资源简介

第2节 声音的特性
素养目标
1.了解声音的特征：音调、响度和音色；
2．知道声音的音调由发声体的频率决定；
3．知道声音的响度由发声体的振幅决定，同时还受距离发声体的远近以及扩散范围影响；
4．知道不同发声体发出的声音的音色不同及其应用。
重点难点
1.让学生在探究中理解和体会音调、响度和音色。
2.通过实验探究音调、响度与什么因素有关。
教学过程
新课导入
（问题导入）振动会发声，为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？为什么用力重重敲鼓比轻敲发出的声音大？模仿明星唱歌，模仿的声音再像，能完全一样吗？要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。
课堂探究
探究点一:　音调
【观察思考】两次声音有什么不同？
播放长脚蚊飞舞时与牛吼叫时的声音。
学生观察并思考听到两次声音的感觉有什么不同？
长脚蚊飞舞时发出的声音尖细；牛吼叫时发出的声音低沉。
长脚蚊飞舞时振动快，牛吼叫时振动慢。
1.音调：声音的高低叫音调。
通常歌曲的乐谱标注的是音调；日常生活中通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。
【提出问题】是什么因素决定音调的高低？
【演示实验】：探究音调和频率的关系
探究目的：钢尺振动发声的音调和什么因素有关。
控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的越短
猜想和假设：可能和振动的快慢有关
(3)设计实验：将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。
（4）实验步骤：
①使钢尺伸出桌边的长度短一些，注意观察钢尺发声时振动的快慢及声音的音调；
②使钢尺伸出桌边的长度长一些，再次拨动，注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调；
③整理实验器材，总结结论。
（5）实验结论：音调跟发声体振动的快慢有关：钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。
2.频率：
（1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。
（2）定义：每秒内振动的次数叫频率。
（3）单位：赫兹（Hz）。1000Hz：物体在1s内振动了1000次。
（4）音调和频率的关系：音调由发声体振动的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低。
3.用示波器观察不同音调的波形
将不同的声信号输入示波器中，观察声音的波形。几种不同频率声音的波形有何不同？
通过观察示波器中的波形，我们可以清楚地看到，高音调的声音频率高，波形密集；低音调的声音频率低，波形较稀疏。
4.超声波和次声波
人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。
(1)超声波——频率高于20000Hz的声，超过人类听觉的上限；
(2)次声波——频率低于20Hz的声，低于人类听觉的下限。
注意：声音不同于声，振动一定发声，但却不一定是人能够听见的声音；
（3）人和动物的发声和听觉频率范围
问题：为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声，却能听到讨厌的蚊子声？请同学们分组讨论。
答：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约500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。
问题：为什么地震、海啸刚发生时人们毫无察觉，猫、狗就已经警觉地听到了？
发生地震、海啸、台风、核爆炸时都会伴有次声波。
探究点二： 响度
声音有音调的不同，也有强弱的不同。
响度：物理学中把声音的强弱叫响度。也就是声音的大小。
2.影响声音大小的因素是什么
请一位同学用大小不同的力敲击桌面，用力越大，桌面振动越大，声音越大。
【演示实验】：探究影响响度的因素
（1）实验设计：用大力不同的力敲击音叉，音叉发出的响度不同时，观察乒乓球振动的幅度有什么不同。
（2）实验现象：几次用不同的力敲击音叉时，乒乓球被弹开的幅度不同，用力越大，乒乓球被弹开的幅度越大，声音的响度越大。
（3）归纳总结：声音的响度与发声体振动的幅度有关。振动幅度越大，声音的响度越大；振动幅度越小，声音的响度越小。
3.振幅：物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。
4.振幅波形图
5.尽管发声体的响度与振幅有关，但是人耳听到声音的强弱不只是与振幅有关，还与哪些因素有关呢？
【现象拓展】人听到声音的强弱大小，不仅与响度有关，还与距离发声体的远近有关，与声音的分散程度有关。如：听喇叭广播，远近听声音大小不同；声音越到远处越分散，所以距离发声体越远，听到的声音越小。
6.实验方法：通过乒乓球被弹开距离的远近来反映音叉振动幅度的大小，叫做转换法。
7.生活中“高”“低”对响度的描述
如：声如洪钟、响鼓还需重锤敲、震耳欲聋、音量的大小、轻声慢步、窃窃私语、低声细语、引吭高歌、高声喧哗、“不敢高声语，恐惊天上人”等是指声源振动幅度大小，即发出声音的响度大小。而日常生活中常用“尖”、“细”、“脆”等词形容的是声音的音调高，例如“脆如银铃”、男低音、女高音、“高音我唱不上去”、“低音我唱不下来”等指的是音调。
