你的猜想.生：把两张课桌紧紧地挨在一起.一个同学轻敲一张桌面的一端，而另一个同学把耳朵贴在另一张桌面的一端，可以清晰地听到敲击桌子的声音.师：刚才同学设计的这个实验简单易行，而且有力地说明了声音的传播需要媒介，物理学中把这样的物质叫做介质.生：有时候好像没有介质也能听到声音.比如雷声，似乎没有什么东西把它传递过来呀.师：雷声的传播不需要介质吗？学生意见有分歧.有的认为不需要介质，有的认为需要介质.师：实践是检验真理的唯一标准，让我们通过实验来证实大家的想法.教师演示实验：把一只正在响铃的闹钟放到接有抽气机的玻璃罩内，用抽气机逐渐抽出其中的空气，随着罩内空气的抽出，请同学们注意声音有什么变化？生：随着罩内空气的抽出，铃声逐渐变小，直到最后听不到铃声.师：请同学们再注意观察：如果让空气逐渐进入玻璃罩内，声音又有什么变化？生：随着空气的逐渐进入，铃声逐渐加强.教师启发学生思考由上面的实验可以得出什么结论？生：真空不能传声.师：经过仔细观察，认真分析，同学们得出了真空不能传声的正确结论.实际上，我们平常能听到彼此讲话的声音，就是依靠了空气这种介质.假想云层和我们之间是真空的，大家就听不到雷声了.我们周围充满了空气，空气为人类、动物传递声音信息提供了有利条件.生：月球上没有空气，登月宇航员怎么交谈呢？师：月球上没有空气，所以在月球上宇航员即使近在咫尺，也只能通过无线电交谈，因为无线电波在真空中也能传播.1.声音的传播需要介质.传播声音的介质可以是气体、固体，也可以是液体.2.真空不能传声2.声音以声波的形式传播教师引导学生看录像《声音在空气中的传播》，并认真思考声音在空气中是如何传播的.师：以击鼓为例（录像）：鼓面向左振动时压缩左侧的空气，使得这部分空气变密；鼓面向右振动时，又会使左侧的空气变稀疏.鼓面不断左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动，向远处传播.这个过程和水波的传播相似.用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播.因此，声音也是一种波，我们把它叫做声波.板书：声音是以声波的形式向外传播.例题2一部科幻电影中有这样的场面：一艘飞船在太空中遇险，另一艘飞船前去营救的途中，突然听到了巨大爆炸声.请你给导演指出这个场景中的科学性错误：.答案：太空中没有空气，声音不可能传播，因而不会听到飞船的巨大爆炸声.课堂演练教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.知识点3 声速和回声1.声音的传播需要时间师：平时我们说话时，一张口，马上就听到声音了.那么声音的传播需要时间吗？请你举例说明.生：声音的传播需要时间.例如：对着远处的山崖喊话，过一段时间后才能听到回声；雷电时，总是先看到闪电，后听到雷声；田径比赛时，在远处先看到发令枪的烟雾，后听到发令枪的声音……教师鼓励学生的积极发言，并进行总结和板书：板书：声音的传播需要时间，也就是声音是以一定的速度传播的.师：我们知道气体、液体和固体都可以做介质将声音传播出去，那么声音在不同介质中传播的速度一样吗？请同学们阅读教材P30页《小资料》——“一些介质中的声速”，并回答下列思考题：（用多媒体展示）思考题：（1）声音在15 ℃和25 ℃的空气中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？（2）声音在25 ℃的空气和蒸馏水中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？（3）对比表中的数据，你还可以发现什么？学生回答：（1）15 ℃时空气中的声速为340 m/s，25 ℃时空气中的声速为346 m/s.说明声速跟介质的温度有关.（2）25 ℃时空气中的声速为346 m/s，25 ℃时蒸馏水中的声速为1500 m/s.说明声速跟介质的种类有关.（3）声音在固体、液体中比在空气中传播得快.板书：1.声速是描述声音传播快慢的物理量.2.声速的大小与介质的种类和温度有关.3.回声师：当声音在传播过程中，遇到障碍物时，会被反射回来，再传入耳朵，我们就听到了回声.如果声源与障碍物的距离较远，反射回来的声音到达人耳比原声晚0．1s以上，人耳就能把回声跟原声区分开；如果声源与障碍物的距离较近，不到0．1s，回声和原声就混在一起，会使原声加强，使我们听到的声音更响亮.音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好.板书：人耳听到回声的条件：反射回来的声音到达人耳的时间比原声晚0．1s以上.例题3 （多媒体展示）在电子自动计时器普及之前，小型运动会上的百米赛跑项目还用人工计时．终点记时员正确的操作应该是在看见起点发令员发令枪冒烟的瞬间开始计时．若计时员操作失误，听到枪声才开始计时，那么他记录的时间比运动员实际跑的时间长些，还是短些?相差多少?(空气中声速为340m／s) 分析：运动员起跑是听发令枪响，如果计时员听到枪声再开始计时，由于声音从起点传到终点要经历一段时间，所以实际上是运动员已跑了一段距离，计时员才开始计时，显然记录的时间比运动员跑的时间短，相差的时间就是声音从起点传到终点的时间．