第三節(jié)聲音的特性

1、第三節(jié) 聲音的特性教學目標一、知識目標 1了解聲音的特性。2知道樂音的音調跟發(fā)聲體的振動頻率有關，響度跟發(fā)聲體的振幅有關。3不同發(fā)聲體發(fā)出樂音的音色不同。二、能力目標 1通過做“音調與頻率有關的實驗”和“響度與振幅有關的實驗”，進一步了解物理學研究問題的方法。 2培養(yǎng)學生科學探究的能力。三、德育目標 1體會現(xiàn)實世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，培養(yǎng)學生更加熱愛世界、熱愛科學的品質。2培養(yǎng)學生聯(lián)系生活、生產和科學技術的意識。教學重點 音調、響度、音色的概念及其相關因素。教學難點 探究決定音調、響度的因素。教學方法 探究法、演示法。 教學用具 鋼尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（系有細繩）、鐵支架、口琴

2、、笛子、小提琴、錄音磁帶、錄音機。課時安排 1課時教學過程一、創(chuàng)設問題的情境，引入新課師生活中我們接觸到的聲音各種各樣，千差萬別。其中有許多聲音讓我們感到悅耳、動聽。例如：音叉發(fā)出的聲音、人歌唱的聲音、各種樂器的演奏聲等，它們都是物體做規(guī)則振動時發(fā)出的聲音，物理學中把這類聲音叫做樂音。請同學們注意聽下面的歌曲（男低音獨唱曲、女高音獨唱曲），比較這兩支歌曲的演唱風格有什么不同？生甲前者的演唱聲音低沉，后者的演唱聲音尖細。生乙前者的演唱是通俗唱法，后者的演唱是民族唱法。生丙前者的演唱聲音小，后者的演唱聲音大。生丁 前者的演唱音調低，后者的演唱音調高。師有的聲音聽起來音調高，有的聲音聽起來音調低，聲

3、音為什么會有音調高低的不同呢？讓我們一起來做下面的探究活動。二、進行新課探究音調和頻率的關系。師每組的實驗臺上備有鋼尺，請同學們想辦法使鋼尺發(fā)聲。生把鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊，撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音。師使鋼尺伸出桌邊的長度短一些，注意觀察鋼尺振動發(fā)聲時振動得快慢及聲音的特點。生鋼尺振動得較快，聲音尖而細。師使鋼尺伸出桌邊的長度較長一些，再次撥動，注意要使鋼尺兩次振動的幅度大致相同，比較兩種情況下鋼尺振動得快慢和發(fā)出的音調。生當鋼尺伸出桌邊的長度較短時，鋼尺振動得較快，音調高；當鋼尺伸出桌邊的長度較長時，鋼尺振動得慢，音調低。師同學們剛才的探究活動很成功，為同學們成功的合作及探索鼓掌

4、。請同學們閱讀教材20頁內容，回答下面的問題：投影 1頻率的物理意義是什么？什么叫頻率？ 2在國際單位制中，頻率的單位是什么？3物體振動得快慢、頻率跟音調的關系是什么？ 4大多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍是什么？5什么叫超聲波？什么叫次聲波？ 6生活中你對超聲波、次聲波了解多少？能說出它們的一些用處嗎？生閱讀教材內容，并討論上述問題。師指導學生帶著問題去閱讀。生答1頻率是用來描述物體振動快慢的物理量，物理學中把物體在每秒內振動的次數(shù)叫做頻率（frequency)。2在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hertz)，簡稱赫，符號為Hz。3頻率決定聲音的音調。物體振動得快，頻率高，發(fā)出的音調就高；物體振動

