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沪科版八年级物理（2024） 第二章 声的世界
第二节 声音的特性 （教学设计）
【课题】第二节 声音的特性
【学习目标】
1.能用响度、音调和音色描述声音的特性；
2.能通过实验及实例认识响度、音调和音色与哪些因素有关；
3.能欣赏我国古代乐器演奏的优美音乐。
【学习重点】
1.能用响度、音调和音色描述声音的特性．
2.能通过实验及实例认识响度、音调和音色与哪些因素有关，会分析声波的图形。
【学习难点】
了解不同响度、不同音调和不同音色的声音在波形上的差异。
【教学器材】
铁架台、细线、乒乓球、音叉（橡皮锤）、笔记本电脑、话筒、钢尺、发音齿轮和硬纸片等（演示实验用）。
【新课导入】
人们通过声音表达丰富的情感。如欣赏交响乐时，婉转的琴声令人陶醉，嘹亮的小号令人振奋;美妙的乐曲时而高亢，时而低沉。
声音为何有这样的差别
【板书课题】 第二节 声音的特性
一 响度
1.响度
用大小不同的力敲打鼓面或拨动琴弦，我们会听到强弱不同的声音。物理学上把声音的强弱（大小）称为响度，俗称音量。
2.探究影响响度的因素
【演示实验】
将系在细线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。
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。
【播放实验视频】影响响度的因素
【实验现象】音叉振动的幅度越大，产生的声音响度越大；音叉振动的幅度越小，发出的声音响度越小。
【实验结论】响度与发声体振动的幅度有关。振动幅度越大，响度越大。
举例证明响度与发声体振动的幅度有关。①增大力度击鼓和敲鑔，鼓面与鑔振动幅度加大，响度也随之增大；②增大拨动琵琶弦的力度，弦的振动幅度增加，发出声音的响度也更大。
3.影响人耳听到的声音响度的因素
人听到的声音的响度大小，除跟发声体发出声音的响度有关外，还跟声音的传播距离以及声音的分散程度有关。
发声体发出的声音的响度一定，人距离发声体越远，声音越分散，人听到的声音的响度越小。
4.增大人听到声音响度的方法
①增大发声体振动的幅度（发声体发出声音的响度）；
②减小与发声体之间的距离,如向发声体靠近；
③减少声音的分散,如将手做成喇叭状喊话或用喇叭状的传声筒传声、用管状物传声等。
为了增大听到的声音的响度，可以减小声音的分散。医生检查疾病用的听诊器、喊话使用的喇叭都是应用了这个道理。
5.声音的波形
【演示实验】
把音叉发出的声音信号输入笔记本电脑，观察声音的波形。输入响度不同的声音信号做实验，边听边分析它们的波形有何不同。
【实验现象】音叉发出的声音的响度越小，声音的波形振幅（波幅）越小。
【方法指导】比较声音的波形的波幅比较发声体振动幅度和发出的声音的响度。声音的波形的波幅越大，发声体振动的幅度越大，发出声音的响度越大。
6.声音强弱的单位
声音强弱的单位常用分贝(dB)表示。声音的强弱不同，人们听起来的感觉也不同。0dB是人刚能听到的最微弱的声音——听觉下限。并不是没有声音。
声音的强弱与听觉效果
声音 声音的强弱/dB 听觉效果（感觉）
树叶微动 10 极静
轻声交谈 20～30 安静
正常说话 40～50 正常
大声呼喊 70～80 较吵
汽车喇叭声 90 很响
载重汽车发动 100～110 震耳
飞机发动机轰鸣 120～130 难忍
【课堂练习】
【例题1】(2026年山西中考题）古代戏台没有扬声器，但借助精巧的建筑结构，也能让远处的观众觉得声音很大。这里的“很大”主要指声音的【 】
A.速度大 B.响度大 C.音调高 D.音色好
【答案】B
【解析】声音的响度描述的是声音的强弱(大小)，题中“让远处的观众觉得声音很大”是指让观众听到的声音很洪亮，因此“很大”主要是指声音的响度大。故选择B.
