资源简介

八年级上册第一章第三节《声音的特性与应用》（第一课时）教案
一、核心概念与跨学科概念
核心概念：
物质的运动与相互作用：声波的产生与传播特性
能量转化与守恒：声能的形式与传递
跨学科概念：
模式与规律：声音三要素（音调、响度、音色）的量化规律
技术与工程：声学技术在实际生活中的应用
教学目标
维度 目标内容
科学观念 1.掌握声音的三要素及其决定因素。 2.理解频率与音调、振幅与响度的关系。
科学思维 1.通过波形图分析音调与频率的关系。 2.对比不同乐器发声原理，归纳音色的影响因素。
探究实践 1.设计实验探究钢尺振动频率与音调的关系。 2.用示波器观察不同声音的波形特征。
态度责任 1.认识噪声危害，树立环境保护意识。 2.关注声学技术在医疗、军事等领域的应用价值。
三、教学流程与课件内容对应
1. 导入
课件内容：对比鸟鸣与电锯声的音频片段。
提问："这两种声音给你的感受有何不同？为什么？"
图片：声波对比图（舒缓波形vs尖锐波形）。
2. 新课讲授
（1）音调与频率（科学观念）
实验1：钢尺振动实验（对应课件内容）：
操作：改变钢尺伸出长度，对比音调高低。
结论：频率越高（振动越快），音调越高。
课件动画：齿轮划过硬纸片实验（频率可视化）。
拓展：人声频率范围（85Hz-1100Hz）与动物听觉对比图。
（2）响度与振幅（探究实践）
实验2：音叉轻触乒乓球（课件实验）：
观察：用力敲击音叉时乒乓球弹开幅度更大。
结论：振幅越大，响度越大。
生活案例：分贝等级表（课件内容），讨论图书馆与工地噪声差异。
（3）音色的本质（科学思维）
课件展示：不同乐器演奏同一音符的波形图。
分析：音色由发声体材料、结构决定。
应用案例：声纹锁原理（音色识别，课件选择题）。
3. 拓展应用
科技应用：超声波（B超、声呐）与次声波（地震预警）的用途（课件图表）。
态度责任：
讨论：如何减少校园噪声污染？
4. 总结与练习
声音三要素：音调→频率（Hz） 响度→振幅（dB） 音色→发声体特性
课堂练习（课件题目）：
扩音设备主要改变声音的______（答案：B.响度）。
声纹锁识别主人的依据是______（答案：C.音色）。
四、板书设计
1.3.1声音的特性与应用
1.音调→频率（Hz）→振动快慢
实验：钢尺长度→音调变化
2.响度→振幅（dB）→振动幅度
分贝等级：30dB（安静）~120dB（疼痛）
3.音色→发声体特性
应用：声纹锁、乐器鉴别
五、教学资源
实验器材：钢尺、音叉、乒乓球、示波器。
课件图片：
钢尺振动实验示意图（标注长度与频率关系）。
不同声音的波形对比图（密集vs稀疏）。
分贝等级情境图（图书馆vs建筑工地）。
六、教学反思
重点：通过实验将抽象的声学概念具象化。
难点：音色的波形分析（需结合示波器演示）。
改进：可增加学生模仿不同音调的互动游戏。(共23张PPT)
1.3 声音的特性与应用
【第一单元 对环境的察觉】
八年级上册
悠扬、悦耳的歌声，使人们感到心情愉悦。尖锐的汽笛声，嘈杂的机器轰隆声，会让人焦躁不安。这些声音有什么不同？不同的声音为什么会对人产生不同的影响？
声音的三要素：
音调、响度、音色
（一）音调
1、概念：
声音的高低
听到的各种声音中，有的调子高，有的调子低。
音调的高低是由什么决定的呢？
1.保持速度快慢不变，硬纸片接触不同齿轮，
听它们发出声音的差别。
当齿轮多（划过速度快）时，声音的音调高
当齿轮少（划过速度满）时，声音的音调低
一、声音的特性
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？
伸出短，振动快（频率大），声音的音调高；
伸出长，振动慢（频率小），声音的音调低。
物体在1秒内振动的次数叫做频率。
频率单位是赫兹，简称赫
频率是描述物体振动快慢的量。
伸出短振动快，声音的音调高
伸出长振动慢，声音的音调低
1.取一套音叉。音又上的数据表示该音又所产生的声音的频率。敲击不同的音又会产生不同频率的声音。听一听，音又发出的声音音调的高低。
2.把音又发出的声音信号输入计算机，观察声音的波形，比较不同音叉发出的声音的波形有什么不同。
声音的频率越高，波形就越密集；声音的频率越低，波形就越稀疏。
唱歌或演奏乐器时，需要经常改变音调。唱歌时，肺部的空气向上流过气管，使声带产生振动，形成声波，发出声音。当演唱不同的音符时，人需要通过喉部的肌肉来改变声带振动的频率，从而产生高低不同的音调。
判断哪几幅波形图表示的音调相同？
一般来说，儿童说话的音调比成年人高，成年女性的音调比成年男性高。人的发声频率大约在85Hz到1100Hz之间。人唱歌时，C调“1”（“do”）的频率是262Hz,D调“1”（“do”）的频率是294Hz。
3、一些声音的频率
一般人发声频率：
一般人能听到的声音频率范围：
65赫 —— 1100赫之间
20赫 —— 20000赫
动物的听觉范围通常与人很不相同。大多数哺乳动物能听到比人类高得多的频率的声音。下表列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。
