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(共41张PPT)
3.4 声波的应用
第三章 声现象
北师大版2024版物理八年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
3.4 声波的应用教案
一、教学目标
知识与技能
理解声波的基本概念，掌握声波的传播特性。
熟知声波在工业、医疗、生活、军事等领域的典型应用，能够阐述各应用的原理。
学会运用声波的知识解释相关现象，解决简单的实际问题。
过程与方法
通过案例分析、视频展示和小组讨论，培养学生分析问题、归纳总结的能力。
在探究声波应用原理的过程中，提升学生的逻辑思维和科学探究能力。
情感态度与价值观
激发学生对声波应用知识的学习兴趣，感受科学技术与生活的紧密联系。
培养学生对科学技术的探索精神和创新意识，增强学生对科学的热爱。
二、教学重难点
教学重点
声波在不同领域的具体应用实例及原理。
教学难点
理解声波应用中复杂的物理原理，并能灵活运用知识解释实际现象。
三、教学方法
讲授法、案例分析法、讨论法、多媒体演示法
四、教学过程
（一）导入新课（5 分钟）
播放一段嘈杂的城市街道声音和悠扬的音乐声，提问学生：“在我们的生活中，声音无处不在，那大家知道声音以什么形式传播吗？” 引导学生回忆声波的概念，进而引出本节课主题 —— 声波的应用。
展示一些有趣的声波应用图片，如 B 超影像、超声波清洗眼镜的画面等，激发学生的好奇心和求知欲，让学生带着问题进入新课学习。
（二）新课讲授
声波在工业领域的应用（10 分钟）
超声波探伤：通过多媒体展示超声波探伤的视频，详细讲解其原理。当超声波在均匀介质中传播时，遇到缺陷（如裂纹、气孔等），由于缺陷与周围介质的声阻抗不同，会使超声波产生反射、折射和散射，接收探头将反射回来的超声波信号转换为电信号，经过处理后在仪器上显示出来，从而检测出材料内部的缺陷。
超声波焊接：利用动画演示超声波焊接的过程，解释原理。超声波作用于焊接材料表面，使材料表面分子高速振动，产生摩擦热，同时在一定压力下，使材料分子相互渗透、扩散，实现焊接。组织学生讨论超声波焊接相比传统焊接方法的优势，如焊接速度快、强度高、无污染等。
声波在医疗领域的应用（15 分钟）
B 超：播放 B 超检查的视频，结合图像讲解。向人体发射超声波，超声波在人体组织中传播，遇到不同的组织界面时会发生反射，反射波被探头接收并转换为电信号，经过计算机处理后形成图像，医生根据图像判断人体内部器官的形态、结构及是否存在病变。引导学生思考 B 超在孕期检查、疾病诊断等方面的重要意义。
超声波碎石：通过动画展示超声波碎石的过程，讲解原理。聚焦的高强度超声波在结石处产生瞬间的高温、高压和强大的冲击力，使结石破碎，然后随尿液排出体外。组织学生讨论超声波碎石与传统手术取石相比的优点，如创伤小、恢复快等。
声波在生活领域的应用（10 分钟）
超声波清洗：展示超声波清洗机清洗眼镜、珠宝等物品的视频，解释原理。超声波在清洗液中传播时，会产生大量微小的气泡，这些气泡在超声波的作用下迅速生成并破裂，产生强大的冲击力，将物体表面的污垢剥落，达到清洗的目的。让学生联系生活实际，举例说明还有哪些物品可以用超声波清洗。
声控设备：介绍声控灯、声控玩具等声控设备，分析其工作原理。声控设备中的麦克风接收声音信号，将其转换为电信号，经过放大和处理后，控制电路的通断，实现设备的开启或关闭。组织学生讨论声控设备给生活带来的便利。
声波在军事领域的应用（10 分钟）
声呐：利用多媒体展示潜艇使用声呐探测的动画，讲解声呐的原理。声呐通过发射超声波，超声波在水中传播遇到目标后反射回来，声呐接收反射波，根据发射和接收的时间差以及超声波在水中的传播速度，计算出目标的距离、方位和深度等信息。让学生了解声呐在海洋探测、潜艇导航、反潜作战等方面的重要作用。
次声波武器：介绍次声波武器的概念和原理，次声波武器是利用次声波的特性，对人体造成伤害。次声波的频率与人体器官的固有频率相近，当次声波作用于人体时，会引起人体器官的共振，导致器官损伤甚至死亡。引导学生思考次声波武器的优缺点及伦理问题。
（三）课堂小结（5 分钟）
