資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題 第二章 聲現象
2.2 聲音的特性
教學目標
1.物理觀念
（1） 了解聲音的特性。
（2）知道樂音的音調跟發聲體的振動頻率有關，響度跟發聲體的振幅有關。
（3）不同發聲體發出樂音的音色不同。
2.科學思維
2.科學思維：
通過實驗探究活動，鍛煉學生初步的觀察、實驗和思維能力。
3.科學實驗
通過做“音調與頻率有關的實驗”和“響度與振幅有關的實驗”進一步了解和學習物理學研究問題的方法。
4.科學態度與責任
（1）體會現實世界物體的發聲是豐富多彩的，更加熱愛世界，熱愛科學。
（2）感受自然界聲音的美妙與有趣，激發好奇心和求知欲。在活動中培養學生善于與其他同學合作交流的意識和能力。
教學重點
聲音特征的三個特性及其影響因素。
教學難點
響度與音調的區別。
教學方法
實驗法和講授法
教學用具
鋼尺、示波器、不同頻率的音叉、鼓、鐵架臺、細線、乒乓球
教學課時 1課時
教學互動設計
一、創設情景、導入新課
我們收聽音樂為什么能區分不同樂器的聲音？
問題
蚊子和蝴蝶在飛行時翅膀都在振動(如圖所示),為什么我們能聽到討厭的蚊子聲，卻聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲音
要知道這個問題的答案，就需要研究聲音的特性。
二、新課講授、師生互動
（一）音調
我們接觸的各種聲音，有的聽起來音調( pitch )高，有的聽起來音調低。聲音為什么會有音調高低的不同 什么因素決定音調的高低
想想做做
如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，使伸出桌邊的部分較長。撥動鋼尺，觀察它的振動情況。逐漸縮短鋼尺伸出的長度，重復前面的操作與觀察。分析鋼尺振動的快慢與它伸出的長度之間的關系。
當伸出的長度減小到一定程度時，撥動鋼尺就能聽到較為清楚的聲音，注意聽它的音調。繼續縮短鋼尺伸出的長度并撥動鋼尺，觀察音調的變化。分析鋼尺發出聲音的音調與它振動的快慢之間的關系。
點撥
在研究音調時，我們用視覺、聽覺等不同感官來搜集信息，也就是在觀察。科學研究中，觀察要有明確的觀察目的，要真實而準確地記錄觀察到的信息。
實驗現象與推斷
同一把鋼尺，用同樣大小的力撥動鋼尺，
長度越長，振動越慢，音調越低；
長度越短，振動越快，音調越高。
物體振動得快，發出聲音的音調就高;振動得慢，發出聲音的音調就低?？梢姲l聲體振動的快慢是一個很重要的物理量，它決定著音調的高低。物理學中用每秒內振動的次數——頻率 ( frequency )來描述物體振動的快慢。頻率決定聲音的音調，頻率高則音調高，頻率低則音調低。
頻率的單位為赫茲(hertz)， 簡稱赫，符號為Hz。如果一個物體在1 s內振動100次，它的頻率就是100 Hz。
為了直觀地了解物體振動發聲的情況，我們可以將聲音的波形用示波器、計算機或手機等展現出來。
演示 觀察聲波的波形
把音叉發出的聲音信號輸入示波器、計算機或手機(如圖所示),觀察聲音的波形。換一個不同頻率的音叉做實驗，邊聽邊觀察它們的波形有何不同。
觀察屏幕上的波形，我們可以清楚地看到，高音調的波形更密集一些，聲音的頻率較高；低音調高的波形比較稀疏，聲音頻率較低。
人能聽到的聲音頻率有一定的范圍。多數人能夠聽到的頻率范圍是20—20000Hz。人們把高于20000Hz的聲波叫作超聲波( supersonic wave),因為它們超過人類聽覺頻率的上限;把低于20 Hz的聲波叫作次聲波( infrasonic wave ),因為它們低于人類聽覺頻率的下限。聲音、超聲波、次聲波統稱聲。
小資料
（二）響度
聲音有音調的不同，也有強弱的不同。例如，用力擊鼓比輕輕擊鼓產生的聲音大。聲音的強弱可以用響度( loudness )來衡量。聲音的響度主要由什么因素決定呢
演示 決定響度的因素
如圖所示，使正在發聲的音叉輕觸系在細繩上的乒乓球，觀察乒乓球被彈開的幅度。
