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人教版物理八年级上册第二章 第2节 声音的特性 教案
1.通过了解声音的特性，掌握响度跟发声体的振幅有关；音调跟发声体的频率有关；不同发声体发出声音的音色不同。
2.通过探究“音调与频率的关系”和“响度与振幅的关系”的实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
【重点】
音调、响度、音色的概念及其相关因素。
【难点】
探究决定音调、响度的因素。
新课引入
1.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？
2.为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大？要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。
知识点1音调
1.音调
声音的高低叫做音调，日常生活中的声音有高有低，有的听起来尖脆，音调高；有的听起来低沉，音调低。
帕瓦罗蒂是世界著名三大男高音之一，被誉为“高音C之王”
2.实验探究：影响音调高低的因素
（1）将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边约四分之一，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。
（2）改变钢尺伸出桌边的长度，分别约为二分之一和四分之三，再次拨动，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢，并填入表格中
注意：三次实验要用相同大小的力
实验结论
比较三种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调高低，发现钢尺伸出桌边的长度越长，振动得越慢，钢尺发声的音调越低，因而可知，物体振动得快，发声的音调就高；振动得慢，发声的音调就低。
3.频率
（1）物体每秒内振动的次数叫做频率,用字母f表示。
（2）频率的单位为：赫兹，简称赫，符号为Hz。
如果一个物体在1s的时间内振动100次，它的频率就是100Hz。
（3）物理意义：描述物体振动快慢的物理量。
（4）频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
如图所示，拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些，发生明显变化的声音的特征量是音调，这说明该特征量跟发声体振动的频率有关。
4.超声波和次声波
（1）人能感受的声音频率有一定的范围
多数人能够听到的频率范围大约为20Hz到20000Hz。
（2）超声波
人们把高于20000Hz的声叫做超声波，因为它们超过人类听觉的上限。
（3）次声波：人们把低于20Hz的声叫做次声波，因为它们低于人类听觉的下限。
（4）人类能听到的声叫声音，声音、超声波、次声波统称声。
动物的听觉范围通常与人的不同，有些动物对高频声波或低频声波反应灵敏。
有时在你认为很安静、没有任何声音时，猫或者狗却突然表现得非常警觉。
1.超声波和次声波也是由物体振动产生的。
2.超声波和次声波的传播也需要介质，在真空中不能传播。
3.在相同条件下，超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。
4.发生地震、海啸、火山喷发、台风时会伴有次声波产生，很多动物都能听到这些声音，例如狗、大象等；有些动物可以发出超声波，例如海豚、蝙蝠等；有些动物可以发出次声波，例如大象。
小练习
春天里，经常会看到蝴蝶在花丛中飞行，如果其中某只蝴蝶的翅膀在5s内振动了30次，则其振动的频率是6 Hz，人类不能(选填“能”或“不能”)听到这种声音。
解析：蝴蝶的翅膀在5s内振动了30次，则其振动的频率为：30次/5s=6Hz。人类的听觉频率范围是20~20000Hz，6Hz不在人类的听觉频率范围内，所以人类不能听到蝴蝶振翅的声音。
知识点2响度
声音有音调的不同，也有强弱的不同。
1.响度：物理学中声音的强弱叫做响度，俗称音量。
例如：用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大，即响度大。平常我们说的“高声喧哗”“低声细语”都是指响度
2.实验探究：响度与什么因素有关
小实验：
（1）把系好乒乓球的细线拴在铁架台上，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）用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察乒乓球被弹开的幅度
