资源简介

2.3 耳和听觉（第2课时）（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 2.3 耳和听觉（第2课时）
教学 目标 科学观念：了解声音的特性及影响因素；知道音调与频率关系；了解噪声的危害及减弱噪声； 科学思维：能正确区分乐音和噪声，归纳噪声的减弱方法； 探究实践：通过小实验进一步了解和学习研究物理学问题的方法； 态度责任：激发学习的热情和兴趣，初步形成学以致用、联系实际的良好学习品质。
教学 重难点 重点：声音的三个特性；噪声减弱途径 难点：响度、音调的区分
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第二章第3节。本节内容是在感觉世界及声音的产生和传播等相关内容的基础上学习,学生有了学习感觉器官结构功能以及相关的生理知识的经验和方法，进一步学习耳这个重要的感觉器官，学生更加感兴趣。本节教材首先介绍耳的结构与听觉的形成，图片等手段增加学生的感观认识，接着介绍声音的三个特性，以及噪声污染等知识，认识到减弱噪声的相应方法等。本节内容的学习也为后续神经系统等知识的学习打下物质基础。 本节内容拟用2课时完成，第1课时主要学习耳的结构及听觉的形成；第2课时重点是声音的特性和噪声污染等内容。
教学 准备 课件、课本、实验活动器材等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 上节课我们学习了耳的结构和功能，以及听觉的形成过程。但是人们听到的声音是各种各样的，有的调子高，有的调子低，有的声音大，有的声音小，我们听到各种乐器的声音也是不同的，不同的人说话的声音也不同，我们可以清晰的识别熟悉的人的声音，那么为什么会出现不同的声音呢，是什么原因造成的呢，这就是我们这节课所要学习的内容——声音的特色。 回忆听觉形成过程，结合生活实例思考声音的产生原理。
新 知 讲 授 声音的特性 一、音调 人们听到的各种声音中，有的听起来调子高，有的听起来调子低。声音的高低叫做音调。音调的高低是由什么决定的呢？ 活动： 1.拿一把塑料尺，让它从木梳的齿上划过，一次快些，一次慢些，你能辨别它们发出声音的差别吗？ 可以辨别出两次声音有差别，划得快时声音较细，即音调较高，划得慢时声音较粗，即音调较低。 2.将一把钢尺压紧在桌面上，用手拨动其伸出桌外的一端。改变钢尺伸出桌面的长度，重复上述实验。仔细观察钢尺的振动快慢，听听它发出的声音，你发现了什么？钢尺伸出不同的长度，发出的声音有什么不同？ 实验现象：两次发出的声音粗细不同，钢尺伸出长度较长时，振动较慢，发出的声音较粗，音调较低；钢尺伸出长度较短时，振动较快，发出的声音较细，音调较高。 实验结论：声音音调的高低与发声物体振动的快慢有关，物体振动得越快，发出的音调就越高，物体振动的越慢，发出的音调就越低。 注意事项：实验要控制变量，控制其他条件相同，只改变钢尺伸出桌面的长度，如1/4钢尺、1/2钢尺、3/4钢尺等。 物体每秒内振动的次数叫做频率（可用字母f表示）。物体振动得越快，频率就越大，音调就越高，物体振动的越慢，频率就越小，音调就越低。频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。 通过以上实验可知钢尺伸出桌面长时振动频率低，钢尺伸出桌面短时振动频率高，故振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和材料有关。一般情况下，发声体的长度越长，振动频率越低，长度越短，振动频率越高。 活动：取一套音叉，每支音叉上刻有一个数据，表示该音叉所产生的声音的频率。试利用不同的音叉产生不同频率的声音。听一听，频率越大的音叉，发出的声音音调是否越高？ 频率越大的音叉振动得越快，发出声音的音调越高。 不同音调的声音的波形图 如图可知，相同时间，甲的波的个数少，振动的频率低，乙的波的个数多，振动频率高，故甲的音调较低，乙的音调更高。 思考与讨论： 1.一只蜜蜂飞过耳边时，我们能听到它飞翔时所发出的声音。可是一只蝴蝶飞过耳边时，我们却听不见。这是为什么 人的听觉频率范围是20～20000赫，蝴蝶飞翔时其翅膀每秒振动五六次，振动频率小于20赫，不在人的听觉频率范围内，所以人听不到蝴蝶飞过的声音；蜜蜂飞翔时其翅膀每秒振动三四百次，振动频率在人的听觉频率范围内，所以人听得到蜜蜂飞过耳边的声音。 2.吉他手演奏吉他时，他是如何改变吉他发出的音调的？ 吉他手通过改变弦振动的长度来改变吉他发出的音调。 人对高音和低音的听觉是有一定限度的，大多数人能够听到的声音频率范围为20～20000赫。 下表列出了人和一些动物能够听到和发出的声音的频率范围。 如表格数据可知，有些频率的声音，人类无法听到，动物却能听到，有些动物发出声音的频率不在人类的听觉范围内。 思考：那么人们听不到的声音是什么样的声音呢？这些声音有什么作用呢？ 我们把高于20000赫的声音叫做超声，低于20赫的声音叫做次声。 