資源簡介

人教版八年級物理上冊第二章
《聲的利用》學習任務單及作業設計
【學習目標】
1.了解生活中聲的利用；
2.知道聲可以傳遞信息；
3.知道聲可以傳遞能量
【課前學習任務】
復習：
1.聲音產生的原因；
2.聲音的特性。
【課上學習任務】
學習任務一：
學習、了解聲與信息的實例
學習任務二：
學習、了解聲與能量的實例
探究聲傳遞給物體能量的多少與聲源振幅的關系
【作業設計】
1. 請你分析下列事例是利用聲傳遞信息還是利用聲傳遞能量。
（1）利用超聲波給金屬工件探傷；
（2）醫生利用 B 超檢查小寶寶的發育情況；
（3）通過聲學儀器接收到的次聲波等信息判斷地震發方位和強度；
（4）利用超聲波清洗眼鏡。
2. 用超聲測位儀向海底垂直發射聲波，經過 4s 后收到回波。如果海水中聲音的平均傳播速度為 1500m/s，此處海水約有多深？
【參考答案】
1.（1）聲傳遞信息；（2）聲傳遞信息；（3）聲傳遞信息；（4）聲傳遞能量。
2. s=vt=1500m/s×4 s /2=3000m
【學習資源】
大開眼界——聲的利用
(一)超聲波的利用
超聲波是一種頻率高于 20000 赫茲的聲波。它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。
超聲波加濕器
理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個物體振動的能量與振動頻率成正比，超聲波在介質中傳播時，介質質點振動的頻率很高，因而能量很大。在中國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風扇把霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣濕度，這就是超聲波加濕器的原理。如咽喉炎、氣管炎等疾病，很難利用血流使藥物到達患病的部位，利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠提高療效。
超聲除螨
科研人員發現，螨蟲的聽覺神經系統很脆弱，對特定頻率的超聲非常敏感，針對螨蟲的這種生理特性，已有科技公司的研究人員開發出了超聲波除螨儀。這種新型的除螨產品采用現代微電子技術手段，直接用特殊頻率的超聲作用于螨蟲的聽覺神經系統，使其生理系統紊亂，煩躁不安，食欲不振，最終奄奄一息逐漸死亡。采用這種原理的除螨產品不用添加任何化學藥劑，無毒無二次污染，對人體和家中寵物都沒有傷害，是比較理想的除螨產品。
超聲除油
將黏附有油污的制件放在除油液中，并使除油過程處于一定頻率的超聲波場作用下的除油過程，稱為超聲波除油。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高除油質量、降低化學藥品的消耗量。尤其對復雜外形零件、小型精密零件、表面有難除污物的零件及絕緣材料制成的零件有顯著的除油效果，可以省去費時的手工勞動，防止零件的損傷。
超聲波除油的效果與零件的形狀、尺寸、表面油污性質、溶液成分、零件的放置位置等有關，因此，最佳的超聲波除油工藝要通過試驗確定。超聲波除油所用的頻率一般為 30kHz 左右。零件小時，采用高一些的頻率；零件大時，采用較低的頻率。超聲波是直線傳播的，難以達到被遮蔽的部分，因此應該使零件在除油槽內旋轉或翻動，以使其表面上各個部位都能得到超聲波的輻照，受到較好的除油效果。另外超聲波除油溶液的濃度和溫度要比相應的化學除油和電化學除油低，以免影響超聲波的傳播，也可減少金屬材料表面的腐蝕。
（二）次聲波的利用
頻率小于 20Hz（赫茲）的聲波叫做次聲波。次聲波不容易衰減，不易被水和空氣吸收。而次聲波的波長往往很長，因此能繞開某些大型障礙物發生衍射。某些次聲波能繞地球 2 至 3 周。某些頻率的次聲波由于和人體器官的振動頻率相近甚至相同，容易和人體器官產生共振，對人體有很強的傷害性，危險時可致人死亡。次聲的應用前景十分廣闊，大致有以下幾個方面：
研究自然次聲的特性和產生機制，預測自然災害性事件。例如臺風和海浪摩擦產生的次聲波，由于它的傳播速度遠快于臺風移動速度，人們利用一種叫“水母耳”的儀器，監測風暴發出的次聲波，即可在風暴到來之前發出警報。利用類似方法，也可預報火山爆發、雷暴等自然災害。
通過測定自然或人工產生的次聲在大氣中傳播的特性，可探測某些大規模氣象過程的性質和規律。如沙塵暴、龍卷風及大氣中電磁波的擾動等。
通過測定人和其他生物的某些器官發出的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應器官的活動情況。例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。
次聲在軍事上的應用，利用次聲的強穿透性制造出能穿透坦克、裝甲車的武器。次聲武器，一般只傷害人員，不會造成環境污染。
科學家正在研究、監測和控制次聲波，以便有效地避免它的危害，并從中獲取信息來預報地震、臺風，或為監測核爆炸提供依據。

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