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2024年秋季
人教版（2024）物理
八年级上册
第二章 声现象
人教版（2024）
2.2 声音的特性
1.掌握音调跟发声体的频率有关；响度跟发声体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同。
学习目标
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。
课堂导入
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。
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？
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（1）探究声音的特点
新知探究
知识点1 音调
声音 声音的特点 探究归纳
低沉浑厚
男低音
女高音
婉转高亢
尖细、刺耳
低沉、粗壮
音调高
音调高
音调低
音调低
我们听到的声音，有的听起来尖细，声音高，音调高；有的听起来低沉，声音低，音调低。
③探究总结
（2）音调：声音的高低叫做音调。
新知探究
知识点1 音调
牛叫
蚊子
【提出问题】声音的音调高低和什么因素有关？
【设计方案】控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的长短。
（3）实验探究：决定音调高低的因素
如图所示，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。
新知探究
知识点1 音调
【实验步骤】
①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的1/4伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；
②再分别把钢尺的2/4、3/4伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中。
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
新知探究
知识点1 音调
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
慢
低
快
高
振动快慢
越高
越低
更快
更高
【实验记录】
【实验结论】
新知探究
知识点1 音调
（4）频率
①物理意义
用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动快，则频率高；振动慢，则频率低。
②定义：物体振动的次数与所用时间之比叫频率。用f 表示.
③单位：赫兹，符号是Hz.
如物体1s内振动了50次，则这个物体振动的频率f=50 Hz.
（5）音调和频率的关系
频率决定声音的音调。
频率越高、音调越高；频率越低、音调越低。
新知探究
知识点1 音调
（6）音调不同的声音的波形图
将音叉发出的声信号输入示波器或计算机中，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同。
用计算机观察不同音调的波形
新知探究
知识点1 音调
频率为128赫兹
音调高的波形比较密集一些；音调低的波形比较稀疏一些。
频率为440赫兹
新知探究
知识点1 音调
②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。
①可听声
多数人能够听到的声音频率范围为：20～20000Hz。
③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。
新知探究
知识点1 音调
（7）声的分类
动物的听觉频率范围一般和人的不同。有的动物能听到超声波，有的动物能听到次声波。有些动物既能听到超声波也能发出超声波，如蝙蝠、海豚等。
④一些动物的发声和听觉频率范围
发生地震、海啸、火山喷发、台风时会伴有次声波产生。有些动物可以发出次声波，例如大象。
新知探究
知识点1 音调
声音有音调的不同，
也有强弱的不同。
（2）探究响度和什么因素有关
（1）响度
声音的强弱叫做响度。
【设计实验】
将系在细绳上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。
使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。
新知探究
知识点2 响度
【进行实验】
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。
新知探究
知识点2 响度
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。
现象：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;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。
新知探究
知识点2 响度
【实验结论】
甲 乙
（3）振幅
物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。
（4）用波形图表示响度的大小
振幅大，响度大
振幅小，响度小
新知探究
知识点2 响度
（5）影响响度大小的其他因素
响度的大小还与人距发声体的远近有关；人离发声体距离越远，声音越分散，听到的响度越小。
喊话器
新知探究
知识点2 响度
为了增大响度，可以减少声音的分散。医生检查疾病用的听诊器、喊话器都是应用了这个道理。
用不同的乐器演奏同一首乐曲。在音调和响度相同时，会发现声音是不同的，你能够分辨出它们是哪种乐器发出的吗？
请欣赏古典音乐《梁祝》
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新知探究
知识点3 音色
将音叉、钢琴与长笛发出的声音分别输送到计算机（或示波器）中，观察声音的波形图，比较它们的波形有何异同。
（1）探究不同发声体的音色
新知探究
知识点3 音色
根据观察到的声音波形可以知道：
①音叉、钢琴、长笛发出的声音波形，总体上的疏密程度是相同的，即频率相同，音调相同.
②振动幅度相同（振幅相同），响度相同.
③波的形状不同，即音色不同.
新知探究
知识点3 音色
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，声波的形状也有所区别，这是由于不同发声体发出声音的音色不同。
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。
新知探究
知识点3 音色
（1）发声体规则振动发出的声音叫做乐音，乐音悠扬、悦耳，听起来很舒服。
编钟是我国春秋战国时代的乐器，敲击
大小不同的钟，能发出不同的音调。
大 型 乐 队
新知探究
知识点4 乐音与乐器
鼓
（2）乐器
分为三种主要类型.
①打击乐器：锣、鼓等收受到打击时产生声音。
以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越高。击鼓的力量越大，鼓皮的振动幅度就越大，声音就越响亮。
锣
新知探究
知识点4 乐音与乐器
②弦乐器：二胡、小提琴和钢琴等通过弦的振动发声。
弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧。一般来说，弦乐器的弦越细、越短、越紧，其发声时的音调越高。
新知探究
知识点4 乐音与乐器
抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。
③管乐器：长笛、箫等乐器，吹奏时空气柱振动发声。
新知探究
知识点4 乐音与乐器
课堂小结
声音的特性
音调
音色
响度
定义：声音的高低
影响因素：频率
可听声、次声波、超声波
定义：声音的强弱
影响因素：发声体的振幅、距离声源的远近
定义: 声音的品质
影响因素：发声体的材料和结构
分类
随堂练习
1. 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？
答： 350Hz 人能听到
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。
2. 生活中经常用“高”“低”来形容声音，如“女高音”“男低音”“引吭高歌”“低声细语”。其中的“高”“低”描述的各是声音的哪些特性
“女高音”的“高”指音调高；
“男低音”的“低”指音调低；
“引吭高歌”的“高”指响度大；
“低声细语”的“低”指响度小。
随堂练习
3. 如图小明自己制作了一个哨子。在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，用水蘸湿棉花后塞入两端开口的塑料管。吹管的上端，可以发出悦耳的哨声。上下推拉活塞，可以改变声音的_____，用大小不同的力吹，可以改变声音的______ 。（选填“音调”“响度”或“音色”），活塞越向下拉，发出声音的音调越_____。
音调
响度
低
随堂练习
当推拉活塞时，空气柱长度会发生变化，振动快慢会发生改变，会发出不同音调的声音。
用大小不同的力吹，那么声音的振幅不同，改变的是声音的响度。活塞越向下拉，上面的气体体积变大，振动越慢，音调变低。
4.如图所示是人和一些动物的发声和听觉的频率范围，下列说法正确的是（　　）
A．地震前会发出次声波，人和狗肯定听不到，但大象能够听到
B．大象用次声波“交谈”时，人类听不见但大象能听见
C．院子里的小狗听不见家里人的悄悄话，
是因为悄悄话的频率太低
D．大象和狗的发声频率无
重叠区，所以狗叫声大象永远听不见
B
A．地震前会发出次声波，由图可知，人类听不到次声波，狗和大象能够听到，故A错误；
B．大象的发声频率为14Hz~24Hz，大象用次声波“交谈”时，人类的听觉范围20~20000Hz，大象的听觉范围1~20000Hz，所以人类听不见但大象能听见，故B正确；
C．狗的听觉范围比人的听觉范围广，人说话的声音狗是能够听到的，故C错误
D、大象的听觉范围是1Hz～20000Hz，而狗的发声范围是452Hz～1800Hz，因此大象是能够听到狗的叫声的，故D错误。
随堂练习
谢谢！同学们再见！

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