5、得慢，頻率低，發(fā)出的音調就低。4大多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍從20 Hz到20000 Hz。其中20 Hz是人類聽覺的下限，20000 Hz是人類聽覺的上限。5頻率高于20000 Hz的聲音叫做超聲波（supersonic wave)。 頻率低于20 Hz的聲音叫做次聲波(infrasonic wave)。6超聲波有兩個特點：一個是能量大，一個是沿直線傳播。超聲波的應用主要有以下幾個方面（1）超聲波加濕器、治療咽喉炎及氣管炎的藥液霧化器利用超聲波的高能量將液體破碎成許多小霧滴。(2)超聲波清洗污垢。(3)聲納利用超聲波基本上沿直線傳播探測水中的暗礁、敵人的潛艇，測量海水的深度。(4)超聲波探傷儀

6、利用超聲波沿直線傳播探測金屬、陶瓷、混凝土制品內部是否有氣泡和裂紋。(5)醫(yī)院利用B超（B型超聲波）分析體內的病變。(6)許多自然災害如地震、火山爆發(fā)、龍卷風等在發(fā)生前都會發(fā)出次聲波，科學家們用次聲波來預測臺風、研究大氣結構等，在軍事上可以利用次聲來偵察大氣中的核爆炸、跟蹤導彈等等。師 有趣的是很多動物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。例如蝙蝠，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物。海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準確地確定遠處小魚的位置。生老師，現(xiàn)代的無線電定位器雷達，就是仿照蝙蝠的超聲波定位系統(tǒng)制造的。師的確是這樣，這門新學科叫仿生學。另外，有些動物對高

7、頻聲波反應靈敏（如貓、狗、海豚），而有些動物對低頻聲波有很好的反應（如大象可以用人類聽不到的“聲音”進行交流，實際上大象的語言對人類來說就是一種次聲波）。請同學們課后通過查閱資料、訪問網站等多種途徑，了解超聲波和次聲波的應用，并利用活動課進行交流。演示觀察聲波的波形師簡單介紹示波器的作用： 在這里，我們要用示波器顯示聲波的波形。生示波器為什么可以顯示聲波的波形呢？師示波器的構造復雜，工作原理要在高中物理的電場部分涉及到，目前同學們的知識還不足以理解它。另外，我們也沒有必要弄懂它，只要我們會正確使用就行了。下面讓我們一起來完成這個實驗。1通過示波器觀察兩個頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形，比較不同頻

8、率的聲音的波形有什么差別。2通過示波器觀察不同的男女同學發(fā)出聲音的波形，比較男女學生聲音的波形有什么不同?實驗結論：1兩個頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形相似，但頻率高的音叉的波形要密一些。2男、女學生聲音的波形不同，女同學的音調比男同學高，波形就密一些。生老師，輕敲和重敲同一個音叉（即頻率相同的音叉），音叉發(fā)聲的波形有什么不同？師這個問題提得很好，實踐是檢驗真理的惟一標準，讓我們做做看。實驗結論： 輕敲音叉時，波形的幅度??；重敲音叉時，波形的幅度大。但兩種情況下，波形的疏密程度相同。想想議議師振動會發(fā)出聲音，為什么我們聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音，卻能聽到討厭的蚊子聲？請同學們分組討論。生分組討

9、論。師生共同活動，總結上述問題蝴蝶的翅膀一秒鐘振動不超過10次，蚊子的翅膀一秒鐘振動500600次，由于蝴蝶的翅膀振動的頻率低于人耳能夠聽到的頻率范圍，當然人耳聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音。而蚊子翅膀的振動頻率在人耳的聽頻范圍內，人耳就能聽到蚊子翅膀振動發(fā)出的聲音。師聲音有音調的不同，也有強弱的不同。物理學中把聲音的強弱叫做響度。響度也就是我們平常所說的聲音的大小。怎樣才能使物體振動發(fā)出的聲音更響？生大膽地猜想。應該使物體振動的幅度大一些。師同學們能設計一些切實可行的實驗來證實你們的猜想嗎？生甲輕敲鼓面，鼓皮振動的幅度小，聲音弱，響度??；重敲鼓面，鼓皮振動的幅度大，聲音強，響度大。生乙撥動小提

