家中的物理實驗

1、家中的物理實驗（聲學(xué)篇）在家庭中， 我們能否利用一些物品去完成一些聲學(xué)的探究實驗?zāi)兀孔屛覀冊囈辉?，一下家中物理實驗的探究樂趣吧！體會1利用廚房中兩把鏟子進(jìn)行敲擊來探究聲音產(chǎn)生的條件：將兩把鏟子相互敲擊，用手感覺鏟子發(fā)聲時產(chǎn)生的振動，可以得出聲音是由于物體振動而產(chǎn)生的。2利用大口的塑料飲料瓶、賀卡中的音樂塊、開水來探究聲音的傳播需要介質(zhì)：1）聲音可以在空氣中傳播：將音樂賀卡用塑料紙包好（防止被水弄濕而損壞）后用細(xì)線吊在飲料瓶的中央，蓋上瓶蓋，接通電路，可以聽到音樂聲；在瓶子中放上少量開水，輕輕振蕩后迅速將瓶蓋蓋起來， 可以發(fā)現(xiàn)聲音減小了， 說明聲音不能在沒有空氣的空間中傳播。2）聲音可以在水中傳

2、播：在上面的實驗中，將音樂塊接通電路后用塑料袋密封包好放在瓶子的中央并在瓶子中裝滿水，同樣可以聽到音樂聲，說明聲音可以在液體中傳播。3）聲音可以在固體中傳播：將音樂塊放在桌子上接通電路，耳朵貼著桌面可以聽到直接從空氣中聽到的聲音不同，說明聲音可以在固體中傳播。3感知聲音的傳播速度比光慢：在夜晚觀察遠(yuǎn)處燃放煙花爆竹，比較看到火光和聽到聲音的先后來感知聲音和光的傳播速度的快慢； 在雷雨天去比較看到閃電和聽到雷聲的先后來感知聲音和光的傳播速度的快慢。4利用鋼鋸條探究鋸條伸出的長短、發(fā)聲的音調(diào)與振動發(fā)出聲音的頻率的關(guān)系：將鋼鋸條夾在桌子的縫隙中，用手撥動鋼鋸條，觀察鋼鋸條發(fā)出聲音的頻率和振動快慢的關(guān)系

3、，可知鋼鋸條伸出越長， 振動得越慢， 聲音的音調(diào)越低。 用這個實驗同時可以感知聲音是由于物體的振動而產(chǎn)生的。5利用幾只相同的玻璃杯、水和筷子探究杯子中裝有的水的多少與音調(diào)的關(guān)系：在杯子中裝上不同深度的水， 用筷子敲擊，聽一聽所發(fā)出的聲音的音調(diào)，可以知道水越多， 發(fā)出的聲音音調(diào)越低。 如果調(diào)節(jié)好杯子中的水量， 按照音樂中的音階排列， 可以用它來演奏簡單的樂曲！6利用面盆和筷子、米粒來探究聲音的大小與振幅的關(guān)系：將面盆反扣在桌面上，再將米粒放在面盆上， 用筷子在面盆上敲擊使面盆發(fā)出聲音， 同時觀察米粒跳動的幅度的大小，可以發(fā)現(xiàn)用力敲擊時，發(fā)出的聲音的響度大同時面盆的振動幅度大。7敲擊鍋、碗、瓢、盆

4、等廚房炊具，可以感知它們的音色不同，借助于學(xué)校的實驗室中的示波器，可以直觀地看到它們的波形。精選文庫9探究弦的音調(diào)和弦的長短、粗細(xì)、松緊的關(guān)系：取兩根粗細(xì)不同的尼龍繩，將其綁在桌腿上， 在繩子下面墊上兩只瓶蓋 （為了提高實驗的效果， 可以在一個瓶蓋的下面放上一個火柴盒），即可完成實驗：1）在同一根繩子上，保持繩子的松緊不變，調(diào)節(jié)瓶蓋間的距離，可以驗證弦振動的音調(diào)與弦的長短的關(guān)系；2）在同一根繩子上，保持瓶蓋的距離不變，調(diào)節(jié)繩子的松緊，可以驗證弦的振動的音調(diào)與弦的松緊的關(guān)系；3）在不同粗細(xì)的繩子上，保持瓶蓋的距離和繩子的松緊不變，可以驗證弦振動的音調(diào)與弦的粗細(xì)的關(guān)系；10利用米尺、 熱水瓶和湯匙

