資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺2.1 聲音的產生與傳播(教學設計)年級 八年級 授課時間課題 2.1 聲音的產生與傳播教學 目標 1. 通過觀察和實驗,認識聲音產生和傳播的條件。 2. 知道聲音是由物體的振動產生的。 3. 知道聲音的傳播需要介質,聲音在不同介質中傳播的速度不同。 4. 通過探究活動激發學習興趣和求知欲,并樂于探索自然現象中蘊含的道理。教材 分析 教材一開始用一幅插圖展示了古箏發聲的情景,再列舉一些實例來啟發學生的思維,從而幫助學生找到發聲體的共同特征。在學生通過討論獲得基本認識的基礎上,讓學生參與一些使物體發聲的活動,進一步探究物體發聲時的共同特征。將物理知識與生活系在一起,不僅可以調動學生學習的興趣,還可以鍛煉學生的交流能力。教材對于唱片、磁帶是如何記錄、保存、重現聲音的介紹,可讓學生體會到科學的價值及學習物理的意義。 聲音的傳播是本節教材的另一個重點,教材安排了“想想做做”的欄目。在這個活動中,可結合引言課的經歷,向學生介紹探究物理問題所經歷的過程:提出問題→猜想與假設→實驗檢驗→得出結論。學情 分析 由于學生剛學物理不久,雖然對學習物理有一定的興趣,但實驗、觀察、分析、總結等能力還較弱,對科學研究的方法認識還較膚淺。因此本節課將以知識的學習為載體,設計相關實驗活動,學生通過“做”、“看”、“感受”、“聽”、“思考”等多種多樣的活動,全方位地感知發聲物體的共同特征,體會科學探究的過程和方法,并嘗試敘述實驗步驟和實驗現象。教學重點 聲音的產生和傳播。教學難點 聲波的概念。教學 器材 音叉、小錘、鐵架臺、帶有細線的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽氣機、燒杯、手機等。本節課件包含視頻資料:《音叉的發聲》、《真空不能傳聲》、《固體、液體的傳聲》及《回聲》等。教學過程教師活動 學生活動導入新課 鳥鳴清脆如玉,琴聲婉轉悠揚……聲音對我們來說再熟悉不過了,那么聲音是怎么產生的,又是如何被我們聽到的呢 思考問題,進入情景。學習新課 一、聲音的產生 1. 探究聲音的產生 (1)學生實驗,觀察現象,進行分析 ①用手指按住自己咽喉兩側說話,再停止說話,手指的感覺;②敲擊音叉,將正在發聲的音叉插入水里;再用手握住正在發聲的音叉,使其停止振動;③將碎紙片放在揚聲器的紙盆上,播放音樂,使揚聲器發聲;停止播放音樂;④撥動張緊的橡皮筋,觀察橡皮筋的變化,當橡皮筋停止振動,是否還能聽到聲音?⑤吹響笛子,聽到悠悠笛聲緩慢揚起,放在笛空處的手指,能否感覺到氣流的流動?然后停止吹氣,能否聽到聲音? (2)探究分析 聲帶、音叉、紙盆、橡皮筋是固體,固體振動能夠發聲;空氣柱是氣體,氣體振動也能發聲。由此可見,聲音是由物體振動而產生的,物體不振動就不會產生聲音。 (3)實驗結論:聲音是由物體振動而產生的。 【播放視頻】——《聲音是由物體振動產生的》。 2. 實驗方法——歸納推理與轉換法 (1)歸納推理法 我們通過觀察生活中一些與聲音有關的現象,發現這些聲音都是由振動產生的。由此得出“聲音是由物體的振動產生的”這個一般性的結論,這里用到了歸納推理的方法。 (2)轉換法 上述實驗中,將正在發聲的音叉插入水里,水花四濺,通過水能夠把音叉的振動放大。將正在發聲的音叉靠近乒乓球,乒乓球來回擺動,能夠把音叉的振動放大。這是一種轉換法。 在物理學中對于一些看不見、摸不著的東西,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接的測量,這種研究方法稱為轉換法。 