资源简介

声音的特性
一、教学目标
1.物理观念
（1）了解声音的特性;
（2）知道乐音的音调跟发音体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同；
（3）通过做“音调与频率有关”“响度与振幅有关”的试验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：声音的音调和响度
教学难点：声音的音调
三、教学分析
初中阶段声学知识，对大部分学生来说都较有兴趣，学生学习本节之前，已 经学习了物体振动发声、声音传播需要介质等知识，如何引导学生自己发现问题，初步学习使用控制变量法进行科学探究，经历提出问题→猜想→设计实验→进行实验→分析和论证→评估和交流等科学探究环节，发展学生的科学探究能力，培养学生的创新精神,发展学生的科学探究能力。
教学过程
（一）新课讲解
引入
同学们好，今天我们来学习第二章第二节声音的特征。下面请同学们听声音，感受声音的不同。你是否感受到声音有高有低，有强有弱？分辨出鸟鸣、水声、男声、女生，不同乐器发出的声音等等。
新课
为什么声音如此不同？这就需要研究声音的特性。我们接触到的各种声音，有的听起来声音尖细清脆，我们称之为音调高。有的听起来声音粗犷低沉，我们称之为音调低。声音为什么会有音调高低的不同？什么因素决定音调的高低？
你观察到什么，感受到音调的变化吗？大家都能感受到，音调变高，然而琴弦震动的太快，难以分辨。为此，我们可以利用身边的器材进行实验研究。
如图所示，将一把一端伸出桌边的钢尺紧按在桌面上，拨动钢尺，观察它振动的快慢，同时听它振动发声的音调高低。改变钢尺伸出桌边的长度，重复上述过程。比较钢尺每次振动的快慢和发出声音音调的高低。（学生进行实验）
上述实验你可以得出什么结论？我们观察到钢尺振动得越快，发出声音的音调越高。这个结论可靠吗？我们换一组器材再做一次。
如图所示，将皮筋套在大小合适的空盒子上。拨动绷紧的橡皮筋，观察它振动的快慢，同时听它振动发声的音调高低。改变橡皮筋绷紧的程度，重复上述过程。比较橡皮筋每次振动的快慢和发声音调的高低。根据上述实验，你可以得出什么结论？我们观察到，橡皮筋振动得越快，发出声音的音调越高。大量的科学实验表明，发声体振动越快，发出声音的音调越高。发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，他决定音调的高低，物理学中用频率表示物体振动的快慢。频率的符号用小写的f表示，其物理意义是描述物体振动的快慢，定义为物体在每秒内振动的次数，叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号hz。音调与频率有什么关系？大量的研究表明，频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
我们不仅可以听到声音，还可以想办法把声音的波形展示出来，从而更好地了解物体振动发声的情况。
基于上述实验观察，对比甲、乙两图中音叉发出声音的图像，你可以得出什么结论？两图像震动时间相等，低音调模型比较稀疏，振动次数少，声音的频率较低。高音调的模型更密集，振动次数较多，声音的频率较高。物体发声的频率有高有低，人听到的声音的频率有范围吗？如图所示为课本的小资料，从图中数据可以看出，人和动物发出声音的频率和听到声音的频率都是有一定范围的，人和动物发生的频率范围都小于听觉的频率范围。人能够听到猫和狗发出的全部声音，但是只能听到蝙蝠、海豚、大象发出的一部分声音。
人能够发出声音的频率在85hz至1100hz，人能够听到的声音频率在20hz至20000hz。人们把高于2万赫兹的声叫作超声波，因为它超过人类听觉的上限。把低于20赫兹的声叫作次声波，因为它低于人类听觉的下限。人能听到的叫做声音。声音、超声波、次声波，统称为声。
同学们能够从图中数据判断哪种动物发出的声音大吗？答案是不能，因为图中没有给出相关数据。可见，声音的大小是不同于声音的音调的另一个特性。我们用响度表示声音的大小。声音的大小与什么因素有关？我们依然用钢尺和橡皮筋进行实验研究。
如图所示，将一把一端伸出桌边的钢尺紧按在桌面上，拨动钢尺，观察它振动的幅度，同时听它振动发声的响度。改变拨动钢尺的幅度，重复上述过程。比较钢尺每次振动幅度的大小和发声响度的大小。
根据上述实验，你可以得到什么结论。可以得到：钢尺振动幅度越大，发出声音的响度越大。
我们把钢尺换乘橡皮筋，再来进行实验。如图所示，将皮筋套在大小合适的空盒子上。拨动绷紧的橡皮筋，观察它振动的幅度，同时听它振动发声的响度。改变拨动橡皮筋的幅度，重复上述过程。比较每次橡皮筋振动幅度的大小和发声响度的大小。
根据上述实验，你可以得到什么结论。可以得到：橡皮筋振动幅度越大，发出声音的响度越大。
请同学们再看一个实验过程，如图所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开幅度的大小，同时听乒乓球振动时音叉发声响度的大小。使音叉发出不同响度的声音，重复上述过程。比较每次音叉振动幅度的大小和发声响度的大小。由于音叉震动幅度比较小，很难观察，实验中，我们利用悬挂器的乒乓球静止时被音叉弹开的幅度，表示音叉振动的幅度，请同学们认真观察体验过程。
根据上述实验，你可以得到什么结论。可以得到：音叉振动幅度越大，发出声音的响度越大。
大量实验表明，物体的振幅越大，产生声音的响度越大。
从声音图像的疏密程度可以判断音调高低，从声音的图像能否判断出响度的大小呢？请同学们看视频。
通过上述实验，观察对比甲乙两图中音叉发出声音的图像。二者有何不同，可以得出什么结论？可以看出甲乙疏密程度相同，但震动幅度明显不同，甲图中音叉发出的响度小，声音的图像振幅小，乙图中音叉响度大，声音的图像振幅大。可见，声音图像振幅小，声音的响度较小，振幅大，声音的响度较大。
听到的声音响度跟发声体发声时的振幅有关，还跟人距离发声体的远近有关，声音从发声体向四面八方传播，越远越分散。距离发声体越远，听到的声音越小，可以利用喇叭减少声音的分散，使声音传播的更远。我们身边的亲人朋友。即便不在我们身边不能看到本人，我们也可以通过声音对他们进行辨识和区分。这种听音辨人的本领的依据是什么？请同学们听演奏曲小星星的两个片段，请你判断他们分别是由哪件乐器演奏的？
音色
片段一是用竖笛演奏的，片段二是用小提琴演奏的。竖笛和小提琴演奏同一段乐曲，即使音调响度相同，我们依然能分辨出他们。可见声音还有第三个特性，可以分辨不同的发声体，这就是音色。
音色不同是发声体本身的性质不同导致的。不同的发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，这样我们就可以通过音色的不同去分辨不同的发声体。同学们看视频思考，音叉、钢琴、长笛发出C调的声音，他们发出声音的图像，有何异同？请看视频。
基于上述观察对比，可以看到，音调相同的不同乐器发出的声音，整体上疏密程度相同，频率相同，振幅相同，但形状不同，其主要区别在于小震动的有无和多少。
现在你清楚吗？这种听音辨人的本领的依据是利用了声音的哪个特性？就是音色。

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