现象：用较大力敲击音叉时，音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大；用较小力敲击音叉时，音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小
实验结论
声音的响度与发声体振动的幅度有关，发声体振动的幅度越大，产生声音的响度越大；发声体振动的幅度越小，产生声音的响度越小。
在该实验中，我们用不同的力敲击音叉，使音叉振动幅度不同，然后通过音叉弹开乒乓球的距离来间接反映音叉振动幅度的大小，这种方法是放大法，放大法是转换法中的一种重要方法。
3.振幅
（1）定义：物体在振动时，偏离原来位置的最大距离叫做振幅。物理学中 用振幅来描述物体振动的幅度。
（2）响度与振幅的关系：
响度决定于振幅。振幅越大，响度越大。
4.振幅与波形图
观察比较两个波形图发现:左边的振幅小，响度小，右边的振幅大，响度大。
5.影响人听到的声音是否响亮的因素
人听到的声音是否响亮，除与响度的大小有关外，还与距声源的距离和声音分散的范围有关。响度越小、距声源越远、声音越分散，声音越小。
讨论：生活中喇叭为什么可以增大声音的响度？
声音是从发声体向四面八方传播的，越到远处越分散。所以距离发声体越远，听到的声音越小。用喇叭可以减少声音的分散，使声音传播得更远些。
用喇叭或者管状物传递声音，没有增大声音的响度，只是减少了声音的散失，从而增强传声效果。
典型例题
医生用听诊器听病人的心、肺发出的声音进行诊病，听诊器能（C）
A.改变发声体振动的频率,使声音的音调变高
B.改变发声体振动的振幅，使声音的响度增大
C.减少声音的分散，使传入人耳的声音响度增大
D.缩短医生与声源的距离，使传入人耳的声音音调变高
解析：听诊器是利用声音在管内集中传播，减小声音的分散，提高传入人耳的声音的响度的原理工作的，听诊器可使医生听到更清楚的声音，然后根据经验判断病人是否有病症。
知识点3音色
1.音色反映了物体发出声音的品质与特色。
不同的发声体即使发出声音的音调与响度都相同，它们的声波也有所区别，这是由于不同发声体发出声音的音色不同。
2.决定音色的因素
发声体的材料、结构等自身因素。
例如：不同的人说话的声音不同，就是音色不同。
3.音色差异的利用
(1)根据音色可以分辨出不同乐器和不同人的声音，在欣赏交响乐时，人们能根据音色分辨出不同乐器发出的声音；“闻其声而知其人”也是因为不同人发出声音的音色不同。
(2)同一发声体如果其结构发生变化，音色也将变化，因此，可以根据音色来辨别瓷器内部是否有裂纹、机器运转是否正常等。
4.声音的三特性
小练习
弹奏前调整琴弦的松紧程度，可以改变琴声的音调，根据乐器发声的音色，可以听出是什么乐器在演奏(选填“响度”“音调”或“音色”)。
解析：物体振动的快慢由物体的材料、长度、橫截面积和张紧程度决定的，故调整琴弦的松紧程度，可以调节琴弦的振动频率，从而调整音调，不同的乐器发声的音色不同，可以根据音色判断乐器。
乐音和乐器
许多声音悠扬、悦耳，听到时感觉非常舒服，人们把这类声音叫做乐音。
编钟是我国春秋战国时代的乐器。
编钟
敲击大小不同的钟能发出音调不同的声音
乐器可以分为三种主要的类型：打击乐器、弦乐器和管乐器。虽然各种乐器看上去千差万别，音色和演奏方式也各不相同，但所有乐器的物理原理都是—样的：通过振动发出声音。
课堂总结
课堂训练
1.重敲同一音叉，听到更大的声音，同时发现乒乓球被弹开得更远，说明声音的响度与发声体的振幅有关。
2.“小明，上学去啦!”，正在看书的小明听到声音就知道是好朋友小超在叫他，小明判断的主要依据是声音的（C）
A．音调
B．响度
C．音色
D．频率
3.演员弹奏钢琴时，使用相同的力量弹不同的键，这主要是为了改变乐音的（　　）
A．音色
B．响度
C．音调
D．振幅
4.2018年平昌冬奥会上，智能机器人Troika可以用简单语言与人类交流。关于机器人的声音（C）
A.机器人的声音不是由振动产生的
B.机器人的声音可以在真空中传播
C.机器人的声音与运动员的声音音色不同
D.机器人的声音在空气中的传播速度约3×108 m/s
5.关于音调，下列说法正确的是 (D)
A.音调的高低只与发声体的长度有关
B.“闻其声便知其人”判断的依据就是音调
C.音调的高低与发声体无关
D.音调的高低由发声体振动的频率决定
6.某种昆虫靠翅膀的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在2s内做了700次振动，频率是多少？人类能听到吗？
解析：这种昆虫的翅膀在2s内做了700次振动，所以它1s内振动了350次，即频率为350Hz。而人耳能听到的声音的频率范围为20~20000Hz，所以人能听到。
答：350Hz；能

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