与学生一起回顾本节课所学内容，采用提问的方式，让学生回答声波在工业、医疗、生活、军事等领域的应用实例及原理。
教师进行总结归纳，强调声波应用的重要性和多样性，帮助学生构建完整的知识体系。
（四）课堂练习（10 分钟）
给出一些关于声波应用的选择题和填空题，如：
医院里常用的 “B 超” 检查身体是利用了声波能（ ）
A. 传递信息 B. 传递能量 C. 既传递信息又传递能量 D. 以上说法都不对
超声波清洗眼镜是利用了声波能（ ）
展示一些生活中的现象，让学生判断运用了哪种声波应用原理，并进行解释。
（五）布置作业
书面作业：完成课本课后习题，加深对声波应用知识的理解和应用。
实践作业：查阅资料，了解除本节课所学之外，声波在其他领域还有哪些应用，并写一篇 300 字左右的小报告。
五、教学资源
多媒体课件（包含声波应用的视频、动画、图片等）
相关的科普资料和文献
六、教学反思
在教学过程中，观察学生对声波应用知识的接受程度和兴趣点，及时调整教学方法和节奏。分析学生在课堂练习和作业中出现的问题，总结教学中的不足之处，思考如何在今后的教学中更好地帮助学生理解声波应用的原理，提高学生运用知识解决实际问题的能力 。
这份教案围绕多领域声波应用展开，能帮助学生系统学习。你若对案例选取、教学活动安排有不同想法，欢迎和我沟通。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
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中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
课程导入
复习回顾
（1）人的听觉频率范围是多少？
20~20000Hz。
（2）超声波是指什么？
频率高于20000Hz的人耳听不到的声音。
（3）次声波是指什么？
频率低于20Hz的人耳听不到的声音。
情景导入
生活中，人们常常利用声音来交流和传递信息。除此之外，声波还有很多其他领域的应用。
你还知道声波的其他应用吗？它们利用了声波的哪些特性？
医院利用超声波获得人体内器官或胎儿的图像信息
超声探伤仪可以探查出金属零件内部的裂纹等隐患
新课探究
超声波频率高，波长短，方向性好，几乎沿直线传播，易发生反射，在水中传播距离远，穿透能力强；具有很强的振荡、冲击和破坏作用。
一、超声波的应用
人耳能听见的声音
超声波
（1）方向性强——声呐：
在船上用声呐向海中发射一束超声波，依靠回波可以探测出海洋的深度，以及鱼群、礁石和敌方潜艇的方位等信息。
1. 超声波可以传递信息
汽车的倒车雷达也应用了这个原理。
点击图片播放视频
（2）反射能力强——超声检查：
超声波在不同组织交界面上会反射，利用其反射和回波来形成人体组织结构的图象。
（3）穿透力强——超声探伤仪：
工业上用其探查出金属零件内部的裂纹等隐患。
超声波测速
利用超声波可以测量物体运动的速度。向移动物体发射一定频率的超声波，被移动物体反射回来的超声波的频率会发生改变。根据频率的变化，就能确定物体运动的速度。
利用超声波还可以测量流体的流速。
超声波测速
2. 超声波可以传递能量
（1）超声碎石：医院用超声波击碎病人体内的结石。
（2）超声波加湿器：把超声波导入水中，剧烈
的振动会使水“破碎”成许多小雾滴，再用小风扇把这些小雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。
点击图片播放视频
（3）超声波清洗器：利用超声波使清洗液产生
剧烈的振荡，能在不损伤物体表面的情况下把污物除掉，可以用它清洗眼镜片或首饰。医院里还会利用超声波给病人清洁牙齿等。
例 下列不属于超声波的应用的是（ ）
蝙蝠利用声波定位
用声呐 探测海深
倒车雷达
用听诊器检查身体
D
二、次声波的应用
1. 次声波的特点
次声波频率低，传播距离远，不容易被吸收，具有很强的穿透能力。
人耳能听见的声音
次声波
频率低于 1 Hz 的次声波可以传到几千千米乃至上万千米远的地方。
2022年1月15日汤加海域火山发生大规模喷发，并在大气层中激发出强烈的冲击波，我国所有次声波台阵均观测到了此次火山喷发引起的次声波。
2. 次声波的来源
地震、台风、火山爆发、龙卷风等自然现象及核试验、导弹发射等都可以产生次声波。