3. 理解聲音的產生 (1)聲源 物理學中把正在發聲的物體叫做聲源。固體、液體、氣體都可以振動發出聲音,如“風聲、雨聲、讀書聲,聲聲入耳”中的“風聲、雨聲、讀書聲”分別是由氣體、液體、固體振動發出的聲音。有些聲源的振動,我們感覺不到,需用轉換法來體現。 (2)“振動停止,發聲也停止”不能理解為“振動停止,聲音消失”。因為振動停止,只是不再發聲,而原來發出的聲音仍繼續存在并傳播。例如,對高山喊話時,聲音停止,仍會聽到回聲,就是原來發出的聲音繼續存在并傳播的結果。 (3)物體振動發出的聲音不一定能被人聽見。例如,人耳聽不見蝴蝶翅膀振動發出的聲音;當人離聲源太遠時,人也可能聽不見聲音。 4. 物體振動發聲的現象 (1)樂器的發聲 弦樂器靠弦的振動發聲;管樂器是靠空氣柱振動發聲;打擊樂器是靠樂器自身的振動發聲。 (2)一些動物的發聲部位 蟬(雄性)是通過腹部的發生器官來發聲的;蟈蟈后背長有透明膜狀發生薄片,靠翅膀高速震動摩擦產生聲音;蚊子飛行時,是翅膀迅速振動發出的。 5. 聲音的保存方法 振動可以發聲。如果將發聲體的振動記錄下來,需要時再讓物體按照記錄下來的振動規律去振動,就會產生與原來一樣的聲音,這樣就可以將聲音保存下來。 早期的聲音記錄:唱片上有一圈圈不規則的溝槽,當唱片轉動時,唱針隨著劃過的溝槽振動,這樣就把記錄的聲音重現出來。 現代的聲音記錄: 隨著技術的進步,人們還發明了用磁帶、激光唱盤和存儲卡等記錄聲音的方法。 早期的機械唱片表面 【播放視頻】——《觀察發聲的物體》 【例題1】如圖所示,在鼓面上撒一些紙屑,他用木槌敲擊鼓面的時候,既能聽到鼓聲,又能觀察到________。通過實驗現象得出結論________。這種科學研究方法叫做 _________(選填“控制變量法”“轉換法”或“類比法”)。將敲響的鼓面用手按住,響聲會消失,這是因為_________。 【答案】紙屑在振動;聲音是由物體振動產生的;振動停止;轉換法. 【解析】用木槌敲擊鼓面的時候,鼓面發出聲音的同時,會發現紙屑會被彈起,說明發聲的鼓面在振動,故可得出結論:聲音是由物體振動產生的。 物體的振動有時用眼睛無法直接看到,可以通過紙屑是否被彈起判斷物體是否在振動,被彈起的高度來判斷物體振動幅度的大小,這種思維方法叫做轉換法。 如果用手按住鼓面,鼓面的振動停止,所以聲音會消失。 根據要求做好幾個探究實驗,體驗、總結這幾個物體發聲時的共同特征。 與老師共同總結聲音產生的原因。 觀看視頻,加深理解。 了解兩種探究方法:歸納推理法和轉換法。 知道聲源的概念,進一步了解聲音的產生條件。 進行交流討論,列舉樂器及一些動物發聲的部位。 閱讀教材P34~35,了解聲音是如何被記錄保存下來的。 觀看視頻,加深理解。 做例題1,知道聲音是由物體的振動產生的,并了解研究方法。學習新課 二、聲音的傳播 1. 探究聲音的傳播 【提問】人們聽到聲音時往往和發聲的物體有一定的距離,那么聲音是怎樣從發聲的物體傳播到遠處的呢 (1)探究真空是否能傳聲 【演示】把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內,逐漸抽出其中的空氣,注意聽聲音的變化。再讓空氣逐漸進入罩內,電鈴聲音又怎樣變化? 【實驗現象】抽出部分空氣后,聽到電鈴的聲音明顯變小;當空氣逐漸進入罩內,聽到電鈴聲逐漸變大。 【追問】假如將玻璃罩內的空氣全部抽出,能否聽到聲音? 在實驗結論的基礎上進一步推理:如果能把罩內抽成真空,就聽不到鈴聲。這是一種理想實驗法。 【實驗結論】聲音可以在空氣中傳播,但不能在真空中傳播。 (2)探究固體、液體是否能傳聲 【學生實驗】讓學生做好兩個實驗,第二個根據條件可以尋找幾名學生代表做。在兩個實驗中,注意是否能聽到聲音。 ①把你的耳朵貼在桌面上,讓一位同學用手指甲輕刮桌子(不要讓附近的同學聽到聲音)。 ②將正在發聲的手機裝入塑料袋,扎緊袋口后用細線懸掛在水中。 【分析現象,歸納結論】上述實驗中,均能聽到聲音,說明固體和液體都能傳播聲音。 (3)歸納結論 聲音的傳播需要物質,它既可以在氣體中傳播,也可以在固體和液體中傳播。聲音不能在真空中傳播。 (4)介質 ①介質:聲音的傳播需要物質,物理學中把這樣的物質叫作介質。氣體、液體、固體都可以充當傳播聲音的介質。 ②空氣越稀薄,傳聲效果越差,真空不能傳聲。月球上沒有空氣,故在月球表面的航天員只能通過電子通信設備交流。 ③一般而言,固體傳聲效果最好,液體次之,氣體傳聲效果最差。 (4)實驗方法一科學推理法 在探究真空能否傳聲的實驗中,雖然不可能將玻璃罩內的空氣完全抽出,但通過“玻璃罩內空氣越來越少,聽到的聲音越來越小”能夠推理出真空不能傳聲。運用了科學推理法,又稱理想實驗法。 【播放視頻】——《固體、液體可以傳播聲音》 2. 聲波 【提問】同學們能夠聽到老師的聲音,老師發出的聲音在空氣中是怎樣傳播的? 實際上,聲波的傳播與水波的傳播相似,可以與水波進行類比理解。 (1)水波的形成:用一根木棍不端的輕點水面,水面就會形成一圈一圈的水波,不斷向外傳播。 (2)聲波:以敲鼓為例,了解聲音在空氣中是怎樣傳播的。 【講解】當鼓面向右振動時,壓縮右面的空氣,使這部分空氣變密;當鼓面向左振動時,使右面的空氣變稀疏;鼓面左右振動,空氣中就形成了疏密相間的波動(聲波),由近及遠向四周傳播出去。聲音的傳播類似于水波,所以,我們把聲也叫聲波。 聲波的定義:聲以波的形式傳播著,我們把它叫做聲波。 【例題2】小明做探究真空是否能傳聲的實驗,如圖所示。 (1)如圖甲,把正在響鈴的電鈴放在玻璃罩內,在逐漸抽出玻璃罩內空氣的過程中,會聽到鈴聲逐漸變______; (2)推理過程:玻璃罩內空氣越少,傳出的聲音越弱;如果玻璃罩內抽成真空后,聲音就_________; (3)結論:聲音的傳播需要_______,真空不能傳聲; (4)由上述結論小明想到:將來中國航天員登月的時候需要用________(選填“無線電波”或“聲波”)交流信息,因為在月球上沒有空氣; (5)此實驗中,用抽氣機抽氣_____(填“能”或“不能”)得到真空,實驗的結論是通過______(填序號)得出的結論,是我們學習的第一個理想實驗。 A.推理假設 B.實驗驗證 C.歸納總結 【答案】小;無法被聽到;介質;無線電波;不能;A. 【解析】(1)把正在響鈴的電鈴放在玻璃罩內,在逐漸抽出玻璃罩內空氣的過程中,隨著玻璃罩內空氣越來越少,會聽到鈴聲逐漸變小。 (2)玻璃罩內空氣越少,傳出的聲音越弱,如果玻璃罩內抽成真空后,聲音就會弱到無法被聽到。 (3)空氣越少,聲音越輕,說明聲音的傳播需要介質,空氣可以傳聲,但真空不能傳聲。 (4)在月球上沒有大氣,所以聲音無法傳播,故航天員在月球上需要借助無線電波進行交流。 (5)用抽氣機抽氣不能得到真空,所以實驗結論是在實驗的基礎上,進行推理后得出的,是一個理想實驗。 故選A。 觀看演示實驗,分析討論現象,歸納出結論。 分組合作進行探究實驗。分析實驗現象,歸納出固體、液體能夠傳播聲音的結論。 了解介質的概念。 通過探究真空能否傳聲的實驗,了解科學推理法。 觀看視頻。 知道什么是聲波??梢耘c水波進行類比理解。 做例題2并回答,認識聲音傳播的條件,了解研究方法——推理假設法。