【想想议议】蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？哪个响度大？
蚊子的叫声音调高；黄牛的叫声响度大。
探究点三：音色
不同的乐器弹奏同一片乐曲，音调和响度相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特性中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。音色又叫音品，物理学中把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。我们常说：闻其声而知其人，就是根据每一个人发声的音色不同来辨别的。
1.音色：不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。
我们之所以能听出熟悉的人，熟悉的乐器的声音，是因为不同的人，不同的乐器发出的声音音色不同。
2.音色与发生体的材料,结构有关。
【演示实验】下面分别是听一下几个声音片段，边听边比较它们的波形有何异同。
观察上面的波形可知，音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，即它们的音色不同。
板书设计
第2节 声音的特性
一、音调：声音的高低，由频率决定。
1.频率：每秒内物体振动的次数。单位是赫兹，符号为Hz。
2．频率越高，音调越高；频率越低，音调越低
3.超声波：把高于20000Hz的声叫做超声波。
4.次声波：把低于20Hz的声叫做次声波。
二、响度：声音的强弱(大小)，由振幅决定
1.振幅：发声体偏离原来位置的最大距离。
2.发声体的振幅越大，产生的声音响度越大。
3，响度与距发声体的距离有关，距发声体越远，人耳听到的声音越小
三、音色：声音的品质
音色与发声体的材料、结构有关。
当堂检测
1.古诗《春夜洛阳城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，诗人辨别出是玉笛的声音，是依据声音的（C）
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度
2.下列词语中，形容声音响度小的是（　C　）
A. 震耳欲聋 B. 声如洪钟 C. 轻声细语 D. 斯声如雷
3．下列关于声音的说法中不正确的是(　A　)
A.“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
B.“隔墙有耳”说明固体也能传声
C.“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D.“轻声细语”主要说明声音的响度小
4.甲音叉发声时每秒振动256次，乙音又发声时振动频率为512Hz，相比于乙音叉，甲音叉（　C　）
A. 发声时振幅一定更小
B. 发声时振动频率一定更高
C. 发出声音的音调一定更低
D. 发出声音的响度一定更大
5．如图所示，将正在发声的音叉插入水中，会看到水花飞溅，这说明声音是由物体 振动 产生的。频率为 256Hz 的A 音叉和频率为 440Hz 的B 音叉中 B （选填“A”或 “B”）音叉声音的音调较高。
声波可以在示波器上展现出来.先将话筒接在示波器的输入端,再将敲响的甲、乙两个音叉分别对着话筒发出声音.在示波器上出现了如图所示的波形.通过对波形的分析,可知　乙　音叉的音调高.
教学反思
本节课主要学习了声音的三个特性：音调、响度、音色.对于音调学生理解起来比较困难，可以通过钢的尺或大小音叉、刻度尺等等的振动来感知、认识.在频率的学习方面要通过学生的实验来认识.响度的教学相对比较容易，在研究响度与振幅的关系时要注意控制变量法的应用。音色的教学是个难点，认识音色可以从发声体的材料、结构等导致的振动方式的不同等方面来分析、讲解。
备课资源
为什么音色会变化
不同的人演奏相同的乐曲时，音色是不同的，这是因为在演奏乐器时，所发出的声音和正常音调不太相同，至少在乐器刚开始发出很强的音响时是如此.这有两个原因.首先，由于不同类型的拨奏手法产生了不同的假振方式(即与共鸣箱正常的共振状态不同的振动方式).这种假振很快衰减，留下的较弱的尾音才是正常的音调，因而给人以不同的音色感觉.第二，快速过度的声音，由于持续时间太短，人的耳朵不太容易分辨.这是由人的听觉特性决定的，声音持续的时间越短，它的音调就越难以分辨.在演奏古钢琴时，由于快速拨奏，听众会有一种金属“摩擦”的感觉，这是因为它演奏出的音乐相应的泛音几乎完全失去而造成的结果
2.响沙（沪科P22备课资源）
唐代李华在《吊古战场文》中曾经描绘过内蒙大沙漠和戈壁大沙漠一带的古战场是荒无人烟,但常常能够听到鬼哭声,沙漠里真的有鬼哭声吗 当然没有,那不是鬼哭,是沙丘的响声.原来,有一种能够发出响声的沙丘,叫做响沙丘.在我国内蒙伊克昭盟达旗境内、宁夏中卫附近、新疆塔克拉玛干沙漠中,都有这种响沙丘.这种响沙丘,在寂静无人时,会发出吱吱响声.当有人从响沙丘上滑行下来时,就会发出一片“隆隆”的响声,与汽车和飞机的马达声相仿.当你用两手把沙子使劲一捧,就会听到“哇哇哇”青蛙般的叫声.如果很多人同时踏进沙丘,或者阴天疾风骤起,它就会发出更为吓人
的巨响.其声响之大,嘈杂之甚,宛如鬼哭狼嚎.
有人把沙响比作“歌唱”.听到过的人都觉得,沙子的“歌唱”可以同笛声、琴声、大提琴声、远处的雷声、飞机发动机的嘈杂声、哨声相比较;声音是多种多样的,但是它们有一个共同点,就是沙漠中的沙子“唱”的音调比较低,而海滨的沙子“唱”的音调比较高.

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