了解大鐘發(fā)聲原理

1、“了解大鐘發(fā)聲原理”一、 活動(dòng)背景：我們剛剛學(xué)過(guò)了聲現(xiàn)象這一章內(nèi)容，大家都知道聲音的產(chǎn)生是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的。但是具體是怎樣振動(dòng)產(chǎn)生的？我們只有理論上的概念，沒有在具體實(shí)踐活動(dòng)中真正體驗(yàn)，因此我們就這個(gè)問題，結(jié)合生活中不乏許多地方都有鐘表的存在，取材方便、簡(jiǎn)單。易于進(jìn)行研究，就設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合實(shí)踐方案：“了解大鐘發(fā)聲的原理”進(jìn)行研究。二、 活動(dòng)目標(biāo)：1、 讓學(xué)生學(xué)會(huì)善于觀察和思考的能力，善于發(fā)現(xiàn)、善 于思考的學(xué)習(xí)品質(zhì)。2、 會(huì)把物理知識(shí)應(yīng)用于社會(huì)生活。3、 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，拓展知識(shí)面。三、 活動(dòng)過(guò)程：創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境：教師在早上八點(diǎn)整的時(shí)候，要求學(xué)生聆聽從我們縣電業(yè)局的大樓頂端的大鐘上

2、發(fā)出的鐘聲，然后提問學(xué)生：為什么我們能聽到鐘聲？鐘聲是怎樣發(fā)出的？又是怎樣傳到我們的耳朵里呢？我們?cè)谏钪薪佑|多么？今天我們就結(jié)合課本走出學(xué)校，去生活中尋找這個(gè)課題的奧妙。我把本節(jié)分成三個(gè)過(guò)程：第一個(gè)過(guò)程：同學(xué)們親自來(lái)到電業(yè)局的郵電大樓下面，當(dāng)整點(diǎn)的時(shí)候，觀察并記錄大樓頂部的大鐘是怎樣發(fā)聲的？觀察大鐘的鐘擺停了以后聲音是否也停了？并體會(huì)鐘聲的高低和傳的遠(yuǎn)近。第二個(gè)過(guò)程：同學(xué)們是自己在家里找一個(gè)小鬧鐘，然后帶到學(xué)校，進(jìn)行上勁以后，進(jìn)行觀察聲音的產(chǎn)生和傳播，自己親自動(dòng)手感受，然后寫出一篇“聆聽鐘表發(fā)聲的感受”心得體會(huì)。第三個(gè)過(guò)程：同學(xué)們是愛動(dòng)手的學(xué)生進(jìn)行小制作：根據(jù)物體發(fā)聲的原因和條件，進(jìn)行音樂鬧

3、鐘小制作，充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力。四、 活動(dòng)小結(jié)根據(jù)學(xué)生親身經(jīng)歷的實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，五、 課外作業(yè)：抽出節(jié)假日和雙休日，到月山寺的鐘樓上面敲一下那里的大鐘。真正體會(huì)大鐘的發(fā)聲。六、 教學(xué)反思：在整個(gè)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程中，教師大膽地放手讓學(xué)生去鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手的能力、自主探究學(xué)習(xí)的能力、合作探究學(xué)習(xí)的能力、審美和創(chuàng)新的能力，使學(xué)生的各種能力得到充分的鍛煉和提高，真正體現(xiàn)了綜合實(shí)踐活動(dòng)的特性。活動(dòng)課題：了解大鐘發(fā)聲原理活動(dòng)時(shí)間：活動(dòng)成員：九年級(jí)（7班）學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容：1、 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。2、 學(xué)生進(jìn)行探究，研究大鐘的發(fā)聲和小鬧鐘的發(fā)聲。3、 學(xué)生親自體驗(yàn)鐘聲，匯報(bào)心得體會(huì)?；顒?dòng)成

4、果：調(diào)查大鐘發(fā)聲的心得體會(huì)、鬧鐘發(fā)聲的音頻資料效果:通過(guò)此次活動(dòng)，教師大膽地放手讓學(xué)生去鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手的能力、自主探究學(xué)習(xí)的能力、合作探究學(xué)習(xí)的能力、審美和創(chuàng)新的能力。鐘表發(fā)聲的原理 鐘表的原理是用卷簧儲(chǔ)存以力矩形式表現(xiàn)的能量，用固定傳動(dòng)比的多級(jí)齒輪，分別顯示不同的時(shí)間單位。用具有精確固定振動(dòng)周期的盤簧，與非線性擺動(dòng)的機(jī)械離合-制動(dòng)器，專業(yè)上稱為擒縱機(jī)構(gòu)，按照準(zhǔn)確的角速度，將卷簧，儲(chǔ)存以力矩形式表現(xiàn)的能量釋放出來(lái)。不同指針的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度不一樣而各自恒定。在大鐘計(jì)時(shí)的過(guò)程中，當(dāng)鐘擺的重錘下落，帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給守時(shí)機(jī)構(gòu)。守時(shí)機(jī)構(gòu)包括一套擒縱裝置和橫擺，擒縱裝置主要由棘輪和帶棘爪

