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第二章 声音与环境
2.2 音调
学习目标
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新课导入
课程讲授
课堂小结
当堂评价
学习目标
物理观念：知道什么是音调及影响音调的因素，知道什么是频率，会用波形比较频率，了解弦乐器。
科学思维：从物理学的视角认识音调及影响因素，构建波形的物理模型。
科学探究：通过实验探究总结影响音调的因素，培养学生的归纳总结的能力。
科学态度与责任：认识音调的本质。通过音调知识在乐器中的应用，认识物理知识对人类生活的影响。
请同学们听一首乐曲
新课导入
我们的感觉和感受
我们听到的声音可以说是千差万别的，有各种乐器声；声音有强有弱，时高时低，有的浑厚，有的清脆。听了这些音乐，我们会沉浸在美的享受之中。
我们身边的声音丰富多彩，各有各的特点。这些特点与什么因素有关呢？我们今天一起来研究声音的特征。
大家来欣赏一首歌曲：《青藏高原》。
你感到这首歌什么时候最难唱？
是要求声音不够洪亮而难唱，还是其他原因？
我的声音比你的粗！
我的声音尖！
课程讲授
物理学中，把声音的高低叫做音调。
物理学中，把声音的______叫做______。
音调
高低
1、声音的高低——音调
女高音的音调高，男低音的音调低
探究影响声音高低的因素
活动１：
做一做：
用一张卡片以不同的速度划过梳齿,你听到的声音有什么不同 为什么？
思考
这两个实验表明，声音的高低跟物体振动的快慢存在怎样的关系？
振动越快，声音越高，
振动越慢，声音越低，
音调越高。
音调越低。
频率
描述物体振动的快慢
每秒内振动的次数
赫兹（赫）
Hz
单位:
音调
声源振动次数和所用时间之比
f
例1：蝴蝶翅膀每秒钟振动约5次，则蝴蝶发声的频率是 。
5 Hz
例2：蚊子翅膀每秒钟振动约500次，则蚊子发声的频率是 。
500Hz
影响音调的因素－－
结论
声源振动的频率越高，音调越高；反之，声源振动的频率越低，音调越低。
频率
1.如图所示，将钢质刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动钢尺，听它发出的声音。缩短钢尺伸出桌面的长度，看到钢尺振动 　 　（填“变快”或“变慢”），听到声音 　 　（填“变高”或“变低”），由此得到结论：声音的音调与声源振动的 　 　有关。
变快
变高
频率
随堂练习
频率高，音调高
频率低，音调低
用波形比较频率
2．如图所示，以下是在示波器上显示的与声波相对应的图形，请根据波形图判断，其中音调最高的是（　　）
B．
C．
D．
A．
B
弦乐器音调高低的影响因素
弦乐器
改变弦乐器音调的方法
1、提出问题：弦乐器能够演奏出各种优美的音乐，那么是怎样调节弦乐器的音调？
2、猜想与假设：①、可能与弦的粗细有关？
②、可能与弦的长度有关？
③、可能与弦的张紧程度有关？
3、设计实验与制定方案：
①、保证长度、张紧程度相同，改变粗细；②、保证粗细、张紧程度相同，改变长度；③、保证粗细、长度相同，改变张紧程度。
4、获取与处理信息
5、分析与论证：
实验序号 粗细 ㎜2 长短 （m） 松紧 音调
1 0.5 0.6 紧
0.8 0.6 紧
2 0.8 0.6 松
0.8 0.4 松
3 0.5 0.4 松
0.5 0.4 紧
高
高
高
低
低
低
6、评估：
①长度、张紧程度相同时，弦线越细，音调越高；
②粗细、张紧程度相同时，弦线越短，音调越高；
③粗细、长度相同时，弦线越紧，音调越高。
附：管乐器的音调与管内空气柱的长短有关，一般情况下，空气柱越短音调越高。
3．如图所示，绷紧在纸盒上的两条橡皮筋粗细不同，用手拨动橡皮筋，橡皮筋由于 　 　产生声音；用相同的力拨动两根橡皮筋，发出的声音的 　 　不同。
振动
音调
随堂练习
管乐器音调高低的影响因素
水瓶琴
水瓶琴
振动发声 发声特点
敲 瓶子和水柱 水越多，音调越低；水越少，音调越高
吹 瓶中的空气柱 水越多，音调越高；水越少，音调越低
想想议议：苍蝇飞行的每秒振翅147～200次，蝴蝶飞行时每秒振翅5～6 次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能发觉飞行中的蝴蝶？ 你知道为什么吗？
人
狗
猫
蝙蝠
海豚
20Hz
20 000Hz
15Hz
50 000Hz
60Hz
65 000Hz
1 000Hz
120 000Hz
150Hz
150 000Hz
人和一些动物的听觉频率范围
4．小利在7个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，制成了一个水瓶琴，如图所示。对着瓶口吹气，发出的声音是由瓶中空气柱 　 　产生的。依次吹每个瓶的瓶口，发出声音的音调不同，越靠近 　 　（选填“左”或“右”）端音调越高。
振动
右
随堂练习