使音叉發出不同響度的聲音，重做上面的實驗。
想一想：乒乓球彈開的幅度與音叉振動的幅度有什么關系 響度與什么因素有關
實驗現象與結論
將正在發聲的音叉輕觸系在細繩上的乒乓球——放大音叉振動幅度。
用力敲擊音叉，乒乓球振動幅度大，音叉響度大。
輕輕敲擊音叉，兵乒球振動幅度小，音叉響度小。
實驗中，用橡膠錘使勁敲打音叉，聲音的響度變大，乒乓球被彈開的幅度也增大，說明音叉振動的幅度增大。
物理學中用振幅( amplitude )來描述物體振動的幅度。物體的振幅越大，產生聲音的響度越大。
觀察屏幕上的波形，我們可以清楚地看到，振幅大的波形幅度大一些，聲音的響度大；振幅小的波形幅度小，聲音響度小。
人聽到的聲音是否響亮，除了跟發聲體發聲時的振幅有關，還跟人距離發聲體的遠近有關。聲音是從發聲體向四面八方傳播的，越到遠處越分散。因此，人距離發聲體越遠，聽到的聲音越小。
（三）頻率的高低決定聲音的音調，振幅的大小影響聲音的響度。但是，不同物體發出的聲音，即便音調和響度相同，我們還是能夠分辨出它們的不同。實際上聲音還有一個十分重要的特性，它就是音色( tone quality)。不同發聲體的材料、結構不同，發出聲音的音色也就不同。
演示 比較不同樂器發出聲音的波形
下面分別是音叉、鋼琴、長笛發出的C調1(do)的波形圖(如圖所示)。用計算機或手機播放這幾個聲音片段，邊聽邊比較它們的波形有何異同。
觀察上面聲音的波形可以知道：不同樂器發出音調相同的聲音，波形總體上的疏密程度是相同的，即頻率相同；但是波的形狀不同，即音色不同。
三、課堂小結、鞏固提升
1．聲音的三特性是音調、響度、音色。物理學中用每秒內振動次數——頻率來描述物體振動快慢。頻率決定音調，頻率高音調高。頻率單位是Hz。人能聽到20Hz到20000Hz的聲叫做聲音。聲音、超聲、次聲統稱為聲。
2.物理學中用振幅來描述物體的振動幅度。振幅決定響度。物體的振幅大，產生聲音的響度大。人聽到聲音是否響亮，跟發聲體的響度有關，跟人距離發聲體的遠近有關。
3.不同發聲體的材料、結構不同，發出的聲音的音色也不同。
四、板書設計、理清要點
1. 聲音的三特性是音調、響度、音色。物理學中用每秒內振動次數——頻率來描述物體振動快慢。頻率決定音調，頻率高音調高。頻率單位是Hz。人能聽到20Hz到20000Hz的聲叫做聲音。聲音、超聲、次聲統稱為聲。
2.物理學中用振幅來描述物體的振動幅度。振幅決定響度。物體的振幅大，產生聲音的響度大。人聽到聲音是否響亮，跟發聲體的響度有關，跟人距離發聲體的遠近有關。
3.不同發聲體的材料、結構不同，發出的聲音的音色也不同。
五、達標練習、反饋矯正
1. 下列說法正確的是（ ）
A.物體的振動越快，發出的音調就低
B.物體的振動快， 聲音的頻率高
C.琴弦越長，振動越快，頻率越高
D.頻率越高，聲音響度越大
2．課堂上老師叫后排座位的李明同學回答問題，叫他聲音再大一點是指聲音的（ ）
A.音調
B.響度
C.音色
D.音調和音色
3． 程瑩在二胡演奏時，通過用手指按壓二胡弦來改變聲音的（ ）
A.響度
B.音色
C.音調
D.音色和音調
4． 下列說法不正確的是（ ）
A.人聽到的聲音頻率范圍為20Hz~20000Hz
B.高于20000Hz的聲叫超聲波
C.人類能聽到的聲叫做聲音
D.超聲波、次聲波統稱為聲
5．關于如圖所示聲波，說法正確的是（ ）
頻率相同，振幅相同，波形不同，音色不同
B.頻率相同，振幅相同，波形不同，音調不同
C.頻率相同，振幅相同，波形不同，響度不同
D.頻率不同，振幅不同，波形不同，音色不同
參考答案：1.B；2.B；3.C；4.D；5.A 。
六、布置作業
P45T2
課外作業P45T1、T3、T4、T5。
閱讀P44 科學世界 樂音與樂器
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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