如果计时员是在看到发令枪冒烟瞬间开始计时，由于光速极快（以后会学），传播100 m所用的时间可忽略不计.(光速是3×108m/s)解：t=sv=100340/mm s=0.294s.他记录的时间比运动员实际跑的时间短些，相差0.294s.教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.知识点4 我们是怎么听到声音的1.人耳的构造教师先引导学生自己阅读教材P30页《科学世界》——“我们是怎么听到声音的”，再讲解.师：“风声、雨声、读书声，声声入耳”.可见，耳朵是一个帮助我们认识这个丰富多彩世界的重要感觉器官.下面我们就一起来学习人耳的构造.教师出示人耳的构造挂图（如右图），并引导学生了解人耳的结构.教师鼓励学生试着描述人耳听到声音的基本过程：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音.生：那么耳聋是怎么回事？师：在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，导致耳聋.生：那样的话，我们将失去了获取信息的主要渠道，我们将生活在一个非常寂静的世界.师：在我们的周围，有很多人因为各种原因失去听觉，我们每一位健康的人应该关心、帮助残疾人，从现在起努力学好科学知识，以便帮助这些人恢复听觉.板书：1.人耳的构造：人耳由耳廓、耳垂、外耳道、鼓膜、听小骨、半规管、前庭、耳蜗及听觉神经组成.2.人耳感知声音的基本过程：发声体发出的声音以声波形式传播到外耳道中，引起鼓膜的振动，再经过听小骨及其他组织刺激听觉神经，把这种信号传递给大脑，就产生了听觉.板书：3.人耳听到声音的过程简图：声音声波外耳道鼓膜振动听小骨及其他组织听觉神经信号大脑2.骨传导教师引导学生做教材P31图2.1-9的实验“体验骨传导”.师：请同学们将振动的音叉放在耳边，听音叉的声音.学生分组操作.（两个学生一组，轮换着听音叉的声音）师：在这种情况下，人是如何听到声音的？生：音叉的振动在空气中激起声波，声波由空气传入耳内，引起鼓膜的振动，这种振动经过听小骨及其他组织刺激听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音.师：用两个棉花将耳朵堵住，再听音叉的声音.生：听不到了.师：请同学们用棉花将自己的耳朵堵住，把振动的音叉的尾部先后抵在前额、耳后的骨头和牙齿上，看看能否听到音叉的声音？学生分组操作.（把音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头上，能“听到”较弱的声音，把音叉放在牙齿上体验，能“听到”较强的声音.）师：这个实验说明了什么道理？生：骨能传声.师：声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音.例如:音乐家贝多芬耳聋后，就是用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，从而继续进行创作的.他的这种对音乐的执着和刚强的意志，真让我们健康人为之震撼.板书：声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，物理学中把声音的这种传导方式叫做骨传导.例题4（多媒体展示）如图所示，将一把金属叉子拴在一根约1m长的线的中间，把线的两端分别缠绕在双手的食指上，缠绕多圈，插入耳朵．然后让叉子撞到坚硬的物体上，等它垂下把线拉直时，你就可以听到敲钟似的响声．通过撞击，金属叉子_____发声，声音主要通过_____传递到人耳．解析：声音是由发声体的振动产生的.由图可知听到叉子撞到坚硬物体上的敲钟似的响声不是由空气传来的，而是由固体传导来的，因为固体传声比气体传声好.答案：振动线和手指（固体）教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.【教师结束语】这节课我们学习了声音的产生与传播.通过探究，我们知道一切正在发声的物体都在振动；振动停止，其发声也就停止.明白了声音是靠介质传播的，空气、液体、固体都是能传播声音的介质，由于真空中什么都没有，所以它不能传声.还知道声音在空气中（15℃）的传播速度为340m/s；声音的传播速度与介质的种类有关，还跟介质的温度有关等.最后我们还进一步了解了人耳的结构和骨传导.好，谢谢！课后作业请同学们完成对应练习册中本课时课后作业部分.1.这节课涉及的内容多，且很零碎，实验又大都与学生的实际联系紧密，所以让学生动手比较容易，鼓励学生大胆动手，让学生有个正确学习物理方法的良好开端.但个别实验的演示、观察也出现了一些困难，如声音以声波的形式传播，针对这些较难处理的实验，我们可以通过视频展示从而得到很好的体现.2.在探究声音产生的过程中，教师应注意渗透科学研究方法.①运用比较的方法：如比较物体在发声与未发声时的区别；②运用转化的方法：如由于人眼不容易直接观察到发声体的振动，探究时可借助音叉触及人体面颊时所引起的感觉以及音叉击起的水花来显示音叉发声时在振动；③运用归纳的方法：如通过大量发声现象的归纳，发现发声的物体都在振动.3.教师要引导学生用身边的物品进行实验，对他们进行物理其实就在身边的教育；提倡用高科技手段进行教学，使学生充分感受到科技给我们带来的便利.。