5、探究聲音的共鳴：在熱水瓶中裝入適量的水，用兩把小湯匙在瓶口相互敲擊發(fā)出聲音，細(xì)心調(diào)節(jié)瓶中水的多少，當(dāng)聽到的聲音最響亮?xí)r，用米尺量出水面到瓶口的距離可知在什么長度下空氣會發(fā)生共鳴； 如果我們能事先測量出湯匙振動的頻率，算出聲波的波長，比較共鳴的長度和聲波的波長，你會發(fā)現(xiàn)它們之間的奇特的關(guān)系。11其它的探究和現(xiàn)象觀察：用超聲波洗碗機(jī)體驗超聲波具有能量；用敲擊的方法來判斷碗的好壞，主要根據(jù)聲音的音色。巧用小實驗，探索聲現(xiàn)象徐州市睢寧縣雙溝第二中學(xué)宋曉樓生活中用很多物品可以用來制作、演示物理小實驗，能取得很好的效果。在“聲現(xiàn)象”的學(xué)習(xí)中，我們就可以借用很多生活物品進(jìn)行探究，從而揭示“聲”的奧秘。一、探

6、索“聲音的產(chǎn)生”聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的11跳動的小人：如圖1，用硬紙片把一個小喇叭糊起來，做成一個“舞臺”。將一輕小的玩具小人放在“舞臺”上，當(dāng)音樂響起時，臺上小人會在音樂聲中翩翩起舞，這個現(xiàn)象說明發(fā)聲的物體在振動。-2精選文庫圖 112跳動的火焰： 將點燃的蠟燭靠近收音機(jī) （或錄音機(jī)） 的揚(yáng)聲器旁， 當(dāng)音樂響起時，會發(fā)現(xiàn)火焰隨之“跳動”。13晃動的水面：將一杯水放在桌面上，用力敲擊桌面，在聽到聲音的同時，會發(fā)現(xiàn)杯子中的水面晃動。14跳動的紙屑：直接在小喇叭的紙盆中撒入一些小紙屑（如圖 2），當(dāng)音樂響起時，紙屑隨著音樂一起跳動，或者將小紙屑放在鼓面上（如圖3），敲擊鼓面，會發(fā)現(xiàn)小紙屑隨著聲

7、音一起跳動（同時該實驗還可以探索響度與振幅的關(guān)系）。圖2圖31 5飛濺的水花：如圖4 將發(fā)聲的音叉放入水中，會發(fā)現(xiàn)水花四濺。-3精選文庫圖 416舞動的直尺：如圖 5 所示，將直尺的一端緊壓在桌面上，撥動伸出桌面的一端會聽到聲音，同時觀察到直尺在振動（同時該實驗還可以探索響度與振幅的關(guān)系）。圖 517律動的橡皮筋：將一橡皮筋兩端固定，用力彈擊橡皮筋，在聽到聲音的同時觀察到橡皮筋在振動。二、探索“聲音的傳播” 固體、 液體、氣體都可以傳聲-4精選文庫2 1土電話：如圖6 所示，將一把金屬叉子拴在一根約1m長的線的中間把線的兩端分別纏繞在雙手的食指上，纏繞多圈，插入耳朵。然后讓叉子撞到堅硬的物體上

8、，等它垂下把線拉直時，你就可以聽到敲鐘似的響聲?；蛘呷鐖D 7 所示， 用兩只空紙杯， 一根棉線制成了一個 “土電話” 。如果在用 “土電話”時，線沒有拉直而處于松弛狀態(tài)，則聽的一方通過棉線“不能”聽到對方的講話聲；如果在用“土電話”時，另一個同學(xué)用手捏住線上的某一部分，則聽的一方就聽不到聲音了，是因為“手捏住線時，阻礙了振動在棉線上的傳播”；用“土電話”能實現(xiàn) 10m間的通話，說明“棉線（固體）能傳聲”；相距同樣遠(yuǎn)，講話者以同樣的響度講話，如果改用細(xì)金屬絲連接土電話，則聽到的聲音就大些。則說明“細(xì)金屬絲比棉線更容易傳聲”?；蛘邔⒁恢背咭欢朔旁诙?，用手在另一端輕輕地刮或敲擊，能聽到聲音。22驚