3. 次声波的利用
（1）次声波的传播速度大于风暴——灾害预警：利用仪器监测风暴发出的次声波，可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法，也可以预报火山爆发、雷暴等自然灾害。
自然灾害
次声波
产生
预报
（2）次声波在大气层中传播的过程中，会受到气流、大气温度分布等因素的影响——气象监测：通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象活动的性质和规律，如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。这种方法的优点在于可以对大范围内大气进行连续不断的探测和监视。
3. 次声波的利用
（3）在大气层内进行核爆炸会产生很强的次声波——监测核试验：用高灵敏度的监测装置可以探测到远方核爆炸的强度和位置。目前，全球性核试验监测网已经建成，可监测地球任何一个角落进行的核试验。
3. 次声波的利用
次声波
特点
来源
应用
（1）频率很低
（2）在空气中传播的距离远
（3）不容易被吸收
地震、火山爆发、台风、极光等自然现象及核试验、导弹发射等都可以产生次声波
预报自然灾害、气象监测、监测核试验等
例 海上发生风暴时会产生次声波，次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度大。次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知并预报海上风暴，从而为渔业、航海等服务。下列说法正确的是（ ）
次声波不能传递信息
次声波是由物体振动产生的
次声波在海水中比在空气中传播得慢
次声波的频率太高，人耳听不见
B
三、语音识别
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，已经从梦想变成了现实。
语音识别技术就是让机器把语言信号转变为相应的文本或命令的高新技术。
与其他生物识别技术相比较，声音具有不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便等优点。
1. 语音识别技术的原理
语音识别技术是利用了每种声音的____不同这一特征。
音色
语音识别流程
点击图片播放视频
2. 语音识别技术的历史
3. 语音识别技术的应用
1. 根据声音的特征迅速验证用户身份、利用语音控制机器人等。
2. 智能家居、手机的语音输入系统等。
我国的语音识别技术已经达到了国际先进水平。未来，语音识别技术研究和应用的重要发展趋势是，让人在任何地方、任何时间，都能够通过语音交互的方式，更加方便地享受到更多的社会信息资源和现代化服务。
例 某款办公软件，只要配备有麦克风，就可以通过对着麦克风讲话录入文字和执行操作。下列物理知识或应用中与这项功能有关的是（ ）
回声定位
控制噪声的途径
语音识别技术
超声波能在空气中传播
C
小结
课程讲授
声波的应用
超声波
特点：频率高，方向性好，能量较集中等
应用：声呐、B超、超声波碎石、超声波加湿器等
特点：频率低，不易被吸收，能绕过障碍物
语音识别
让机器把语言信号转变为相应的文本或命令
次声波
应用：预报地震、风暴等自然灾害、监测核爆炸等
1. 关于声波的应用，下列说法不正确的是( )
A.声音不仅能够传递信息，还能传递能量
B.声呐主要利用了回声
C.“声纹门锁”是依据声音的音色来识别的
D.利用超声波可以测量地球到月球之间的距离
D
习题练习
2. 关于超声波和次声波，下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体振动产生的
B.地震、火山喷发等自然现象会伴有次声波的产生
C.发射火箭时，震耳的轰鸣声属于超声波
D.利用次声波可以监测地震、台风和核爆炸的强度
BD
习题练习
3. 有一种电动牙刷能发出超声波，直达牙刷刷不到的地方，可以把牙齿刷得更干净，它是利用了超声波 (选填“传递信息”或“具有能量”)的特点。超声波测距仪 (选填“能”或“不能”)在太空中使用。
具有能量
不能
习题练习
知识点1　超声波的应用
