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人教版第二章第2节
声音的特性-音调
①了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。
②通过实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
③通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象，使学生更加热爱科学。
新课引入：欣赏歌曲《回来》震碎杯子
①请同学们回忆生活中的一些现象：
当蚊子、蝴蝶从耳边飞过时……你能听到它们的声音吗？
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。
要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。
一、音调
牛发出的声音低沉，
蚊子发出的声音细高
①比较牛与蚊子发出的声音有什么不同
②比较两位歌唱家发出的声音有什么不同？
男低音低沉浑厚，
女高音婉转高亢
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①音调：声音的高低叫音调
一、音调
二、如何改变发声体的音调
1.管乐器（竖笛为例）
2.打击乐器（木琴为例）
3.弦乐器（吉他为例）
音条振动发声
空气柱越长，音调越低
音条越长，音调越低
长而粗的弦，音调越低
琴弦振动发声
管内空气柱振动发声
学生实验
三、探究音调和振动快慢的关系
振动部分长度 振动快慢 音调高低
3/4钢尺长
2/4钢尺长
1/4钢尺长
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。多次改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺振动的幅度大致相同，再次拨动钢尺。
学生实验1
拿一张薄塑料片，让它在木梳的齿上划过，一次慢些，一次快些，一次更快些，比较三次所发出声音的音调有什么不同。
学生实验2
划动的快慢 振动快慢 音调高低
慢划
快划
更快
三、探究音调和振动快慢的关系
振动部分长度 振动快慢 音调高低
3/4钢尺长
2/4钢尺长
1/4钢尺长
学生实验1
学生实验2
划动的快慢 振动快慢 音调高低
慢划
快划
更快
音调的高低与发声物体的 ____________有关。
振动得越快，发出的声音音调 ______；振动得越慢，声音音调 _______。
振动快慢
越高
越低
实验结论
三、探究音调和振动快慢的关系
②频率（frequency）
可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着音调的高低。
物理学中用频率来描述物体振动的快慢。
如一个物体1s内振动了100次，则这个物体振动的频率f=100 Hz。
频率决定声音的音调
频率的单位：赫兹，符号是Hz。
物体在1s振动的次数叫频率。
用符号“ f ”表示。
③音调和频率的关系
频率越高、音调越高；频率越低、音调越低
控制变量法：几个因素同时影响到探究结果时，要控制其他因素不变，每次只探究一个因素的影响，如在本实验中使钢尺每次振动的幅度大致相同，探究音调与振动快慢的关系，就用到了控制变量法。
三、探究音调和振动快慢的关系
通过屏幕上的波形，我们可以清楚地看到，高音调的波形更密集一些，声音的频率较高；低音调的波形比较稀疏，声音的频率较低。
演示实验—《用手机示波器APP观察不同音调的波形》
四、音调与波形的关系
③超声波：
把高于20000Hz的声叫超声波，因为它们超过人类听觉的上限。
②可听声：
多数人能够听到的声音频率范围为：20Hz～20000Hz。
①次声波：
把低于20Hz的声叫次声波，因为它们低于人类听觉的下限。
测测耳朵
听力水平
五、声的分类
人和一些动物的发声和听觉的频率范围频率/Hz
动物的听觉范围通常与人的不同。一些动物对高频声波反应灵敏。
20
20000
85
1100
425
65000
60
15
50000
760
1500
1000
12000
7000
12000
10000
12000
150000
24
1
150
14
20000
听觉频率
发声频率
1800
五、声的分类
思考讨论:
为什么我们可以听到蜜蜂飞行的声音,却听不到蝴蝶飞行的声音
人能听到的声音的频率有一定的范围多数人能够听到的频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz。
因为蜜蜂翅膀振动的频率是300-400Hz,在人的听觉频率范围之内，蝴蝶飞行时翅膀的振动频率大约为5-6次每秒，属于次声波，所以听不到。
用试管做的乐器的演奏
1.用相同的力吹不同的试管，试管发出的声音相同吗？有什么区别？
声音高低不同
2.用相同的力敲击不同的试管，试管发出的声音相同吗？有什么区别？
水
声音高低不同
六、跨学科实践活动
歌声为什么能震碎杯子呢？
歌声与杯子共振：
共振是指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象。共振时，激励输入机械系统的能量最大，系统出现明显的振型称为位移共振。此外还有在不同频率下发生的速度共振和加速度共振。
学生活动：“隔空移物”
六、跨学科实践活动
共振危害：19世纪初，一队拿破仑士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧生。后经调查，造成这次惨剧的罪魁祸首，正是共振！因为大队士兵齐步走时，产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时，桥就断裂了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。有鉴于此，所以后来许多国家的军队都有这么一条规定：大队人马过桥时，要改齐走为便步走。
对于桥梁来说，不光是大队人马厚重整齐的脚步能使之断裂，那些看似无物的风儿同样也能对之造成威胁。1940年，美国的全长860米的塔科马海峡吊桥因大风引起的共振而塌毁，尽管当时的风速还不到设计风速限值的1/3，可是因为这座大桥的实际的抗共振强度没有过关，所以导致事故的发生。每年肆虐于沿海各地的热带风暴，也是借助于共振为虎作伥，才会使得房屋和农作物饱受摧残。因为风除了产生沿着风向的一个风向力外，还会对风区的构筑物产生一个横力，而且风在表面的漩涡在一定条件下产生脱落，从而对构筑物产生一个震动。要是风的横力产生的震动频率和构筑物的固定频率相同或者相近时，就会产生风荷载共振。近几十年来，美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。
六、跨学科实践活动

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