學習新課 三、聲速 1. 聲速 【想想議議】①百米比賽時,計時員是什么時候開始計時呢?為什么?②雷電時,為什么總是先看到閃電,后聽到雷聲呢? 【歸納】①百米比賽時,終點計時員先看到發令槍的煙霧,后聽到發令槍的聲音,所以應該在看到發令槍的煙霧時開始計時。②發生雷電時,閃電和雷聲同時發生,但是光比聲音傳播的快,總是先看到閃電,后聽到雷聲。 這些現象說明聲音的傳播需要時間,即聲音的傳播有一定的速度。 (1)聲速 表示聲音傳播的快慢。聲速的大小等于聲音在1秒內傳播的距離。公式:v=s/t (2)影響聲速的因素 ③閱讀P37頁小資料“一些介質中的聲速”并找出聲速傳播的規律。 【歸納規律】 聲速的大小與介質的種類有關:聲音在不同介質中的傳播速度一般是v固> v液> v氣。 聲速的大小與介質的溫度有關:聲在空氣的傳播速度隨著溫度的升高而增大。平常我們講的空氣中的聲速。一般指的是15℃空氣中的聲速340m/s(要記?。?。 2. 回聲 (1)回聲的形成 【提問】在山谷間喊叫時,你是否提到過回聲?在教室里也有聲音為什么聽不到回聲? 【分析】聲音在傳播過程中,如果遇到障礙物,就會被反射。我們對著遠處的高墻或山崖喊話以后聽到的回聲,就是反射回來的聲音。 回聲:聲音在傳播過程中碰到障礙物被反射回來的現象叫回聲。 (2)人耳能區分回聲與原聲的條件 如果回聲到達人耳的時間比原聲晚0.1s以上,人耳就能把回聲和原聲區分開;如果小于0.1s,回聲和原聲混在一起,使原聲加強,此時人耳分辨不出原聲和回聲。所以,在屋子里講話聽起來比較響亮,在操場上講話,聽起來就小多了。 根據聲音在空氣中的傳播速度為340m/s,就可以計算出聲源到障礙物的距離 s總=vt=340m/s×0.1s=34m 則聲源到障礙物的距離s=34m/2=17m 所以聲源到障礙物的距離大于17m。 (3)回聲的應用 ①回聲測距。當聲源靜止時,聲音從出發到再回到聲源處所走過的距離是聲源到障礙物距離的兩倍。則兩地距離: 其中v為聲音在介質中的傳播速度,t為從發聲到接收到回聲的時間。 回聲測距 加強原聲 運用該原理可以測定海洋的深度、冰山的距離等。 ②加強原聲。當障礙物離得太近時,聲波很快被反射回來,回聲與原聲混在一起,此時人們分辨不出原聲和回聲,但是會覺得聲音更響亮。音樂廳中常用這種原理使演奏的效果更好。 回聲的防止 室內講話(比如晚會、報告會等場合)時回聲有時候會使人聽到多重聲音,產生重音,不利于接收信息,嚴重時會對人的聽覺系統造成危害。所以會議室的墻壁常做成凹凸不平的形狀,使到達的聲音向各個方向反射,從而相互抵消一部分,減弱回聲的影響。 【播放視頻】——《回聲》 3. 骨傳導 學生閱讀P37中的《科學世界》,了解并體驗骨傳導。 (1)人耳感知聲音的基本過程 外界傳來的聲音→鼓膜振動→聽小骨及其他組織→聽覺神經→大腦,人就聽到了聲音。 人耳構造 體驗骨傳導 (2)骨傳導 ①骨傳導:聲音可以頭骨、頜骨也能傳到聽覺神經,引起聽覺??茖W中把聲音的這種傳導方式叫做骨傳導。 ②體驗骨傳聲實驗:用手指堵住自己的耳朵,將振動的音叉的尾部抵在前額、耳后的骨頭和牙齒上,能聽到音叉的聲音。 音樂家貝多芬耳聾后,就是用牙咬住木棒的一端,另一端頂在鋼琴上來聽自己演奏的琴聲,從而繼續進行創作的。 【播放視頻】——《人耳是怎樣聽到聲音的》 【例題3】表中是某些介質中的聲速: 介質v/(m·s-1)介質v/(m·s-1)空氣(15℃)340海水(25℃)1531空氣(25℃)346冰3230水(5℃)1450軟橡膠(常溫)40~50水(15℃)1470軟木500水(20℃)1480鐵(棒)5200(1)分析表格中的信息,推斷: ①聲速大小可能跟_________ 有關,依據是_________________; ②聲速大小可能跟_____________有關,依據是______________; (2)小南根據表格數據得出結論聲音在介質中的傳播速度滿足關系式v固>v液>v氣。