超声的应用：回声定位（如蝙蝠、雷达、声纳）；B超；超声波清洗器；超声波牙刷等。 次声的应用：大象可以利用次声波进行交流；在发生一些自然灾害时往往伴随有次声波的产生，人们可利用次声波检测自然灾害（地震、火山、海啸等）。 二、响度 我们将声音的强弱叫做响度。响度是人们对声音强弱的主观感觉。那么，决定声音响度的因素是什么呢？ 活动：1.在鼓面上撒些小纸屑，先轻轻地敲鼓，观察小纸屑的振动幅度。然后用力敲鼓，观察小纸屑的振动幅度。从中可以发现声音的强弱跟声源振动幅度有什么关系吗？ 实验现象：观察到轻轻敲鼓小纸屑的振动幅度小；用力敲鼓小纸屑的振动幅度大。 实验结论：声源振动幅度越大，发出的声音也越大。 2.在离鼓较近处听鼓声与离鼓较远处听鼓声有什么区别？ 在离鼓较近处听到的鼓声比离鼓较远处听到的鼓声要大。 响度——声音的强弱 如压低声音、高声喧哗、引吭高歌、低声细语指的是声音的响度。 ①同一声源发出的声音，响度与声源的振动幅度(振幅)、人与发声体的距离有关。声源的振动幅度越大，响度越大，距离声源越远，声音的响度越小。 ②声音的等级：人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级，单位符号：dB。 ③不同响度的声音波形 0dB是人刚能听到的最微弱的声音，30dB～40dB是较为理想的安静环境，70dB会干扰人们谈话、影响工作效率，长时间处于大于100dB的环境中对耳的听力会造成损伤，大于120dB的声音则会导致耳疼痛，甚至会造成永久性听觉障碍而听不到任何声音。 三、音色 在许多同学同时讲话时，即使没有看到人，我们也可以分辨出每个同学的声音。不同的乐器同时演奏时，即使它们发出的响度与音调相同，仅凭听觉我们也可以把它们区分开来。这表明声音还有一个十分重要的特征，那就是音色。 音色反映了声音的品质与特色。不同发声体的材料、结构不同，发出的音色就不同，人对声音的感觉也就不一样。 四、声音的作用 （1）声音可以传播信息，如医生通过听诊器可以了解病人的心、肺的工作状况，雷声预示着可能下雨，医生利用B超检查胎儿的情况，回声定位等。 （2）声音可以传递能量，如超声波空气加湿器，超声波击碎人体内的结石，超声波清洗眼镜等。 噪声污染 自然界有各种各样的声音，清脆的鸟鸣声、悠扬的乐器声、悦耳的歌声等往往使人感觉轻松愉快，我们把这类声音叫做乐音；马路上的嘈杂声、飞机的轰鸣声等往往使人烦躁不安，我们把这类声音叫做噪声。从环境保护的角度来看，凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声。从科学的角度来说噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。 噪声妨碍人们的生活、工作与学习，有害健康，被列为国际公害。世界上许多国家都通过立法颁布了噪声污染标准。我国政府规定，工厂和工地的噪 声不能超过85~90分贝。居民居住区的噪声，白天不能超过50分贝，夜间不能超过40分贝。 思考与讨论：控制噪声污染的有效措施还有哪些？ 控制噪声的方法： ①在声源处减弱噪声（如禁按喇叭、禁止喧哗、消音器等）； ②在传播过程中减弱噪声（高架路隔音屏、隔音板、隔音墙、公路绿化带等）； ③在人耳处减弱噪声（耳塞、耳罩等）。 通过实验活动体验音调与物体振动快慢的关系，体会不同音调的声音有什么不同。 体会不同音调的音叉发出的声音，强化频率和音调的关系。 结合生活实例，了解人耳听不见的声音。 思考吉他怎样改变音调的？ 知道超声和次声的频率和应用。 通过活动体会响度和振幅的关系。 知道响度过大的声音的危害 根据生活实例了解音色这一特性。 总结声音的作用及相应的实例。 了解噪声的危害 思考总结控制噪声的三种途径，能结合生活实例进行分析。
课 堂 练 习 典例1 如图所示,将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动其伸出桌外的一端,轻拨与重拨钢尺，则钢尺发出声音的 不同，改变钢尺伸出桌面的长度，则钢尺发出声音的 不同。(均填“音调”“响度”或“音色”) 【答案】响度；音调。 【解析】将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动其伸出桌外的一端，轻拔与重拨钢尺，则钢尺发出声音的响度不同，改变钢尺伸出桌面的长度，则钢尺发出声音的音调不同。 典例2 下列几个实验,能够探究声音的响度与振幅的关（ ） A.小刚轻轻敲桌面，小丽把耳朵贴在桌面上听到声音 B.把塑料片以不同的速度从梳齿上划过，听声音的系的是不同 C.让同一小球从不同高度掉到鼓面上，听声音的不同 D.听声音，辨别是吉他还是小提琴 【解析】A.耳朵贴在桌面上听到声音，这说明固体可以传播声音，故A不符合题意； B.把塑料片以不同的速度从梳齿上划过，梳齿振动的快慢不同，探究的是音调的影响因素，故B不符合题意； C.同一小球从不同高度掉到鼓面上，相当于用不同的力敲鼓，鼓的振幅不同，听到的响度不同，故C符合题意； D.