資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題 第三章 聲的世界
3.4 聲的利用
教學目標
1.物理觀念
（1）知道聲的反射現象。
（2）了解超聲及次聲在現代技術中的應用，知道水聲通信和語音識別技術。
2.科學思維：
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。
3.科學實驗
（1）通過學習，了解聲在現代技術中的應用，進一步增加對科學的熱愛。
（2）感受自然界聲音的美妙與有趣，激發好奇心和求知欲。通過觀察、參觀或觀看有關的文字、圖片、音像資料等，獲得社會生活中聲的利用方面的知識。
4.科學態度與責任
（1）通過學習，了解聲在現代技術中的應用，進一步增加對科學的熱愛。
（2）感受自然界聲音的美妙與有趣，激發好奇心和求知欲。
教學重點
聲的反射和超聲的應用。
教學難點
水聲通信和語音識別
教學方法
討論法和講授法
教學用具
多媒體、計算機（帶音箱）、虛擬聲音示波器。
教學課時 1課時
教學互動設計
一、創設情景、導入新課
北京天壇公園中的建筑莊嚴雄偉，其中還有著奇妙的聲學特點。公園內有個圓形的回音壁(如圖所示),對著墻壁說話，即使聲音很輕，在墻壁遠處的許多位置仍能聽得清楚。
地震產生的縱波，傳播速度快，首先到達地面，破壞力小。
地震產生的橫波，傳播速度慢，后到達地面，破壞力大。
預警非預報，利用地震波速度差發警報。
在終點預警區首報用時平均僅需7秒。
我國地震預警、預報總功能與性能均達到世界先進水平。地震波是一種什么特征的聲波？
二、新課講授、師生互動
（一）聲音的反射
聲是一種波。聲音在傳播過程中遇到障礙物會反射回來，這種現象叫作聲音的反射。對著遠處的山崖喊話聽到的回聲，就是反射回來的聲音(如圖所示)。
天壇始建于明永樂十八年( 1420年)，其中的回音壁是一道直徑約61.5m、高約3.72 m的圓形圍墻，圍墻以磚石砌成，墻壁面整齊、光滑。
如圖所示，當人對著墻面低語，聲波會沿著凹墻面經多次反射傳給遠處貼近墻壁的聽者。
聲音反射回來所需要的時間、回聲的強弱，與聲傳播中遇到的障礙物的形狀、材質、位置等因素有關。據此，人們利用回聲探測、檢查物體，獲得信息。聲的反射是各種聲技術的基礎。
（二）超聲與次聲：探測技術
數字實驗 認識超聲和次聲
打開計算機中的虛擬聲音示波器，選擇信號源，點擊“開始”，將聲音的音量和頻率調到合適大小。此時，窗口中顯示標準波形，同時音箱發出對應頻率的聲音。
材料：計算機（帶音箱）
虛擬聲音示波器
調整頻率逐漸增大或逐漸減小，當聲波頻率落在小于20Hz或大于20000Hz范圍時，我們已不能聽見聲音，但仍能看見它們的波形，你知道這是為什么嗎
物理學中，把振動頻率高于20 000 Hz的聲叫作超聲(ultrasound)；把振動頻率低于20Hz的聲叫作次聲( infrasonic sound )。人無法聽到超聲，但許多動物卻能聽到。
蝙蝠通過喉頭發出超聲，再用耳朵接收回聲，就能利用超聲導航、捕食(如圖所示)。
受此啟發，科學家和工程師發明了回聲定位技術。超聲波方向性好、穿透能力強，在生產、生活中有著廣泛的應用(如圖所示)。
次聲波傳播時能量損失小，能傳得很遠。對各種次聲波進行監測，可以得到許多信息。
在大氣層內進行核爆炸會產生巨大的次聲波，用一種高靈敏度的監測裝置就可以探測到核爆炸的強度和位置。目前已建成全球性核試驗監測網，地球上任何一個角落進行的核試驗都不可能逃過核試驗監測網的“ 監聽”。
很多自然災害，如地震、火山噴發、龍卷風、雷暴、泥石流等，在發生前也會先發出次聲。利用次聲監測網進行監測，可以對災害預警，從而減少損失。
（三）水聲通信與語音識別
我是蛟龍，我是蛟龍，我們已經下潛到7062米!”