1、一只蜜蜂从你耳边飞过，你能听到它翅膀振动的发出的声音。可是一只蝴蝶飞过你的耳旁时，你却听不见，这是为什么？
蜜蜂振动频率在人的听觉范围内，而蝴蝶振动频率不在人的听觉范围内。所以听不到。
把高于20000Hz的声波叫作超声波，低于20Hz的声波叫作次声波。一般人是听不到超声波和次声波的。
4、超声波、次声波
把高于20000赫的声音叫做超声。
把低于20赫的声音叫做次声。
超声产生的波叫超声波。
次声产生的波叫次声波。
如B超、超声探伤仪、声呐、碎结石、清洗牙齿和眼睛
蝙蝠利用超声波捕食
大象用次声波交流
如预报地震、海啸、台风
（这些自然灾害中伴有次声波）探知核爆炸、导弹发射情况
1.如图，将乒乓球用细线悬吊起来，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。
2.再敲击音叉使其发出不同响度的声音，重做上面的实验。从观察到的现象，能否发现响度与什么因素有关？
3.在距离音叉较近处与较远处听音又发出声音，听到的声音强弱有什么不同？能发现响度与什么因素有关？
（二）、响度
响度是人们主观上感觉到的声音强弱。
1、概念：
2、与响度有关的因素：
A、声源的振动幅度；
B、人距离声源的远近。
距离声源越远，声音越分散，声音的响度就越小。
单位：分贝，符号：dB
声源的振动幅度越大，声音的响度越大；
响度是人们对声音的强弱的主管感觉。不同的人对声音强弱的感觉是不同的。
对于同一声源发出的声音，其响度与声源的振动幅度有关，也与人距离声源的远近有关。声源的振动幅度越大，声音的响度越大；距离声源越远，声波散播开来，声音就越分散，声音的响度也就越小。
科学上，人们通常用分贝作为单位来计量声音的强弱。分贝的符号为dB。0dB是人刚能听到的最微弱的声音，30~40dB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的环境中对听力会造成损伤，大于120dB的声音则会导致耳朵疼痛，甚至会造成永久性听觉障碍而听不到任何声音。
为了保护人们的听力，声音不能超过90dB；为了保证工作和学习，声音不能超过70dB；为了保证休息和睡眠声音不能超过50dB。在嘈杂的环境中工作的人们，应戴上听力防护设备。
牛叫声响亮，响度大，蚊子的声音弱，响度小;
牛叫声低沉，音调低, 蚊子的声音尖锐，音调高.
音调高的声音不一定响度大。
响度大的不一定音调高。
2、男中音放声高歌，女高音小声伴唱，哪个响度大？哪个音调高？
男中音响度大而女高音响度小；
女高音音调高，男中音音调低。
1、比较牛叫声和蚊子的声音，请大家区分哪个音调高？哪个响度大？
判断哪几幅波形图表示的响度相同？
“未见其人，先闻其声”；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。
音色反映了声音的品质与特色。
声音还有一个十分重要的特性——音色。
2、影响音色的因素：
发声体的性质、形状、发声的方法
借助示波器，可以观察到音色不同的声音的波形。
音叉 钢琴 长笛
判断哪几幅音调、响度相同，但音色不同？
1. 会场里的扩音设备是用来----------------（ ）
A. 提高声音的音调 B.增大声音的响度
C. 改变声音的音色 D. 加大声音的速度
B
2、有一种新型的声纹锁，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。这种声纹锁辨别主人声音依据--------------（ ）
A. 声速不同 B. 响度不同
C. 音色不同 D. 振幅不同
C
3、医生用听诊器听病人的心、肺声音的目的？
减少声音的分散，使传入人耳的声音响度增大
特性 音调 响度 音色
定义
决定因素
声音的高低
振动频率大小（振动快慢）
声音的强弱
振幅大小与距离声源远近
声音的品质和特色
发声体的材料、结构、发声方式
乐 器
弦乐器：吉他、二胡、提琴等弦乐器都是通过弦的振动而发声的。短而细的弦振动的频率高，发出声音的音调就高。长而粗的弦振动的频率低，发出声音的音调就低。演奏者演奏时，通过手指在弦上不同位置的按压来改变弦振动的频率，从而改变音调高低。弦的振动幅度越大，发出的声音越响。
管乐器：有铜管乐器和木管乐器之分。小号和长号等铜管乐器，演奏者对着乐器的吹口吹气，使乐器内空气柱振动，通过按压活瓣或移动拉管来调整空气柱的长度，从而改变发出声音的音调。长笛等木管乐器，演奏时管子中的空气柱会发生振动而发声，演奏者通过堵住和放开特定的音孔改变空气柱的长度，从而使长笛产生不同的音调。空气柱越长，音调就越低。
打击乐器：鼓、锣等打击乐器受到打击时发生振动而产生声音。鼓皮张得越紧，打击时振动得就越快，音调就越高。击鼓的力量越大，鼓皮振动的幅度就越大，声音就越响。

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