9、嚇的小金魚： 在一金魚缸的旁邊， 用力的拍掌， 會發(fā)現(xiàn)金魚因驚嚇而四處游竄，說明液體可以傳聲。-5精選文庫三、探索“音調(diào)”31變聲的暖水瓶：向暖水壺內(nèi)倒開水，剛開始，瓶內(nèi)傳出低沉的轟鳴聲，隨著水越來越多，聲音逐漸變得尖厲。用專業(yè)的物理語言來描述這個現(xiàn)象就是：隨著瓶內(nèi)水的增多，聲音的音調(diào)越來越高。32變調(diào)的木梳：如圖 8 所示，用一張硬卡片先后快撥和慢撥木梳的齒，聽到卡片聲音發(fā)生變化這個實驗用來探究音調(diào)是否與聲源振動頻率有關(guān)33吸管樂器：將喝飲料的吸管剪成不同的長度，并用膠帶將吸管底部密封，然后排在一起，如圖 9 所示。對著管口吹氣，由于空氣柱的振動就會產(chǎn)生聲音。管的長短不同，發(fā)出聲音的音調(diào)就不

10、同，這樣就做成了一個小吸管樂器。-6精選文庫3 4多變的哨子：如圖10 所示，在筷子上纏一些棉花，做成一個活塞，用水蘸濕棉花后插入兩端開口的塑料管中，用嘴吹管的上端，可以發(fā)出悅耳的哨聲，哨聲是由于空氣柱振動而發(fā)出的聲音，吹哨時，上下推拉活塞還可以改變哨聲的音調(diào)，從而吹出美妙的聲音。35音樂編鐘： 在多個相同的玻璃杯中倒入不同量的水，用木棍敲擊會發(fā)出不同的聲音，從而制作成一個小編鐘。3 6魔變的吸管：如圖 11，用力吹一根吸管，并用剪刀將它不斷地剪短，會發(fā)現(xiàn)聲音越來越高。-7精選文庫四、探索“聲音能夠傳遞能量”41如圖 12，將一飲料瓶的底部切去然后蒙上橡皮膜，將瓶口對準(zhǔn)點燃蠟燭的火焰，用力敲擊

11、瓶底的橡皮膜，發(fā)現(xiàn)火焰擺動，說明聲音能傳遞能量。-8精選文庫4 2如圖 13 所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，乒乓球會多次被彈開。這個實驗既可以探究聲音產(chǎn)生的原因，又能說明聲音能夠傳遞能量。-9精選文庫43如圖 14 所示，當(dāng)喇叭發(fā)聲時， 肥皂膜將振動既可以模擬人耳是怎樣聽到聲音的，又能說明聲音能夠傳遞能量。用熱水瓶做兩個聲實驗雖說現(xiàn)在很多家庭有了飲水機(jī)， 但熱水瓶的使用還是很普遍的， 現(xiàn)在我們用熱水瓶做兩個與聲有關(guān)的有趣的實驗。把耳朵貼在空熱水瓶的瓶口上， 你就會聽到嗡嗡的聲音。 以前許多老人到市場去買熱水瓶的時候，常常這樣做，據(jù)說這樣可以鑒別熱水瓶保溫性能的好壞（這當(dāng)然是不正確的

