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2.2 声音的特性 教学设计
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
学生本学期刚刚接触物理学科,学生的物理思维才刚起步,所以学生的学习兴趣和习惯的培养是我们教师关注的重点。音调、响度、音色以及影响它们的主要因素频率、振幅、发声体自身特点等，学生知道，但也容易混淆。引导学生先悟后探究。培养学生初步的实验观察能力，动手能力。但必须渗透物理思维——深度思考、分析能力,渗透物理习惯——认真、细心,渗透物理情感——抗挫与合作能力。
四、教学过程
（一）新课讲解
[探究]音调和频率的关系。
学生实验:把钢尺紧压在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音。使钢尺伸出桌边的长度短一些,注意观察钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点。
[生]当钢尺伸出桌边的长度较短时,钢尺振动得较快,音调高;当钢尺伸出桌边的长度较长时,钢尺振动得慢,音调低。
[师]出示吉他学生观察吉他有几根弦,(看导学案中的问题)它们有什么不同,弹奏前为什么要定弦。它们跟音调有什么关系学生分组讨论
[生]弦的粗细不同,弹不同粗细的弦音调不同,音调不同。
[生]定弦改变弦的松紧,音调不同。
[生]吉他弦的长短、粗细、松紧的不同能改变音调。
[师]同学们刚才的探究活动很成功,为同学们成功的合作及探究鼓掌。请同学们阅读教材32、33页内容,分组讨论回答下面的问题:
[导学案]
1.频率的物理意义是什么 什么叫频率
2.在国际单位制中,频率的单位是什么
3.物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么
4.大多数人能够听到的频率范围是什么
5.什么叫超声波 什么叫次声波
6.生活中你对超声波、次声波了解多少 能说出它们的一些用处吗
[师]指导学生带着问题去阅读。
[生答]
1.频率是用来描述物体振动快慢的物理量,物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率。
2.在国际单位制中,频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
3.实验表明,频率决定声音的音调。物体振动得快,频率高,发出的音调就高;物体振动得慢,频率低,发出的音调就低。
4.大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。其中20Hz是人类听觉的下限,20000Hz是人类听觉的上限。
5.频率高于20000Hz的声音叫做超声波。
频率低于20Hz的声音叫做次声波。
6.超声波有两个特点:一个是能量大,一个是沿直线传播。
[师]有趣的是很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。例如蝙蝠,海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。
[师]而有些动物对低频声波有很好的反应(如大象可以用人类听不到的“声音”进行交流,实际上大象的语言对人类来说就是一种次声波)。请同学们课后通过查阅资料、访问网站等多种途径,了解超声波和次声波的应用,并利用活动课进行交流。
[演示]观察声波的波形
[师]简单介绍示波器的作用:
在这里,我们要用示波器显示声波的波形。
1.通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形,比较不同频率的声音的波形有什么差别。
2.通过示波器观察不同的男女同学发出声音的波形,比较男女学生声音的波形有什么不同
实验结论:
1.两个频率不同的音叉发出声音的波形相似,但频率高的音叉的波形要密一些。
2.男、女学生声音的波形不同,女同学的音调比男同学高,波形就密一些。
[想想议议]
[师]振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声 请同学们分组讨论。
[师生共同活动,总结上述问题]
蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次,蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次,由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围,当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内,人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