5、的心軸組成，心軸上方與橫擺相連。當(dāng)棘輪在重錘的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，上方的輪齒推開心軸上部的棘爪，使心軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，而這樣剛好又使心軸下部的棘爪轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)?yè)踉谙路捷嘄X的去路上，棘輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將它推開后，心軸就轉(zhuǎn)回原來(lái)的位置，完成了一次擺動(dòng)。心軸每擺動(dòng)一次，棘輪都轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相同的角度，而這種擺動(dòng)的頻率通過(guò)連在心軸上的橫擺得到控制，從而具有等時(shí)性(如同單擺的等時(shí)性一樣，這種等時(shí)性是可以用經(jīng)典力學(xué)證明的)，這樣，將棘輪的運(yùn)動(dòng)通過(guò)中軸傳遞給表盤上的指針，指針就可以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)了。此外，由于橫擺擺動(dòng)的頻率與橫擺的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和棘輪施加給它的力量大小有關(guān)，而后者又最終由重錘所受的重力決定，不易調(diào)節(jié)，因此為方便對(duì)鐘表運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)

6、試，橫擺兩端的配重物被設(shè)計(jì)成可以移動(dòng)的，向外移則橫擺的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，鐘速變慢，向內(nèi)移則轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，鐘速變快。這種鐘的缺點(diǎn)在于，重錘提供的驅(qū)動(dòng)力在維持主要機(jī)械部分運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也是推動(dòng)橫擺擺動(dòng)的唯一力量，而這個(gè)推力是與橫擺的擺動(dòng)頻率相關(guān)的，當(dāng)重錘提供的動(dòng)力經(jīng)過(guò)數(shù)重機(jī)械結(jié)構(gòu)最終傳遞到橫擺以后，其間的誤差已經(jīng)積累得非常大了。因此這種鐘走得“很不準(zhǔn)確”。伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的等時(shí)性以后，建議研制利用單擺作為核心守時(shí)裝置的計(jì)時(shí)器，這一提議在惠更斯手中得到實(shí)現(xiàn)。 大鐘的機(jī)械動(dòng)力仍由重錘提供，但擒縱器的擺動(dòng)頻率由單擺控制。一個(gè)與擒縱器心軸連在一起的L形桿伸向單擺，L形桿的桿頭分叉，剛好卡住剛性的擺棍，單擺擺動(dòng)時(shí)帶

7、動(dòng)L形桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而把擺動(dòng)的頻率傳遞給擒縱器。擺鐘的優(yōu)越性在于，單擺的頻率與推動(dòng)它的初始力量無(wú)關(guān)，而只與重力和擺長(zhǎng)有關(guān)，這樣守時(shí)機(jī)構(gòu)就真的不再受到動(dòng)力機(jī)構(gòu)的干擾了。之后，惠更斯又發(fā)明了一種游絲擺輪裝置。游絲是一個(gè)螺旋形的彈簧，連在擺輪上，當(dāng)擺輪向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使游絲發(fā)生形變，產(chǎn)生一個(gè)力拉動(dòng)擺輪回轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，游絲再一次發(fā)生形變，又產(chǎn)生一個(gè)反向的力，重新把擺輪拉回來(lái)。這樣就能維持一種能夠周期性的震動(dòng)，像橫擺、單擺一樣，用來(lái)控制擒縱器的頻率。游絲擺輪與單擺一樣獨(dú)立于動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其頻率不受其他機(jī)械部分影響，而利用游絲擺輪制成的鐘表相對(duì)于擺鐘的優(yōu)點(diǎn)主要在于不依靠重力，因此只要設(shè)計(jì)合理，那么其在移動(dòng)