12、）。實際上，這是一種共鳴現(xiàn)象。在我們的周圍總是有各種各樣的聲音， 由于這些聲音比較微弱， 我們常常察覺不到。 如果某些聲音和熱水瓶發(fā)生共鳴， 聲音就被放大了。 這種聲音和熱水瓶的質(zhì)量是沒有什么關(guān)系的。把茶杯、飯碗、玻璃杯等器皿的口貼在耳朵上都會聽到聲音，但是聲音的高低不同。你可以用兩只耳朵對不同的器皿進(jìn)行仔細(xì)的比較，就會發(fā)現(xiàn)器皿小， 發(fā)出的聲音音調(diào)就略高一-10精選文庫點。這里面有一個規(guī)律，就是器皿里的空氣柱越長，發(fā)出的音調(diào)越低。換句話說，音調(diào)低的聲音和長空氣柱發(fā)生共鳴，不同的音調(diào)對應(yīng)著不同長度的空氣柱。古代我國曾經(jīng)用空氣柱的長度來校準(zhǔn)各地方的尺子，以防止貪官污吏大尺收稅小尺上繳。中央政府做一

13、個9 寸長，一定粗細(xì)的管子，叫黃鐘律管，作為尺長的標(biāo)準(zhǔn)。各地如法翻造。檢查地方官吏是否偽造尺子的時候， 只要將標(biāo)準(zhǔn)律管吹響， 看看另一個律管是否共鳴就可以。這種檢查十分嚴(yán)格，因為律管差一點就不會產(chǎn)生共鳴。另一個實驗是你天天都做過的， 就是向熱水瓶中灌開水。 一般說來， 任何人都能憑灌水所發(fā)出的聲音來判斷水是不是灌滿了。想一想， 為什么灌的時候，聲音的高低發(fā)生變化呢？灌熱水瓶的時候，水?dāng)噭恿似績?nèi)的空氣，使空氣振動發(fā)出聲音，和吹瓶子一樣， 空氣柱越長發(fā)出的聲音越低。隨著水面的升高，瓶內(nèi)空氣柱不斷地減少，音調(diào)也就跟著升高，當(dāng)你聽到聲調(diào)升高到一定程度的時候，就知道熱水瓶已經(jīng)灌滿了。實際上，灌開水的時候

14、，不僅聲音的音調(diào)發(fā)生了改變，聲音的響度也變了，剛開始時響度大，快滿時，響度小。有人說，這是因為剛開始時從瓶口倒下的開水離水面較高，使水的振幅大，激起瓶內(nèi)空氣的振幅大，所以響度大。這只是其中一個方面，但不是最主要的。主要原因是，剛開始時，瓶內(nèi)的水少，瓶內(nèi)的空氣就多，這些空氣起共鳴的作用，也就是聲音被放大了。 隨著瓶內(nèi)的水越來越多，瓶內(nèi)的空氣就越來越少，聲音被放大的程度越來越小了。吉他、二胡等樂器都有一個用木材做成的箱子，叫共鳴箱，它們共鳴箱的大小是不一樣的。真空不能傳聲的實驗改進(jìn)新目標(biāo)人教版物理八年級上冊聲現(xiàn)象第一章節(jié)里的演示實驗：真空罩里的小鬧鐘實驗。該實驗的材料主要有：抽氣盤、電動或手動抽氣

15、機(jī)、小鬧鐘（手機(jī)、小電鈴）。這一實驗是讓學(xué)生理解空氣也可以傳聲它也是一種介質(zhì)。這一實驗存在一些不足的地方：抽氣泵不僅噪音大而且笨重， 操作起來不方便；抽氣盤的密封效果不穩(wěn)定， 實驗常常不理想；實驗對比不明顯，不能快速連續(xù)演示實驗。以下是我多次改進(jìn)后的實驗：一、實驗裝置圖：如圖 1 所示。-11精選文庫二、實驗主要材料：罐頭瓶（帶蓋）、聲光音樂卡、白線、空碳素筆芯、兩用抽氣機(jī)。三、特點：1具有探究性和創(chuàng)新性。用兩用抽機(jī)代替了笨重的電動或手動抽氣泵，變得輕便、噪音小，用聲音和光的動態(tài)地演示空氣變化時聲音的變化想象。 啟發(fā)學(xué)生用實驗是才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)方法，同時讓學(xué)生產(chǎn)生對聲