小北認為這個結論不嚴謹,原因是_________ ; (3)小南爬山的時候,在一個小山坡上看見對面有一座山峰,她想估測出該山峰與自己的距離,于是她對著山峰大喊了一聲,約3s后聽到了回聲。若此時的溫度為15℃,則該山峰距離小南多少m? 【答案】(1)溫度,見解析;介質的種類,見解析;(2)見解析;(3)510。 【詳解】(1)從表格中的數據可以看到,聲音在15℃的空氣和25℃的空氣中時,速度是不同的,聲音在5℃、15℃、20℃的水中時,速度也是不同的,所以聲速大小可能跟溫度有關。 從表格中的數據可以看到,聲音在水、海水、冰、鐵等不同介質中,速度是不同的,所以聲速大小可能跟介質的種類有關。 (2)從表格中的數據可以看到,軟木是固體,聲音在它的傳播速度為500m/s,而聲音在水中的速度都是大于它的,此時v固課 堂 練 習 課 堂 練 習 1. 下列關于聲音傳播的說法中,錯誤的是( ) A. 學生聽到老師的講課聲是靠空氣傳播的 B.“土電話”靠固體傳聲 C. 聲音在液體中比在空氣中傳播得慢 D. 真空不能傳聲 【答案】C。 【詳解】聲音的傳播需要介質,介質不同,傳播速度不同,一般情況下,聲音在氣體中傳播較慢,在液體中較快,在固體中更快。故選C。 2.北宋時代的沈括,在他的著作《夢溪筆談》中記載著:士兵枕著牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早聽到夜襲敵人的馬蹄聲。下列有關聲音的描述正確的是( ?。?A.聲音可以不由振動產生 B.聲音在真空中傳播的速度是340m/s C.只有牛皮制成的箭筒可以傳播聲音 D.一般固體傳播聲音比空氣快 【答案】D 【詳解】A.一切聲音都是由于物體振動產生的,故A錯誤; B.聲音的傳播需要介質,真空不能傳聲,故B錯誤; C.所有的固體、液體、氣體都可以傳聲,故C錯誤; D.一般來說,固體傳播聲音比液體快,液體傳播聲音比氣體快,故D正確。 故選D。 3.到寺廟景點旅游時,僧人敲響大鐘,我們能聽到大鐘洪亮的聲音,僧人停止撞擊大鐘,卻仍“余音不止”,其主要原因是( ) A.聲的回音 B.人的聽覺發生延長 C.鐘還在振動 D.鐘停止振動,但空氣還在振動 【答案】C. 【詳解】AC.回聲是聲音在傳播過程中,遇到障礙物時,被障礙物反射的現象;停止對大鐘的撞擊后大鐘“余音不止”,是大鐘仍在振動,不是回聲現象,故A錯誤,C正確; B.人的聽覺不會發生“延長”現象;故B不符合題意; D.停止對大鐘的撞擊后,大鐘不能立即停止振動(如同敲擊音叉一樣),激起的空氣的振動是聲波傳播時導致的現象,而不是“余音不止”的原因;故D不符題意。 故選C。 4.2023年7月20日,神舟十六號航天員圓滿完成出艙活動的全部任務。如題圖所示,在太空中,面對面的航天員必須借助無線電設備才能進行交談。其原因是( ) A.太空中是真空,不能傳聲 B.太空中聲音的傳播速度太慢 C.太空中航天員聲音響度太小 D.太空中航天員聲音音調太低 【答案】A. 【詳解】在太空中,面對面的航天員必須借助無線電設備才能進行交談,是因為聲音的傳播需要介質,太空中是真空,真空不能傳聲,故A符合題意,BCD不符合題意。 5.