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课题 第二章 声现象
2.2 声音的特性
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声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。
（3）不同发声体发出乐音的音色不同。
2.科学思维
2.科学思维：
通过实验探究活动，锻炼学生初步的观察、实验和思维能力。
3.科学实验
通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
4.科学态度与责任
（1）体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，更加热爱世界，热爱科学。
（2）感受自然界声音的美妙与有趣，激发好奇心和求知欲。在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。
教学重点
声音特征的三个特性及其影响因素。
教学难点
响度与音调的区别。
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
钢尺、示波器、不同频率的音叉、鼓、铁架台、细线、乒乓球
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
我们收听音乐为什么能区分不同乐器的声音？
问题
蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动(如图所示),为什么我们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音
要知道这个问题的答案，就需要研究声音的特性。
二、新课讲授、师生互动
（一）音调
我们接触的各种声音，有的听起来音调( pitch )高，有的听起来音调低。声音为什么会有音调高低的不同 什么因素决定音调的高低
想想做做
如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，使伸出桌边的部分较长。拨动钢尺，观察它的振动情况。逐渐缩短钢尺伸出的长度，重复前面的操作与观察。分析钢尺振动的快慢与它伸出的长度之间的关系。
当伸出的长度减小到一定程度时，拨动钢尺就能听到较为清楚的声音，注意听它的音调。继续缩短钢尺伸出的长度并拨动钢尺，观察音调的变化。分析钢尺发出声音的音调与它振动的快慢之间的关系。
点拨
在研究音调时，我们用视觉、听觉等不同感官来搜集信息，也就是在观察。科学研究中，观察要有明确的观察目的，要真实而准确地记录观察到的信息。
实验现象与推断
同一把钢尺，用同样大小的力拨动钢尺，
长度越长，振动越慢，音调越低；
长度越短，振动越快，音调越高。
物体振动得快，发出声音的音调就高;振动得慢，发出声音的音调就低。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。物理学中用每秒内振动的次数——频率 ( frequency )来描述物体振动的快慢。频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
频率的单位为赫兹(hertz)， 简称赫，符号为Hz。如果一个物体在1 s内振动100次，它的频率就是100 Hz。
为了直观地了解物体振动发声的情况，我们可以将声音的波形用示波器、计算机或手机等展现出来。
演示 观察声波的波形
把音叉发出的声音信号输入示波器、计算机或手机(如图所示),观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边观察它们的波形有何不同。
观察屏幕上的波形，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；低音调高的波形比较稀疏，声音频率较低。
人能听到的声音频率有一定的范围。多数人能够听到的频率范围是20—20000Hz。人们把高于20000Hz的声波叫作超声波( supersonic wave),因为它们超过人类听觉频率的上限;把低于20 Hz的声波叫作次声波( infrasonic wave ),因为它们低于人类听觉频率的下限。声音、超声波、次声波统称声。
小资料
（二）响度
声音有音调的不同，也有强弱的不同。例如，用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。声音的强弱可以用响度( loudness )来衡量。声音的响度主要由什么因素决定呢
演示 决定响度的因素
如图所示，使正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，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。
想一想：乒乓球弹开的幅度与音叉振动的幅度有什么关系 响度与什么因素有关
实验现象与结论
将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球——放大音叉振动幅度。
用力敲击音叉，乒乓球振动幅度大，音叉响度大。
轻轻敲击音叉，兵乒球振动幅度小，音叉响度小。
实验中，用橡胶锤使劲敲打音叉，声音的响度变大，乒乓球被弹开的幅度也增大，说明音叉振动的幅度增大。
物理学中用振幅( amplitude )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。
观察屏幕上的波形，我们可以清楚地看到，振幅大的波形幅度大一些，声音的响度大；振幅小的波形幅度小，声音响度小。
人听到的声音是否响亮，除了跟发声体发声时的振幅有关，还跟人距离发声体的远近有关。声音是从发声体向四面八方传播的，越到远处越分散。因此，人距离发声体越远，听到的声音越小。
（三）频率的高低决定声音的音调，振幅的大小影响声音的响度。但是，不同物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨出它们的不同。实际上声音还有一个十分重要的特性，它就是音色( tone quality)。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
演示 比较不同乐器发出声音的波形
下面分别是音叉、钢琴、长笛发出的C调1(do)的波形图(如图所示)。用计算机或手机播放这几个声音片段，边听边比较它们的波形有何异同。
观察上面声音的波形可以知道：不同乐器发出音调相同的声音，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，即音色不同。
三、课堂小结、巩固提升
1．声音的三特性是音调、响度、音色。物理学中用每秒内振动次数——频率来描述物体振动快慢。频率决定音调，频率高音调高。频率单位是Hz。人能听到20Hz到20000Hz的声叫做声音。声音、超声、次声统称为声。
2.物理学中用振幅来描述物体的振动幅度。振幅决定响度。物体的振幅大，产生声音的响度大。人听到声音是否响亮，跟发声体的响度有关，跟人距离发声体的远近有关。
3.不同发声体的材料、结构不同，发出的声音的音色也不同。
四、板书设计、理清要点
1. 声音的三特性是音调、响度、音色。物理学中用每秒内振动次数——频率来描述物体振动快慢。频率决定音调，频率高音调高。频率单位是Hz。人能听到20Hz到20000Hz的声叫做声音。声音、超声、次声统称为声。
2.物理学中用振幅来描述物体的振动幅度。振幅决定响度。物体的振幅大，产生声音的响度大。人听到声音是否响亮，跟发声体的响度有关，跟人距离发声体的远近有关。
3.不同发声体的材料、结构不同，发出的声音的音色也不同。
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法正确的是（ ）
A.物体的振动越快，发出的音调就低
B.物体的振动快， 声音的频率高
C.琴弦越长，振动越快，频率越高
D.频率越高，声音响度越大
2．课堂上老师叫后排座位的李明同学回答问题，叫他声音再大一点是指声音的（ ）
A.音调
B.响度
C.音色
D.音调和音色
3． 程莹在二胡演奏时，通过用手指按压二胡弦来改变声音的（ ）
A.响度
B.音色
C.音调
D.音色和音调
4． 下列说法不正确的是（ ）
A.人听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz
B.高于20000Hz的声叫超声波
C.人类能听到的声叫做声音
D.超声波、次声波统称为声
5．关于如图所示声波，说法正确的是（ ）
频率相同，振幅相同，波形不同，音色不同
B.频率相同，振幅相同，波形不同，音调不同
C.频率相同，振幅相同，波形不同，响度不同
D.频率不同，振幅不同，波形不同，音色不同
参考答案：1.B；2.B；3.C；4.D；5.A 。
六、布置作业
P45T2
课外作业P45T1、T3、T4、T5。
阅读P44 科学世界 乐音与乐器
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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