【例题2】(2026年河北中考题）图所示的轧琴是我国古代的一种拉弦乐器，曾流行于河北邯郸地区。若演奏时增大弦的振动幅度，则会改变琴声的【 】
A.声速 C.响度
B.音色 D.音调
【答案】B
【解析】响度是声音的强弱（大小），响度与发声体振动的幅度有关。振动幅度越大，响度越大。演奏轧琴时增大弦的振动幅度，弦振动发出的声音的响度增大。增大弦的振动幅度会改变琴声的响度。故选择B.
二 音调
1.音调
歌唱家唱高音时，声音高亢嘹亮;唱低音时，声音低沉婉转。
物理学上把声音的高低称为音调。
音调与物体的振动有什么关系呢？
2.探究影响音调的因素
【演示实验】
如图，将一把钢尺紧按在桌面上，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，再次拨动钢尺。（两次实验要用相同大小的力拨动钢尺）
比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。
【实验现象】 钢尺伸出桌边的长度大的一次钢尺振动的慢，钢尺振动发出的声音的音调低； 钢尺伸出桌边的长度小的一次钢尺振动的快，钢尺振动发出的声音的音调高。
【演示实验】
如图所示，用纸片分别接触转速相同、齿数不同的旋转齿轮时，齿轮撞击纸片发出声音的音调不同。旋转齿轮的齿数越多，卡片振动发出声音的音调越高。
【实验结论】大量研究表明：
音调与发声物体振动的快慢有关，物体振动越快，音调就越高。
3.频率
（1）物理学中，物体振动的快慢用振动的次数与所用时间之比来表示，称为频率。
（2）频率的单位是赫兹，简称赫，用符号Hz 表示。
若物体每秒振动1次，则其振动频率为1 Hz .
【归纳总结】
音调与发声物体振动的频率有关。发声体振动的频率越高，发出的声音的音调越高；发声体振动的频率越低，发出的声音的音调越低。
发声体振动的频率（快慢）决定发声体发出的声音的音调高低。
发声体振动的频率越高，发声体振动得越快，发出的声音的音调越高；
发声体的振动的频率增大，发声体振动加快，发出的声音的音调升高。
注意：音调高的声音，人耳感觉比较尖细；音调低的声音，人
耳感觉比较低沉。一般来讲，女同学发声的音调高，男同学发声的音调低。
4.音调不同的声音的波形图
【演示实验】
把振动频率不同的声音信号输入计算机，边听边观察声音的波形有何不同。
【实验现象】振动频率高（音调高)的声音的波形稠密。振动频率低（音调低)的声音的波形稀疏。
【方法指导】比较声音的波形的疏密比较发声体振动频率和发出的声音的音调高低。声音的波形稠密，发声体振动频率高，发出声音的音调高。
迷你实验室 制作橡皮筋吉他
【材料】几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条。
制作如图所示的橡皮筋吉他
（1） 比较一下绷得较紧的橡皮筋和绷得较松的橡皮筋，哪个音调高
绷得较紧的橡皮筋振动发出的声音的音调高。
（2）比较一下粗橡皮筋和细橡皮筋，哪个音调高
细橡皮筋振动发出的声音的音调高。
【想一想】为什么胡琴、提琴等弦乐器能发出不同音调的声音
演奏时，胡琴、提琴的不同琴弦的粗细、松紧程度不同，振动频率（快慢）不同，振动发出的声音的音调高低不同。
【课堂练习】
【例题3】(2026年河南中考题）如图是甲骨文中的“乐”字，其含义是木架上设着丝弦的乐器。拨动木架上的丝弦，是通过_________的振动发声的；调节丝弦的松紧程度，是为了改变声音的__________(填声音的特性)。
【答案】丝弦 音调
【解析】声音是由物体振动产生的，拨动木架上的丝弦时发出的声音是由丝弦振动产生的。
丝弦越紧，振动频率越高;丝弦越松，振动频率越低。而频率决定声音的音调，所以调节丝弦的松紧程度，是为了改变声音的音调。
【例题4】(2026年江苏扬州中考题）磬是古代的一种打击乐器，调音时若磬声太低沉，就打磨磬端，这是为了改变声音的【 】
A.响度 B.音调 C.音色 D.声速
【答案】B
【解析】声音的音调由发声体振动的频率（快慢）决定。其它条件相同时，长的、粗的、大的、重的、松的物体振动慢，振动频率低，发出的声音的音调低；短的、细的、小的、轻的、紧的物体振动快，振动频率高，发出的声音的音调高。
“磬声太低沉”描述的是音调偏低，打磨磬端会减小磬的质量，使磬振动的频率升高，因此打磨磬端是为了改变声音的音调。故选择B。
【例题5】(2026年山东潍坊高新区期末考试题）男低音歌唱家大声独唱，女高音歌唱家轻声为他伴唱，则两位歌唱家的声音特性分别对应下列波形图组的是(纵轴表示振幅，横轴表示时间)【 】
【答案】A
【解析】男低音歌唱家大声独唱，男低音歌唱家歌声的频率低响度大，歌声的声波波形稀疏且波幅大；女高音歌唱家轻声伴唱，女高歌唱家歌声的频率高响度小，歌声的声波波形稠密且波幅小。两位歌唱家的声音特性分别对应的波形图组的是A.