吉他和小提琴的材料和结构不同，音色不同，故D不符合题意； 故选C。 典例3 生活中常用“引吭高歌”“低声细语”来形容声音,这里的“高”“低”描述的是声音的（ ） A.音色 B.音调 C.响度 D.频率 【解析】音调、响度、音色是声音的特性，三个特性是从三个不同角度描述声音的，解答时从题意中获取信息，根据它们的特点和影响因素展开分析即可。“引吭高歌”中的“高”说明声音的响度大，“低声细语”中的“低”是指声音的响度小。 故选C。 典例4 一种新型保险柜安装有声纹锁,只有主人说出事先设定的暗语才能打开，别人即使说出暗语也打不开锁。这种声纹锁能辨别主人的声音，是根据声音的 (　　) A.音调　　 　B.音色　 　 　C.响度 　　　D.声速 【解析】每个人说话的音色不同,声纹锁只能识别主人说出的暗语,而不能识别别人所说的暗语,这说明声纹锁根据声音的音色来辨别主人的声音。 故选C。 典例5 小红同学在观察小提琴、吉他、二胡等弦乐器时，猜想：即使在弦松紧相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关，于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。下表是她在实验时控制的琴弦条件。 编号琴弦的材料琴弦的长度/厘米琴弦的横截面积/A钢200.3B钢200.7C尼龙丝300.5D铜400.5E尼龙丝400.5
（1）如果小红想探究弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应选用表中编号为 （填编号字母）的琴弦。 （2）如果小红选择编号为A、B的琴弦，那么她可以探究弦发声的音调与 的关系。 （3）如果小红选择编号为C、D的琴弦来探究弦发声的音调与弦的长度的关系，她这样的选择 （填“合理”或“不合理”），原因是 。 （4）探究过程通常采用下列一些步骤：①实验探究；②分析归纳；③提出问题；④得出结论。你认为小红要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是 （只填写数字序号）。 【答案】（1）D、E；（2）弦的横截面积；（3）不合理；没有控制两根弦的材料相同；（4）③①②④。 【解析】（1）弦松紧是一定的，在探究弦发声的音调与弦的材料的关系时，需控制弦的长度和横截面积相同、材料不同，表中符合条件的是D、E。 （2）编号为A、B的琴弦的材料和长度相同，弦的横截面积不同，所以可以探究弦发声的音调与弦的横截面积的关系。 （3）弦松紧是一定的，在探究弦发声的音调与弦的长度的关系时，需控制弦的材料和横截面积相同、长度不同，表中符合条件的是C、E；选择C、D两根琴弦不合理，原因是没有控制两根弦的材料相同。 （4）实验探究的步骤为提出问题、猜想和假设、实验探究、分析归纳、得出结论，因此该实验探究的步骤排序为③①②④。
课 堂 小 结 一、声音的特性 1.音调——声音的高低（如“女高音”“男低音”中的高低是指音调） （1）音调的高低与发声体振动的快慢（频率）有关，物体振动得快，音调就高，振动得慢，音调就低。一般情况下,发声体的长度越长，振动频率越低，长度越短，振动频率越高。 （2）声音的波形： （3）超声与次声 ①大多数人的听觉频率范围：20～20000赫。把高于20000赫的声音叫做超声，把低于20赫的声音叫做次声。一般动物可以听到人听不到的声音。 ②超声波的应用：回声定位、B超。次声波的应用：监测地震活动，预测自然灾害。 2.响度——声音的强弱（如高声喧哗、引吭高歌、低声细语指的是声音的响度） （1）同一声源发出的声音，响度与声源的振动幅度(振幅)、人与发声体的距离有关。声源的振动幅度越大，响度越大，距离声源越远，声音的响度越小。 （2）声音的等级：人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级，单位dB。 （3）声音的波形 3.音色——声音的品质与特色（不同乐器声音不同） （1）音色的影响因素：发声体的材料、结构。 （2）应用：根据不同音色辨别乐器、不同人的声音等。 （3）音色与波形：不同的声音音色不同，波形不同 二、噪声污染 1.乐音：使人愉悦轻松的声音。 2.噪音：使人烦躁不安的声音（噪声是发声体无规则振动发出的声音，凡是影响人们正常工作生活休息的声音都属于噪声）。 3.控制噪声的方法：①在声源处减弱噪声（如消音器）；②在传播过程中减弱噪声（隔音板、隔音墙）；③在人耳处减弱噪声（耳塞、耳罩等）。 4.声音的作用 （1）声音可以传播信息，如医生通过听诊器可以了解病人的心、肺的工作状况，雷声预示着可能下雨，医生利用B超检查胎儿的情况，回声定位等。 （2）声音可以传递能量，如超声波空气加湿器，超声波击碎人体内的结石，超声波清洗眼镜等。
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