16、音傳遞是需要介質(zhì)的。2簡易和實用。這一教具具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，造價低廉，適合學(xué)生在家中進(jìn)行探究性的制作用。實驗效果明顯，易于重復(fù)操作。四、制作方法：1把罐頭瓶的蓋只取下，打兩個 03 毫米的孔，其中一個插入空碳素筆芯，另外一個固定一螺絲，然后用膠水密封。2將生日蛋糕的音樂卡或賀卡的音樂卡上焊接一個發(fā)光二級管，這就成為聲光音樂卡。然后用白線系主懸掛在瓶蓋上的螺絲上，使聲光音樂卡不要碰到罐頭瓶為好。五、使用方法：1接通電源，可以聽到悅耳的聲音和亮光，然后放入罐頭瓶里，檢查瓶蓋的氣密性的好壞。這時可以聽到悅耳的聲音和二極管閃閃發(fā)光。2把兩用抽氣機(jī)的口和瓶蓋上的碳素筆芯外口相接，然后向外抽氣。這時

17、，可以看到燈光的亮度不發(fā)生變化， 音樂卡的聲音慢慢變??； 反之， 讓空氣進(jìn)入瓶中， 燈光的亮度還是沒有發(fā)生變化，而音樂卡的聲音慢慢變大。-12精選文庫敲瓶發(fā)聲和吹瓶發(fā)聲敲瓶發(fā)聲和吹瓶發(fā)聲音調(diào)的變化是聲學(xué)部分常見題目， 也是易錯題型， 在教師中還沒有形成共識。 敲瓶發(fā)聲一直有兩種不同的答案。 一種贊同敲瓶后發(fā)聲體是瓶內(nèi)空氣，盛水越多，空氣柱越短，音調(diào)越高，與吹瓶發(fā)聲相似；第二種認(rèn)為發(fā)聲體是瓶身。我贊同后者，敲擊時，瓶身、水和瓶內(nèi)空氣都在振動，發(fā)聲的應(yīng)主要是瓶身的振動。 這樣確定了發(fā)聲體， 則可知盛水越多瓶身越不宜振動， 音調(diào)越低。單憑說教學(xué)生很難理解和接受，只有通過親歷的探究來實現(xiàn)。探究目的：確

18、定發(fā)聲體，探究發(fā)聲的規(guī)律解決這一問題的關(guān)鍵是確定發(fā)聲體需要準(zhǔn)備的器材（如圖所示）七只盛有不同量水的瓶子。一、敲瓶發(fā)聲1演示設(shè)疑：敲擊瓶子發(fā)聲，提問是什么在發(fā)聲？2猜想：（對這類簡單問題學(xué)生會積極回應(yīng)）水、瓶、瓶中空氣或三者共同發(fā)聲。3進(jìn)入下一環(huán)節(jié)設(shè)計實驗啟發(fā)：是水、是瓶子還是瓶中空氣？能不能將其中的因素分離出來？ （很有挑戰(zhàn)性，學(xué)生也能夠達(dá)到，所以學(xué)生會積極響應(yīng)）-13精選文庫（1）敲擊空瓶將水分離出來。（2）盛滿水將空氣分離出來。4進(jìn)行試驗敲擊空瓶能聽到聲音。敲擊盛滿水的瓶子也能聽到聲音。很自然得出結(jié)論：即沒有水和空氣都能發(fā)聲，確定主要發(fā)聲體是瓶子本身。5敲擊這七只瓶子尋找音調(diào)變化的規(guī)律：盛

19、水越多瓶身越不宜振動，音調(diào)越低。如圖所示敲出的聲音音調(diào)從左到右應(yīng)是由高到低。 （學(xué)生很有成就感）二、吹瓶發(fā)聲探究指導(dǎo)：實驗順序先確定發(fā)聲體再尋找音調(diào)變化的規(guī)律。1確定發(fā)聲體引導(dǎo)學(xué)生怎樣創(chuàng)造性的完成實驗。猜想：發(fā)聲體可能是空氣。設(shè)計實驗：能不能控制這一因素， 瓶子盛滿水將空氣排凈， 將空氣這一主要因素分離出來，問題解決。學(xué)生在學(xué)習(xí)管樂發(fā)聲的基礎(chǔ)上會容易完成探究。探究結(jié)論：吹瓶發(fā)聲，很顯然是引起瓶內(nèi)空氣柱的振動，盛水越多，空氣柱越短，則音調(diào)越高。如圖所示吹出的聲音音調(diào)從左到右是由低到高。會聚聲音傳說有一個聽覺不好的國王總聽不清大臣的上奏，后來有位工匠獻(xiàn)了一張圖，說只要照著這張圖來蓋一座新王宮， 國