8、中仍可準(zhǔn)確走時(shí)，也就意味著相對(duì)更加便攜。后來(lái)英國(guó)人哈里森發(fā)明的第一臺(tái)能夠精確運(yùn)行的航海鐘就采用這種機(jī)構(gòu)的。 了解了大鐘發(fā)聲原理，當(dāng)大鐘發(fā)出聲音以后，通過(guò)介質(zhì)傳入人耳，外界傳來(lái)的聲音引起鼓膜的振動(dòng)，帶動(dòng)聽小骨及其他組織也跟著振動(dòng)，這種振動(dòng)又傳給耳蝸中的聽覺神經(jīng)，聽覺神經(jīng)把信號(hào)傳給大腦，我們便聽到了聲音。鬧鐘發(fā)聲后的感想大千世界、蕓蕓眾生，自然界有各種各樣的聲音，有美妙的歌聲，有令人煩躁的噪聲，有悲哀的聲音，也有憤怒的聲音如果這個(gè)世界失去了聲音，就會(huì)變得一片死寂，人們的生活也沒有了任何意義。我現(xiàn)在站在大鐘下面，仰頭傾聽。滴答滴答，是時(shí)間的流淌.滴答滴答，是聲音的傳播。滴答滴答，是人生的感悟。忽然之

9、間，想到了物理課本上關(guān)于聲現(xiàn)象的描述，想到了聲音在空氣中的傳播速度是340米每秒，想到了聲音的傳播需要介質(zhì)，想到了影響聲速大小的因素，想到了聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)停止，發(fā)聲也停止。由此說(shuō)來(lái)，若是大鐘的鐘擺不再擺動(dòng)，那么大鐘豈不是也無(wú)法發(fā)聲了嗎。若是沒有了空氣，那聲音豈不是無(wú)法傳到我們的耳朵中去了嗎。如此一想，只能感嘆一句，物理存在于生活。聽，鐘聲又傳來(lái)了，那么響，那么清晰。那么鐘聲的大小和什么有關(guān)呢？這時(shí)候，我突然想到聲音的大小不就是物理上講的響度嗎？于是乎，答案很快就出來(lái)了。那就是和物體的振動(dòng)幅度有關(guān)咯。振動(dòng)幅度越大，產(chǎn)生的聲音的響度也就越大。而我們之所以聽到鐘聲能快速分辨出這就是大

10、鐘聲音，是因?yàn)榇箸娪兄?dú)特的音色。 我?guī)е鴮?duì)鬧鐘發(fā)聲的好奇和疑惑，通過(guò)電腦查找資料，還了解到鬧鐘如果質(zhì)量不好，里面的時(shí)間基準(zhǔn)石英晶體或基準(zhǔn)電容受溫度及濕度影響較大，這些都會(huì)影響走時(shí)精度。一般石英電子鐘表都會(huì)在夏季（或潮濕季節(jié)）時(shí)走時(shí)慢，冬季（或干燥季節(jié)）時(shí)走時(shí)快。磁場(chǎng)的影響是暫時(shí)的，如遇到強(qiáng)磁場(chǎng)則停走，離開強(qiáng)磁場(chǎng)則續(xù)走，不會(huì)影響鐘表本身快慢。質(zhì)量較好的名牌石英電子鐘表受溫度及濕度的影響較?。ㄒ荒陜?nèi)誤差在1分鐘左右）。發(fā)條擰得緊些，它的形變就大些，因此具有的彈性勢(shì)能就多些，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能就多些，就能推動(dòng)鐘表的齒輪做較多的功，使鐘表走的時(shí)間長(zhǎng)些。 這一次的大鐘之旅，讓我對(duì)聲現(xiàn)象的理解更深了一

11、步。物理存在于生化活，我們應(yīng)該從生活中感受物理的魅力。     聆聽鐘聲的感受 鐘聲不僅是提醒我們時(shí)間的工具，也是提醒我們勤奮守時(shí)的良師。    今天下午放學(xué)后，我和我們活動(dòng)小組的同學(xué)一起來(lái)到電業(yè)局大樓下聽鐘聲，這也是我們的任務(wù)。時(shí)間已是5點(diǎn)多了，夕陽(yáng)西下，與會(huì)照在鐘樓上在地面上留下了一條斜影?，F(xiàn)在離整點(diǎn)還有一會(huì)時(shí)間，鐘聲暫時(shí)還不會(huì)響起。我們還要和鐘樓一起合影，所以就拿出照相機(jī)，可是由于鐘樓太高照到人就照不到鐘樓，所以我們就只能將鐘樓照下來(lái)而不露臉了。    看看表，還有5，6分鐘聲就要響起了“咚！”像是一段音樂，然后是一聲聲悠