10、琴的琴弦，琴弦振動的幅度小，琴聲弱，響度??；琴弦振動的幅度大，琴聲強，響度大。師同學們剛才的猜想和論證都具有一定的科學性，值得表揚。下面讓我們利用準備的儀器進行探究活動，證實同學們上面的猜想。探究響度跟什么因素有關？1用細線把乒乓球吊起來，使乒乓球靜止，恰好跟音叉的一個叉股接觸。輕敲音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度。2重敲音叉，使音叉發(fā)出響度更大的聲音，觀察乒乓球被彈開的幅度。3比較音叉發(fā)出不同響度的聲音時，乒乓球被彈開的幅度有什么不同。4通過上面的探究活動，可以得出什么結論？生分組實驗，探究響度跟什么因素有關。實驗結果：1音叉發(fā)出聲音的響度小，乒乓球被彈開的幅度小，音叉振動的幅度??；音叉發(fā)出聲音

11、的響度大，乒乓球被彈開的幅度大，音叉振動的幅度大。2通過上面的探究活動可知，響度跟發(fā)聲體振動的幅度有關，物體振動的幅度越大，產生聲音的響度越大。師物體振動的幅度叫振幅。物體的振幅越大，聲音的響度就越大。生振幅是確定響度的惟一因素嗎？師實際中，響度還跟聽者與發(fā)聲體的距離有關。距發(fā)聲體越遠，聽到的聲音越小，響度越小。(可以向學生簡單介紹原因：因為聲音在傳播過程中，越到遠處越分散。）演示音調和響度的關系用口琴先用力吹“1”，再輕輕吹“5”。請同學們比較它們音調的高低，響度的大小。生甲“1”的響度大。 生乙“5”的響度小。 生丙“1”的音調低。 生丁“5”的音調高。師通過上面的實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)：音調

12、和響度是聲音的兩個不同的特征。響度大的聲音，音調不一定高； 音調高的聲音，響度也不一定大。在同一首歌曲中，音調低的“1”可以唱得比音調高的“5”更響。練習請同學們討論并回答，蚊子的叫聲與黃牛的叫聲相比，哪個音調高？哪個響度大？參考解答： 蚊子的叫聲音調高；黃牛的叫聲響度大。師頻率的高低決定聲音的音調。但是不同的物體發(fā)出的聲音，即便音調相同，我們還是能夠分辨它們。這表明在聲音的特征中還有一個因素是十分重要的，它就是音色。物理上，把不同的物體發(fā)出的聲音具有不同的特色叫音色（musical quality)。想想做做師請同學藏在講桌后面，用不同的樂器（口琴和笛子）演奏C調的“1”，讓同學們猜他們用的

13、各是什么樂器？生甲第一位同學用的是口琴。 生乙第二位同學用的是笛子。師兩位同學猜得都對。為什么這兩位同學猜得如此準呢？生因為它們的音色不同。師播放錄音（分別用小提琴和二胡演奏的二泉映月）。同學們能不能分辨出由不同樂器演奏的同一首樂曲。生據(jù)它們的音色不同來分辨。演示觀察波形。將話筒接在示波器的輸入端，用不同的樂器對著話筒發(fā)出相同音調的聲音（都發(fā)C調的1”），比較各波形有何異同？實驗結果：不同樂器演奏C調的“1”時，波形各不相同，音調相同，頻率相同；但振幅不同，響度不同。想想做做師在上節(jié)的活動課上，我已經讓同學們用錄音機聽自己的錄音，然后把自己的錄音與自己的原聲作了比較。在這里，我們要讓別的同學聽你講話，再聽你的錄音，然后加以比較，兩次聽到的聲音一樣嗎？學生實際操作實驗結果：聽別人直接講話和聽別人的錄音沒有多大差別。分析原因：這是因為錄音機錄下的是說話人通過空氣傳來的聲音，直接聽到說話人的聲音也是通過空氣傳來的，所以別人認為像說話人的聲音。三、小結