20、王坐在寶座上就能聽清站在遠(yuǎn)處的大臣的說話聲。 國王按照他的圖紙修建了新王宮，果然聽清了大臣的上奏。那個耳聾國王的王宮， 就是根據(jù)凹面鏡對聲波的反射原理設(shè)計建造的。一個焦點上， 大臣上奏的地方在另一個焦點上， 經(jīng)過凹面墻壁的反射，了國王的寶座上， 所以他就能聽清楚了。 下面我們通過一個設(shè)計實驗，聚起來：國王的寶座放在把大臣的聲音會聚到看看是否能把聲音會-14精選文庫器材： 兩把同樣的雨傘、電子小鈴鐘（或一塊手表、其它可自動發(fā)聲的對象）一個、粗鐵絲若干長度、木條若干枝。步驟：1先將一把傘撐開放在空地上，用鐵絲把它支起來（如圖）。2你把耳朵伸進(jìn)去聽一聽聲音，你會發(fā)現(xiàn)，各處的聲響略有不同。3沿著傘柄會

21、找到聲音最響的一個位置，在這個位置掛上電子小鈴鐘，它不停地發(fā)出嘀嗒聲。4將另一把傘架在這把傘的對面，雖然相距幾米，你卻能在傘里聽到對面?zhèn)憷飩鱽淼碾娮有♀忕姷泥粥?。這種可以聚集聲音的建筑確實存在的，英國倫敦的圣保羅大教堂，有個奇妙的圓屋頂，在那里輕輕說話，遠(yuǎn)處的人也能聽清。-15精選文庫“聚音傘” 就是一個能夠反射聲波的凹面鏡。根據(jù)波的反射定律，凹面鏡對聲波的反射和對光波的反射是一樣的。傘式太陽灶能把太陽光會聚到焦點，“聚音傘”也能把遠(yuǎn)處來的聲波會聚到焦點。 你聽到聲音最響的那一點， 就是聚音凹面鏡的焦點。 手電筒里的反光鏡是個凹面鏡， 光源放在它的焦點， 它就能反射出一道光柱。 把聲源放在凹

22、面鏡的焦點上， 反射出的聲波也和那道光柱相似， 方向性強(qiáng)， 能量集中。 掛電子小鈴鐘的傘把輕微的嘀嗒聲反射出去，被聽音的傘收集，會聚到了焦點，你把耳朵伸到那里自然會聽到聲音了。思考： 生活中有哪些現(xiàn)象涉及到了聲音的會聚？答案：我們的耳朵就有會聚聲音的作用， 當(dāng)聲音微弱時我們常用手掌幫助耳朵會聚聲音，那手掌就相當(dāng)于凹面鏡。 各種高音喇叭的喇叭筒， 都有會聚聲音的作用。 喇叭筒就象探照燈里的反光鏡， 喇叭膜就象探照燈里的光源， 經(jīng)過喇叭筒的反射， 擴(kuò)音器里的聲音可以傳得很遠(yuǎn)，沒有喇叭筒的喇叭，聲音就弱得多了。聲音可否看的見？提出問題敲桌子時，我們能聽到聲音， 但肉眼卻看不見桌子在振動。 桌子是否在振動呢？有什么方法證明桌子在發(fā)聲的同時也在振動呢？實驗設(shè)計：如圖所示，在桌子上固定一小塊平面鏡， 讓玩具激光發(fā)出的激光照射在平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后，在墻上出現(xiàn)一個小光斑。-16精選文庫（1）輕輕地敲擊桌面，觀察墻面上小光斑