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(共39张PPT)
第3节 声音的特性与应用
（第1课时）
浙教版八年级科学上册(2024浙教版)
第1章对环境的察觉
学习目录
声音的特性——音调
1
声音的特性——响度
2
声音的特性——音色
3
学习目标
科学观念
科学思维
探索实践
态度责任
了解声音的特性及影响因素；知道音调与频率的关系，建立正确的科学观念
通过实验观察声音特性，建立“频率→音调”“振幅→响度”的科学思维
能设计实验探究音调与频率、响度与振幅的关系
激发学习声音特性的热情和兴趣，保持对声音现象的好奇心，积极参与实验，严谨记录数据，尊重事实
教学重难点
教学重点
教学难点
声音的特性
声音的特性影响因素、声音特性的区别
课堂导入
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
悠扬、悦耳的歌声
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尖锐的汽笛声
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飞机飞过轰隆声
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PART01
声音的特性——音调
新知讲解
人们能够听到的各种声音，有的听起来声音尖锐，即调子高，有的听起来声音低沉，即调子低。声音的高低叫作音调(pitch)。音调的高低与什么因素有关呢
一、声音的特性
男高音
男低音
1.音调
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
3.物理意义：用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动得越快，频意义率就越高
一、声音的特性
频率
1.概念：物体每秒钟振动的次数叫作频率(frequency)。
2.单位：频率的单位是赫兹(hertz),简称赫，符号是Hz。
4.与音调的关系：物体的振动频率决定声音音调的高低。频率越高，音的关系调就越高
1.取一套音叉。音叉上的数据表示该音叉所产生的声音的频率。敲击不同的音叉会产生不同频率的声音。听一听，音叉发出的声音音调的高低。
2.把音叉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。
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。
一、声音的特性
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
图1.3-4蜜蜂与蝴蝶飞翔的声音
因为人的听觉频率范围是20～20000Hz,蝴蝶飞翔时每秒振翅六次左右，振动频率约为6Hz,小于20 Hz,不在人的听觉频率范围内，所以 我们听不见蝴蝶飞过的声音；而蜜蜂飞翔时每秒振翅300～400次，振动 频率为300～400Hz,在人的听觉频率范围内，所以我们能够听见蜜蜂飞 翔的声音。
①人耳的听觉范围：人对高音和低音的听觉有一定的限度，多数人能够听到的声音频率范围为20～20000Hz。
②超声波：高于20000Hz的声波叫作超声波。
③次声波：低于20Hz的声波叫作次声波。
④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的声音的频率比人类高得多。如图列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。
一、声音的特性
超声波与次声波
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。表1.3-1列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。
一、声音的特性
表1.3-1各种动物的听觉和发声的频率范围
例题:如图甲，大一点的编钟发出声音的音调一般都比较 (选填“高”或“低”),这是因为大一点的编钟振动得比较 (选填“快”或“慢”)。如图乙，手指润湿后摩擦杯口，杯子振动发声，再加入一定的水，所发出声音的音调会 (选填“升高”或“降低”)。
课堂例题
解析“大一点的编钟质量大，不容易振动，振动得较慢，频率较低，所以大一点的编钟发出声音的音调一般都比较低；手指润湿后摩擦杯口，杯子振动发声，再加入一定的水，杯子和水的质量变大，振动变慢，频率降低，所发出声音的音调会降低。
答案：低 慢 降低
PART02
声音的特性——响度
新知讲解
（1）定义:声音的强弱可用响度来衡量。越用力击鼓,听到的鼓声越响亮,响度就越大。响度是人们对声音强弱的主观感觉。
一、声音的特性
2.响度
生活中声音的“高”与“低”
日常用语中所说的声音的“高”“低”有时指的是音调,有时指的是响度。例如“高音我唱不上去”“低音我唱不下来”里的“高”“低”指的是音调，而“引吭高歌”“低声细语”里的“高”“低”指的是响度。
特别提醒
1.如图1.3-5所示，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.在距离音又较近处与较远处听音叉发出声音，听到的声音强弱有什么不同 能发现响度与什么因素有关
对于同一声源发出的声音,其响度与声源的振动幅度有关，人听到的声音的响度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,听到的声音的响度也就越小
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，如图1.3-6所示。
一、声音的特性
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是较为安静的环境，70dB的声音会干扰人们谈话、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。
一、声音的特性
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。
一、声音的特性
