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1.3 声音的特性与应用（第1课时） 学案
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1. 知道声音的三要素（音调、响度、音色）及其物理意义。
2. 理解音调由频率决定（频率越高音调越高），知道人的听觉频率范围（20~20000Hz）及超声波、次声波概念。
3. 理解响度由振幅和距声源远近决定，知道分贝（dB）是计量声音强弱的单位及听力保护标准。
4. 知道音色由发声体的材料、结构决定，能通过波形图判断三要素差异（音调看疏密、响度看高低、音色看形状）。
5. 能运用控制变量法和转换法（放大法）设计探究实验，理解三种乐器的音调调节原理。
二、课前预习
（一）音调与频率
1. 声音的三要素是指_______________、_______________和_______________。________________________________________
2. 音调是指声音的_______________。人们听到的各种声音，有的听起来尖锐，即_______________高；有的听起来低沉，即_______________低。________________________________________
3. 频率是物体每秒_______________的次数，单位是_______________，符号是_______________。物体在1s内振动100次，频率为_______________Hz。________________________________________
4. 物体振动得快，频率_______________，发出声音的音调就_______________；振动得慢，频率_______________，音调就_______________。________________________________________
5. 在波形图上，音调看_______________：频率越高，波形越_______________；频率越低，波形越_______________。________________________________________
（二）超声波与次声波
6. 多数人能够听到的声音频率范围是_______________Hz到_______________Hz。________________________________________
7. 高于_______________Hz的声波叫超声波，低于_______________Hz的声波叫次声波。一般人是_______________（填"能"或"不能"）听到超声波和次声波的。________________________________________
8. 蝴蝶飞行时每秒振翅5~6次，频率_______________（填"高于"或"低于"）20Hz，属_______________波，所以我们听不到。蜜蜂飞行时每秒振翅300~400次，频率在_______________Hz范围内，所以我们能听到。________________________________________
（三）响度与分贝
9. 响度是指声音的_______________（或_______________）。________________________________________
10. 响度与声源的_______________有关，_______________越大，响度越大。还与听者距声源的_______________有关，距离越_______________响度越小。________________________________________
11. 科学上用_______________（符号_______________）作为计量声音强弱的单位。________________________________________
12. 0dB是人刚能听到的_______________声音；30~40dB是较理想的_______________环境；长期处于大于_______________dB的环境中对听力会造成损伤；大于_______________dB的声音会导致耳朵疼痛甚至永久性听觉障碍。________________________________________
（四）音色
13. 音色反映了声音的_______________与_______________。________________________________________
14. 不同发声体的_______________、_______________不同，发出的音色就不同。________________________________________
15. 在波形图上，音色看波形的_______________。疏密相同则_______________相同，高低相同则_______________相同，形状不同则_______________不同。________________________________________
（五）科学方法与乐器
16. 钢尺振动实验中，保持每次拨动力度相同，只改变钢尺伸出桌面的长度，这种研究方法叫_______________法。________________________________________
17. 用乒乓球被弹开的幅度来反映音叉的振幅，这种研究方法叫_______________法（或_______________法）。________________________________________
18. 弦乐器靠_______________的振动发声。长而粗的弦振动频率_______________，音调_______________；短而细的弦振动频率_______________，音调_______________。________________________________________
19. 管乐器靠管内_______________的振动发声。空气柱越_______________，音调越低；空气柱越_______________，音调越高。________________________________________
20. 打击乐器中，鼓皮张得越_______________，鼓面振动得越_______________，音调越_______________。________________________________________
我的疑问
________________________________________
________________________________________
三、课堂探究
探究一：钢尺实验——音调与频率的关系
实验步骤：将钢尺压紧在桌面上，分别伸出10cm、15cm、20cm，每次用相同力度拨动。记录观察结果：
（1）伸出10cm时：振动_______________（快/慢），声音音调_______________（高/低）。________________________________________
（2）伸出15cm时：振动_______________，声音音调_______________。________________________________________
（3）伸出20cm时：振动_______________，声音音调_______________。________________________________________
（4）结论：钢尺伸出桌面越_______________，振动越_______________，音调越_______________。________________________________________
（5）本实验用到的科学方法是_______________，保持不变的量是_______________。________________________________________
探究二：乒乓球实验——响度与振幅的关系