5．一只蝴蝶1min内振翅360次，它振翅的频率为　 　Hz，该频率是在下面表格中　 　的听觉范围内。人类　 　（能/不能）听到这种声音。
类别 大象 狗 人类 海豚 蝙蝠
听觉频率范围/Hz 1～20000 15～50000 20～20000 150～150000 1000～120000
6
大象
6．小明观察到风铃在风的吹动下，各根风铃管相互碰撞时会发出悦耳的声音。小明取来三根材料及厚度均相同的风铃管，将其悬挂后用相同大小的力进行敲击，并记录了各自发声时的频率，如表所示。
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
1 20.50 1.50 2131
2 31.00 2.00 1284
3 48.50 2.50 656
（1）用大小相同的力敲击不同风铃管时，发出声音的 　 不同。
（2）分析表格可知，三根风铃管中音调最高的是 　 　号。
（3）小明根据表中数据得出“风铃管发出声音的频率随长度的增大而减小”的结论。小明得出结论的过程是 　 　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是 　 　 。
音调
1
不合理
没有控制风铃管的长度相同
（4）若再增加一根风铃管的实验数据，便可初步得出风铃管发出声音时振动的频率与长度及直径的关系，则下列风铃管的长度和直径满足要求的是 　 　（填字母）。
A.20.50cm 2.00cm
B.31.00cm 3.00cm
C.51.00cm 2.50cm
D.51.00cm 3.00cm
A
2.2　音调
1..音调
(1)概念:声音的高低
(2)影响因素:频率，频率单位:Hz，频率越高，音调越高
2.影响弦乐器音调高低的因素
弦的长度、粗细、张紧程度
3.发声频率与听觉频率
课堂小结
1．古筝，弹拨弦鸣乐器，是我国古老的民族乐器。下列动作中，古筝发出声音的音调会变高的是（　　）
A．用力拨动琴弦
B．减速拨动琴弦
C．拨动更细的琴弦
D．移去按压琴弦的手指
C
当堂评价
2．如图是儿歌“两只老虎”的一段歌词与乐谱，如表是一组音阶及其频率。小艾同学正确演唱“跑得快”这三个字时，关于声音变化的描述，正确的是（　　）
音符 1 2 3 4 5 6 7
音名 do re mi fa sol la si
频率/Hz 256 288 320 341.3 384 426.7 480
A．声带振动频率越来越高
B．声带振动频率越来越低
C．声波的传播速度逐渐增大
D．声波的传播速度逐渐减小
A
3．如图是小明同学自制的水琴，他吹奏图中的A瓶，确定A瓶发mi（3）音，则吹奏中可能发同一音阶do（1）音的瓶子是（　　）
A．丙或丁 B．乙或丙
C．甲或乙 D．甲或丁
C
4．如图是不同声音的波形图，其中声音的音调相同的是（　　）
A．甲和乙 B．乙和丙
C．丙和丁 D．甲和丙
A
5．向塑料管吹气，因为空气柱的 　 　而产生声音；用相同的力吹奏粗细相同但长度不同的塑料管，导致发出声音的 　 　不同。
6．如图所示，曾侯乙编钟是我国现存最大、保存最完整的一套大型编钟。当我们用同样大小的力敲击不同的编钟时，编钟发出声音的 　 　不同。
振动
音调
音调
7．随着人们生活水平的提高，越来越多的人选择养宠物陪伴自己，其中猫就是最受欢迎的家养宠物之一。有科学家研究发现，猫在开心时，发出的叫声频率较高；而在情绪低落时，发出的叫声频率较低，因此我们可以根据声音的 　 　判断猫的情绪。
音调
8．民间打击乐器“叮咚”是由长约2米的木头上下悬吊而成。演奏时，手持两根短木棍用相同的力度敲击木头的不同部位就可以发出高低有别的声音（如图所示），这里所说的“高低有别”指的是敲打木头时发出声音的 　 　不同。
音调
9．物理课上，我们可以用手边的文具完成实验，例如用如图所示的一边带有花纹的直尺，用有花纹的一边先慢慢刮过桌子一边，然后快速刮过桌子一边，可以听到声音的 　 　不同。
音调
11．小明在学习吉他演奏的过程中发现琴弦发出声音音调的高低，可能受各种因素影响，拧动弦钮，调整了琴弦松紧，音调高低也有变化。小明对此进行探究，经过与同学们讨论，做出了影响琴弦发出声音的音调高低的猜想：
猜想一：可能与琴弦的横截面积有关；
猜想二：可能与琴弦的长短有关；
猜想三：可能与琴弦的材料有关。
为验证猜想，他找来琴弦，规格如表所示：
编号 材料 长度（cm） 横截面积（mm2）
A 铜 60 0.76
B 铜 60 1.02
C 铜 80 0.76
D 尼龙 80
（1）为验证猜想一，可选编号为 　 　的两组琴弦进行实验探究。
（2）选择A、C研究后发现音调不同，由此得出的结论是：音调的高低与 　 　有关。
（3）为验证猜想三，表格中琴弦D的横截面积应该是 　mm2。
（4）小明在进行实验时，采用的研究方法是 　 　 。
A、B
长度
0.76
控制变量法

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