三 音色
【问题】用不同的乐器演奏同一首乐曲。在音调和响度差不多相同时，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？
听到熟悉的人说话，即使未见到人，我们通常也能判断出说话的人是谁。乐队演奏时，有经验的听众凭音乐声也能听出是哪些乐器发出的声音。那么，人们是根据什么来判断的呢
1.音色
声音除了响度、音调外，还有一个特性很重要，即音色，也叫音品。这反映了声音的品质和特色。
不同物体发出的声音，其音色一般是不同的。因此，我们才能分辨不同人的讲话、不同乐器的演奏等。
2. 影响音色的因素
不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
3.音色不同的声音的波形图
【演示实验】
将乐器发出的声音通过计算机转换成电信号后显示出来，观察不同音色对应的声波波形图。
【播放实验视频】不同音色的声音的声波波形
【实验现象】响度相同、音调相同、音色不同的声音的波形形状不同。
【方法指导】比较声音的波形的形状比较声音的音色。
注意：(1)每个人发出声音的音色都不相同，是由于不同人的声带和发音习惯不同。同一个人的音色会随着年龄的增长而改变，为保持优美的音色，歌唱家、戏曲演员等要经常练声。(2)音色是区分不同发声体(不同的人、不同的乐器等)的重要依据，“闻其声而知其人”就是这个道理。
4.乐音
通常，人们将有规律的、好听悦耳的、使人愉快的声音叫做乐音，响度、音调和音色则是决定乐音特征的三个因素。
几种乐器发出C调1（do）的波形图
乐音的声波波形是有规律的。
【课堂练习】
【例题6】(2026年四川自贡中考题）声纹锁能识别主人的“口令”并解锁，主要是依据声音的【 】
A.响度 B.音色
C.音调 D.速度
【答案】B
【解析】声音的特性中，音色由发声体的材料、结构决定，不同人的发声结构不同，发出声音的音色不同，是区分不同发声体的主要依据。声纹锁能识别主人声音，就是依靠不同人的声音的音色不同来解锁的。故选择B.
【例题7】(2026年陕西中考题)西安鼓乐被列入世界人类非物质文化遗产名录。乐队演奏时，竹笛主奏，鼓声如雷，笙管齐鸣。下列分析正确的是【 】
A竹笛发出的声音是由管壁振动产生的
B.鼓乐声是通过空气传入人耳的
C.观众根据声音的响度分辨出竹笛的声音
D.鼓声如雷是指声音的音调高
【答案】B
【解析】A.竹笛发出的声音是由笛内空气柱振动产生的，A分析错误;
B.声音的传播需要介质，鼓乐声是通过空气传入人耳的，B分析正确:
C.不同乐器发出的声音的音色不同，观众是根据声音的音色分辨出竹笛的声音，C分析错误;
D.鼓声如雷是指声音的响度大，D分析错误。故选择B.
【科学书屋】 编钟
编钟是我国古代重要的打击乐器，常用于征战、朝见、祭祀或宴庆等。编钟由若干大小不同的钟有次序地悬挂在木架上编成一组或几组，形成一定的音阶。敲击编钟，其声音清脆明亮，悠扬动听。曾侯乙编钟出土于战国早期的曾侯乙墓，它的出土说明2400多年以前我国的音乐文化和铸造技术已发展到相当高的水平。
【课后作业】作业： 1、2、3、4、5、6题

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