深海是神秘的世界，隱藏著許多我們不知曉的生命和奇觀。聲波是唯一能在海水中有效進行遠距離信息傳遞的載體。“蛟龍號”載人潛水器潛進深海，水聲通信是潛水器與水面人員聯系的主要方式(如圖所示)。
“蛟龍號”載人潛水器潛進深海，水聲通信是潛水器與水面人員聯系的主要方式(如圖所示)。
聲技術與計算機技術相結合，正廣泛地應用于現代社會的各個方面，聲識別技術就是其中之一。
每個人的聲音各有特色，但不同的人說同一句話，我們都能聽清楚這句話是什么，這說明每個字的讀音都有它們各自的特征。
計算機程序可以分析出這些特征并儲存起來。當人說話時，計算機程序通過分析每個字的讀音特征，并與各個字的標準讀音特征進行比對，再聯系上下文，就可以判斷出人說的話。這就是聲識別技術。目前，這項技術已廣泛應用于智能化生活和工作中。
三、課堂小結、鞏固提升
1. 聲的反射： 聲是一種波。聲音在傳播過程中遇到障礙物會反射回來，這種現象叫作聲音的反射。區分原聲與回聲時間間隔大于0.1s。
2.超聲與次聲：探測技術。物理學中，把振動頻率高于20 000 Hz的聲叫作超聲；把振動頻率低于20Hz的聲，叫作次聲。超聲波方向性好，穿透力強；次聲波傳播遠，能量損失小，監測網。
超聲回聲定位、聲吶、B超、倒車雷達等。
3.水聲通信與語音識別。聲波是唯一能在海水中有效進行遠距離信息傳遞的載體。
四、板書設計、理清要點
1. 聲的反射： 聲是一種波。聲音在傳播過程中遇到障礙物會反射回來，這種現象叫作聲音的反射。區分原聲與回聲時間間隔大于0.1s。
2.超聲與次聲：探測技術。物理學中，把振動頻率高于20 000 Hz的聲叫作超聲；把振動頻率低于20Hz的聲，叫作次聲。超聲波方向性好，穿透力強；次聲波傳播遠，能量損失小，監測網。
超聲回聲定位、聲吶、B超、倒車雷達等。
3.水聲通信與語音識別。聲波是唯一能在海水中有效進行遠距離信息傳遞的載體。
五、達標練習、反饋矯正
1. 下列說法不正確的是（ ）
A.聲是一種波
B.聲音在傳播過程中遇到障礙物就會反射回來，這種現象叫作聲的反射
C. 對著遠處的山崖喊話聽到的回聲，就是反射回來的聲音
D.回聲比原聲間隔小于0.1秒，人耳能區分開原聲與回聲
2．下列說法不正確的是（ ）
A.天壇回音壁是利用聲的反射現象
B.人們利用回聲探測檢查物體，獲得能量
C. 頻率高于20000Hz的聲叫作超聲
D.聲的反射是各種聲技術的基礎
3．下列事例是利用超聲波的是（ ）
A.回聲探測儀
B.女高音
C.核試驗監測網
D. 地震監測網
4．用超聲測深儀向海底發射聲波，經過4s后收到回波。若海水中聲音的平均傳播速度為1 500m/s,則此處海水深約為（ ）
A.6000m
B.3000m
C.1500m
D.750m
5．關于水聲通信和語音識別說法正確的是 （ ）
A.聲波是唯一能在海水中有效進行遠距離信息傳遞的載體。
B. “蛟龍號”載人潛水器進深海，與地面上的人主要聯系組要靠手機
C. 聲技術與計算機技術僅有聲識別技術
D. 聲識別技術僅僅應用與家庭生活
參考答案：1.D；2.B；3.A；4.B；5.A 。
六、布置作業
P56T2
課外作業P56T1、T3。
P56家庭實驗室。手機實驗：語音識別
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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