PART03
声音的特性——音色
新知讲解
在许多同学同时讲话时，即使没有看到人，我们也可以分辨出那名同学的声音。
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性，那就是音色(musicalquality)。音色反映了声音的品质与特色。
一、声音的特性
3.音色
（1）音 色：反映声音的品质与特色，可用于辨别不同物体发出的声音。
（2）影响音色的因素：发声体的材料、结构。
（3）音色与波形
音色的不同反映到波形图上就是波的形状不同，如图是不同乐器发 出的音调相同的声音的波形，如都发出C 调的“1”(do) 的波形图。
一、声音的特性
3.音色
人们常常将音调、响度和音色叫作声音的三要素。
辨析比较
一、声音的特性
音调 响度 音色
定义 声音的高低 声音的强弱 声音的品质和特色
影响因素 发声体振动的频率 发声体的振幅及距 离发声体的远近 发声体的材料、 结构
听觉表现 音调高：声音清 脆、尖细，如女生 的尖叫声。 音调低：声音低 沉，如牛的叫声 响度大：“震耳欲 聋”。 响度小：“轻声细语” 不同声源发出的 声音，即使音调、
响度相同，听起 来也有差异
乐器的音调
各种乐器看上去千差万别，演奏方式也各不相同，但它们的工作原理都是一样的：通过振动发出声音。乐器可以分为三种主要的类型：弦乐器、管乐器和打击乐器。
弦乐器：像吉他、二胡、小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。如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，通过按压活辩或移动拉管来调整空气柱的长度，从而改变乐器发出声音的音调。长笛等木管乐器，演奏时管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：如鼓、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，鼓面会振动得越快，音调就越高。击鼓的力量越大，鼓皮振动的幅度就越大，声音就越响亮。
例题:在旅游景区，导游常利用扩音器进行讲解，如图所示，关于扩音器的作用，以下说法正确的是 ( )
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.改变声音的传播速度
课堂例题
解析扩音器把音量放大了，即声音经过扩音器后响度变大，故B正确 。
答案：B
PART 04
课堂总结
课堂总结
PART 05
练习与应用
人工智能技术的不断发展，聊天机器人成为了一个备受瞩目的领域。在这个领域中，宇树科技凭借其卓越的性能和广泛的应用场景，成为了受欢迎的聊天机器人之一。如图是工程师聆听机器人唱歌表演的场景，下列说法正确的是（　）
A．机器人“高歌一曲”中的“高”是指音调高
B．机器人的歌声是通过空气传入工程师耳朵的
C．机器人的歌声不是振动产生的
D．歌声在各种介质中的传播速度均为340m/s
练习与应用
解：A、机器人“高歌一曲”中的“高”是指响度大，故A错误；
B、机器人的歌声是通过空气传入工程师耳朵的，故B正确；
C、机器人的歌声是由扬声器振动产生的，故C错误；
D、声音在15℃空气中的传播速度是340m/s,故D错误。
故选：B。
如图是某地颇具特色的“音乐公路”。路面上分布着许多横向凹槽，每个凹槽的间距不同，汽车驶过时会改变槽内空气的振动频率，从而改变声音的（　　）
A．响度 B．音调 C．音色 D．音量
练习与应用
解：物体振动的频率决定音调，路面上凹槽之间的间距不同，汽车经过时槽内空气振动的频率就不同，发出声音的音调也就不同。
故选：B。
有些老师上课时使用便携扩音设备，使声音更加宏亮，这是为了增大声音的（　　）
A．音调 B．音色 C．频率 D．响度
练习与应用
解：老师使用扩音设备后，学生感到声音的强度增大，听的更为清楚，所以这样做的目的是为了增大声音的响度；
故选：D。
手机具有录音和显示波形的功能。将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞桌面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示，据此分析（　　）
A．每次发声的时间间隔相等
B．声音是桌面的振动产生的
C．声音是在耳蜗处形成听觉
D．听到声音的响度越来越大
练习与应用
解：A.由图可知，第1次碰撞的时间是1.12s,第2次碰撞的时间是1.58s,第3次碰撞的时间是2.00s,第4次碰撞的时间是2.40s,第5次碰撞的时间是2.78s,第1、2次时间间隔为0.46s,第2、3次时间间隔为0.42s,第3、4次时间间隔为0.4s,第4、5次时间间隔为0.38s,每次发声的时间间隔不相等，故A错误；
B.声音是由物体振动而产生的，乒乓球碰撞桌面发出的声音是因为球与桌面之间的振动产生的，故B正确；
C.声音传入人耳后，是在大脑皮层的听觉中枢形成听觉，不是耳蜗，故C错误；
D.根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，听到声音的响度越来越小，故D错误；
2023年9月23日，在杭州亚运会的迎宾表演中，19位少年使用“水玉琮”敲击出激扬的鼓声，以水为礼，击鼓迎宾，鼓面上水花四溅。下列说法错误的是（　　）
A．鼓声通过空气传入观众的耳朵
B．鼓面上水花四溅是因为鼓面在振动
C．用大小不同的力敲击鼓面能改变鼓声的音调
D．鼓声与其他乐器发出的声音音色不同
练习与应用
解：解：A．声音的传播需要介质，鼓声通过空气传入观众耳朵的，故A不正确；
B．一切发声体都在振动，鼓面上水花四溅是因为鼓面在振动，故B不正确；
C．大小不同的力敲击鼓面，鼓面的振幅不同，改变了鼓声的响度，故C正确；
D．鼓声与其他乐器的结构、材料不同，故声音音色不同，故D不正确。
故选：C。
PART 06
提升训练
如果小号和单簧管发出的声音的音调和响度都相同，那么你能通过声音的什么特性来区别它们？
提升训练
【解答】
答：不同乐器的材料和结构不同，产生的音色会不同，我们是靠音色来辨别乐器的种类。

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