1. 超声波具有方向性好、穿透能力强等特点。下列各例中，
利用超声波能量大的是(　C　)
A. 医院利用“B超”检查体内情况
B. 蝙蝠利用超声波确定食物及障碍物的位置
C. 超声波加湿器使药液雾化后让病人吸入治疗咽喉炎症
D. 用超声波探测水库大坝是否有空隙裂缝
C
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2. [2023·泸州]如图所示是汽车利用超声波辅助倒车的情境，
当汽车与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的
警报声。下列关于声波的说法中，正确的是(　A　)
A. 超声波的传播需要介质
B. “嘀嘀嘀”的警报声是超声波
C. 超声波在空气中的传播速度为3×108 m/s
D. 警报声对正在倒车的驾驶员来说是噪声
A
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知识点2　次声波的应用
3. [2023·德州期中]海上发生风暴时会产生次声波，所以利用
次声波可以预报海上风暴，从而为渔业、航海等服务。下
列说法正确的是(　C　)
C
A. 次声波不能传递信息
B. 次声波在海水中传播速度比超声波快
C. 次声波是由物体振动产生的
D. 次声波的频率太高，人耳听不见
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知识点3　语音识别
4. 下列关于语音识别的说法错误的是(　C　)
C
A. 语音识别技术可应用于手机、智能家居等
B. 语音识别技术是指让机器把语言信号转变为相应的文本
或命令的技术
C. 语音识别技术就是把人说的话与模拟库里的话对比，看
说的内容是否相同
D. 我国的语音识别技术已经达到了国际先进水平
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5. [2024·临沂期末]2023年12月18日23时59分，临夏州积石山
县发生6.2级地震。各方力量火速集结，紧急驰援，彰显
我大国优势。地震发生时会伴随次声波的发生，关于次声
波，下列判断正确的是(　D　)
D
A. 震时“轰隆隆”的声音是次声波
B. 人耳能听到振幅较大的次声波
C. 次声波的频率高于20 000 Hz
D. 次声波不能在真空中传播
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6. [2024·海口期中改编]如图所示是一款具有“超声波传感
器”的智能拐杖，通过超声波传感器测距和蜂鸣器报警，
可以帮助盲人自信出行。下列有关说法中正确的是
(　B　)
B
A. 智能拐杖用超声波测距是利用声音能够传递能量
B. 超声波的频率比蜂鸣器报警的声波的频率高
C. 把蜂鸣器改成震动器，这款拐杖可以在登月后使
用，实现自动报警
D. 蜂鸣器报警是利用声音能够传递能量
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7. 同学们已经知道，渔船上安装的声呐不仅可以探测海洋的
深度和过往的鱼群，还可以探测冰山或暗礁的存在。
(1)声呐装置是利用 声波来传递 (选填“信
息”或“能量”)的。
(2)某次声呐向暗礁发出声波信号10 s后接收到了回波，则
暗礁到船的距离为 m。(该声波在海水中传播
的速度为1 500 m/s)
超　
信息　
7 500　
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(3)[质疑创新]2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，
小明认为可以把声呐也装到嫦娥六号探测器上，从而
增加一种探测的手段。他的想法是 (选填
“可行”或“不可行”)的，原因是
。
不可行　
声音不能在真空
中传播　
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谢谢观看！

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