[师]声音有音调的不同,也有强弱的不同。物理学中把声音的强弱叫做响度。响度也就是我们平常所说的声音的大小。怎样才能使物体振动发出的声音更响
[生]大胆地猜想。应该使物体振动的幅度大一些。
[师]同学们能设计一些切实可行的实验来证实你们的猜想吗
[生]轻敲鼓面,鼓皮振动的幅度小,声音弱,响度小;重敲鼓面,鼓皮振动的幅度大,声音强,响度大。
[生]拨动吉他的琴弦,琴弦振动的幅度小,琴声弱,响度小;琴弦振动的幅度大,琴声强,响度大。
[师]下面让我们利用准备的仪器进行探究活动,证实同学们上面的猜想。
[探究]响度跟什么因素有关
1.用细线把乒乓球吊起来,使乒乓球静止在竖直位置,恰好跟音叉的一个叉股接触。轻敲音叉,观察乒乓球被弹开的幅度。
2.重敲音叉,使音叉发出响度更大的声音,观察乒乓球被弹开的幅度。
3.比较音叉发出不同响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度有什么不同。
4.通过上面的探究活动,可以得出什么结论
[生]分组实验,探究响度跟什么因素有关。
实验结果:
1.音叉发出声音的响度小,乒乓球被弹开的幅度小,音叉振动的幅度小;音叉发出声音的响度大,乒乓球被弹开的幅度大,音叉振动的幅度大。
2.通过上面的探究活动可知,响度跟发声体振动的幅度有关,物体振动的幅度越大,产生声音的响度越大。
[师]物体振动的幅度叫振幅。物体的振幅越大,声音的响度就越大。
[生]振幅是确定响度的唯一因素吗
[师]实际中,响度还跟听者与发声体的距离有关。距发声体越远,听到的声音越小,响度越小。(可以向学生简单介绍原因:因为声音在传播过程中,越到远处越分散。)
举例:音调和响度的关系
女高音低声伴唱,男低音放声歌唱。他们的音调和响度有什么不同。
[师]通过上面的例子,我们可以发现:音调和响度是声音的两个不同的特征。
响度大的声音,音调不一定高;
音调高的声音,响度也不一定大。
在同一首歌曲中,音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响。
[练习]请同学们讨论并回答,蚊子的叫声与黄牛的叫声相比,哪个音调高 哪个响度大
参考解答:
蚊子的叫声音调高;
黄牛的叫声响度大。
[师]频率的高低决定声音的音调。但是不同的物体发出的声音,即便音调相同,我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的,它就是音色。
物理上,把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫。
[想想做做]
[师]请两位同学藏在讲桌后面,分别用不同的乐器(口琴和笛子)演奏C调的“1”,让同学们猜他们用的各是什么乐器
[生甲]第一位同学用的是口琴。
[生乙]第二位同学用的是笛子。
[师]两位同学猜得都对。为什么这两位同学猜得如此准呢
[生]因为它们的音色不同。
[师]播放录音(分别用小提琴和二胡演奏的《二泉映月》)。同学们能不能分辨出由不同乐器演奏的同一首乐曲。
[生]据它们的音色不同来分辨。
[演示]观察波形。
将话筒接在示波器的输入端,用不同的乐器对着话筒发出相同音调的声音(都发C调的“1”),比较各波形有何异同
实验结果:
不同乐器演奏C调的“1”时,波形各不相同,音调相同,频率相同;但振幅不同,响度不同。
[想想做做]
[师]在上节的活动课上,我已经让同学们用录音机听自己的录音,然后把自己的录音与自己的原声作了比较。在这里,我们要让别的同学听你讲话,再听你的录音,然后加以比较,两次听到的声音一样吗
[学生实际操作]
实验结果:听别人直接讲话和听别人的录音没有多大差别。
分析原因:这是因为录音机录下的是说话人通过空气传来的声音,直接听到说话人的声音也是通过空气传来的,所以别人认为像说话人的声音。
四、小结与巩固
[师]同学们,学习物理真是的有趣有用的,对吗 这节课学习至此,你们有什么收获呢
[生]我懂得了声音有音调、响度和音色三大特性。
[生]我还知道音调与发声体的振动频率有关,响度与发声体的振幅有关,音色取决于发声体本身。
【生】我学会了靠音色来辩别不同的发声体。
【生】我觉得发现问题,进行探究实验,是学习物理知识的一种科学、有效、有趣的方法。
【师】请同学们解答下面几个问题,检查自己是否掌握了本节主要内容。(学生解答导学案中的巩固练习,教师及时反馈评价)
【师】同学们的收获真不小!同学们,乐音是美妙的,生活是美好的,我们请备有乐器的同学为大家同奏一曲《欢乐颂》。

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