佳怡同學按如圖所示實驗裝置做實驗,請你回答下列問題: (1)如左圖所示,輕輕敲擊音叉,聽到音叉發出聲音,用豎直懸掛的泡沫塑料球接觸發聲的音叉時, 泡沫塑料球被彈起,這個現象說明______________;在本實驗中泡沫塑料球的作用是_____________; (2)如中間的圖所示,敲擊右邊的音叉,左邊完全相同的音叉把泡沫塑料球彈起,這個現象說明___________________; (3)把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃鐘罩內, 逐漸抽出其中空氣,發現鈴聲明顯減小,如圖所示,實驗推理可以得出真空__________ 。 【答案】聲音是由物體振動產生的,將微小的振動放大;聲音可以在空氣中傳播;不能傳聲。 【詳解】(1)由題意可知,用豎直懸掛的泡沫塑料球接觸發聲的音叉時, 泡沫塑料球被彈起,即發聲的音叉在振動,所以這個現象說明聲音是由物體振動產生的。 由于音叉的振動幅度較小,不易觀察,所以借助泡沫塑料球接觸發聲的音叉,泡沫塑料球將會明顯擺動,從而說明音叉振動,所以在本實驗中泡沫塑料球的作用是將微小的振動放大。 (2)由題意得,敲擊右邊的音叉,左邊完全相同的音叉把泡沫塑料球彈起,說明聲音通過空氣傳播到了左邊,即這個現象說明了聲音可以在空氣中傳播。 (3)把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃鐘罩內, 逐漸抽出其中空氣,空氣逐漸減少,發現鈴聲明顯減小,因此推理得出真空不能傳聲。 6. 如圖所示,一輛汽車以20m/s的速度面向一座高山勻速行駛,經過一路碑時鳴笛一聲繼續行駛,6s后聽到了回聲(已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s),求: (1)鳴笛后6s的時間內汽車向前行駛的路程是多少米? (2)汽車鳴笛時的路碑處距離高山多少米? (3)汽車聽到鳴笛回聲時距離高山還有多少米? 【答案】(1)120米;(2)1080米;(3)960米。 【詳解】(1)鳴笛后6s的時間內汽車向前行駛的路程s=vt=20m/s×6s= 120m (2)鳴笛后6s的時間內聲音經過的路程s'=v' t=340m/s×6s= 2040m 汽車鳴笛時的路碑處距離高山的距離 (3)汽車聽到鳴笛回聲時距離高山的距離 s″=s路碑-s=1080m-120m=960m板 書 設 計 第1節 聲音的產生與傳播 一、聲音的產生 1. 聲音是由物體振動產生的。 2. 轉換法:能夠把音叉的振動放大,這種研究方法在物理上叫作轉換法。 3. 聲源:正在發聲的物體叫作聲源。 二、聲音的傳播 1. 介質:能傳播聲音的物質叫介質。 2. 固體、液體、氣體都可以作為介質傳播聲音,真空不能傳聲。 3. 聲波:聲以波的形式傳播著,我們把它叫作聲波。 三、聲速 1. 聲音每秒鐘傳播的距離叫做聲速。公式:v=st 2. 聲速的大小與介質的種類和介質的溫度有關。 3. 聲音在15 ℃空氣中的傳播速度v聲=340 m/s 四、回聲 1. 回聲的形成:聲音遇到障礙物被反射形成的一種現象。 2. 聽到回聲的條件:回聲到達耳朵比原聲晚0.1s以上,距離障礙物至少17m。 3. 回聲的應用:加強原聲;測量距離。 五、聽覺的形成 1. 空氣傳導:外界傳來的聲音→鼓膜振動→聽小骨及其他組織→聽覺神經→大腦,人就聽到了聲音。 2. 骨傳導:聲音可以通過頭骨、頜骨傳到聽覺神經,這種傳導方式叫做骨傳導。課 堂 小 結 第1節 聲音的產生與傳播作 業21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