实验：用不同力度敲击音叉，将发声的音叉轻触悬吊的乒乓球。记录：
（1）轻敲音叉时：乒乓球被弹开幅度_______________，声音_______________（强/弱），说明振幅_______________，响度_______________。________________________________________
（2）重敲音叉时：乒乓球被弹开幅度_______________，声音_______________（强/弱），说明振幅_______________，响度_______________。________________________________________
（3）在距音叉1m处听音叉声比在3m处更_______________（响/轻），说明离声源越近，声音越分散，响度越_______________。________________________________________
（4）将音叉振幅转换为乒乓球弹开幅度的科学方法叫_______________法。________________________________________
探究三：波形图辨析——三要素"三看"
根据波形图完成下表（用"相同"或"不同"填空）：
比较对象 疏密 高低 形状 音调 响度 音色
甲和乙（同音符不同乐器） 相同 相同 不同
丙和丁（同一乐器不同力度） 相同 不同 相同
戊和己（同一乐器不同音高） 不同 相同 相同
探究四：乐器分类与音调调节
观察三种乐器并总结：
（1）吉他上最细的弦音调最_______________，最粗的弦音调最_______________。按住同一根弦的不同品位弹奏，按在靠近琴头的品位时弦更_______________（长/短），音调更_______________。________________________________________
（2）向长笛中吹气，堵上所有音孔时空气柱最_______________，音调最_______________；放开越多的音孔，空气柱越_______________，音调越_______________。________________________________________
（3）敲击一面鼓，越用力鼓声越_______________（改变的是_______________）；把鼓皮绷紧后敲击，鼓声更_______________（改变的是_______________）。________________________________________
四、课堂练习
A组 基础巩固
1. 用同样大小的力拨动钢尺，钢尺伸出越长振动越慢，发出的声音（ ）。A.音调越高 B.音调越低 C.响度越大 D.音色不同
2. 决定声音响度的因素是（ ）。A.频率 B.振幅 C.振动材料 D.振动结构
3. 人能听到声音的频率范围是（ ）。A.0~20Hz B.20~20000Hz C.20000~200000Hz D.任意频率
4. "闻其声知其人"主要是根据声音的_______________来判断的。________________________________________
B组 能力提高
5. 往暖水瓶里灌水时，听到的声音音调越来越高，这是因为（ ）。A.水温升高 B.空气柱变短 C.灌水力量增大 D.瓶内气压增大
6. 两列声波在示波器上显示的波形疏密和高度相同，但形状不同，说明这两列声波（ ）。A.音调和响度相同 B.音色不同 C.以上都对 D.以上都不对
7. 下列关于声音三要素的说法中，正确的是（ ）。A.音调高的声音响度一定大 B.响度大的声音音调一定高 C.音调和响度各自独立 D.音色由频率决定
8. 打开一台收音机并调大音量，改变的是声音的______特性；调换到不同频率的电台，改变的是声音的______特性；切换音乐台和新闻台，你能区分是哪个电台，依据的是声音的______特性。
五、课堂小结（填写"三要素三看"表格）
要素 定义 决定因素 波形看什么
音调 看_______________
响度 看_______________
音色 看_______________
人的听觉频率范围：_______________Hz 到 _______________Hz。________________________________________
超声波频率：>_______________Hz（应用举例：_______________）。________________________________________
次声波频率：<_______________Hz（来源举例：_______________）。________________________________________
六、课后作业
1.（基础）画出三要素"三看"口诀的示意图：在同一坐标系中分别画出音调不同、响度不同、音色不同的三组波形对比图，并标注特征。
2.（应用）生活中判断声音三要素：请各举一个生活中的实例，分别说明是在判断声音的音调、响度还是音色。（1）"请把电视声音调小一点"（2）"这首歌好高，我唱不上去"（3）"我一听就知道是你来了"
3.（实验）设计并完成一个家庭小实验：用相同的玻璃杯装不同高度的水，用筷子敲击杯口。观察水位高低与音调的关系。解释为什么水位越高（空气柱越短）音调越高。
4.（综合）周末去乐器店或观看演奏视频，观察三种乐器（弦乐器、管乐器、打击乐器）演奏者如何改变音调和响度。各找出一个具体的操作动作，用本节所学知识解释其物理原理。
参考答案
（请先独立完成，再对照答案。）
二、课前预习 答案
1.音调、响度、音色。2.高低、音调、音调。3.振动、赫兹（Hz）、Hz、100。4.高、高、低、低。5.疏密、密集（密）、稀疏（疏）。
6.20、20000。7.20000、20、不能。8.低于、次声、20~20000。
9.强弱、大小。10.振幅、振幅、距离、远。11.分贝、dB。12.最微弱的、安静、100、120。
13.品质、特色。14.材料、结构。15.形状、音调、响度、音色。
16.控制变量。17.转换、放大。18.弦、低、低、高、高。19.空气柱、长、短。20.紧、快、高。
三、课堂探究 答案
探究一：（1）快、高。（2）中等、中等。（3）慢、低。（4）长、慢、低。（5）控制变量法、每次拨动的力度（振幅）。
探究二：（1）小、弱、小、小。（2）大、强、大、大。（3）响、大（或：远→小）。（4）转换法（或放大法）。
探究三：甲和乙——疏密相同、高低相同、形状不同、音调相同、响度相同、音色不同。丙和丁——疏密相同、高低不同、形状相同（或不同）、音调相同、响度不同、音色相同。戊和己——疏密不同、高低相同、形状相同（或不同）、音调不同、响度相同、音色相同。
探究四：（1）高、低、短、高。（2）长、低、短、高。（3）响（响度）、高（音调）。
四、课堂练习 答案
A组：1.B（伸出越长→振动越慢→音调越低）。2.B（频率决定音调，材料/结构决定音色）。3.B（20~20000Hz）。4.音色。
B组：5.B（水多→空气柱短→频率高→音调高）。6.C（疏密相同=音调相同，高度相同=响度相同，形状不同=音色不同→A和B都对）。7.C（音调和响度各自独立，没有必然联系）。8.响度、音调、音色。
五、课堂小结 答案
音调：声音的高低、频率、疏密。响度：声音的强弱（大小）、振幅和距离、高低。音色：声音的品质与特色、材料结构、形状。
20~20000Hz。20000Hz（蝙蝠回声定位/B超等）。20Hz（地震/火山爆发产生的次声波等）。
六、课后作业 提示
第2题：（1）响度——调小音量是改变声音的强弱。（2）音调——"唱不上去"是指声音不够高（频率太高达不到）。（3）音色——通过声音的品质识别是谁。
第3题：敲击杯口时，杯子和杯中的水一起振动发声。水越多→振动部分质量越大→振动越慢（频率越低）→音调越低。所以水位高→音调低，水位低→音调高。这与"向瓶中灌水时音调升高"不同——灌水时的发声体是瓶内空气柱（空气柱越短音调越高），而敲杯时的发声体是杯壁+水（质量越大频率越低）。

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