資源簡介

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【人教2024版八上物理精彩課堂（素材+教案）】2.3 聲的利用
新課導入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　方式一　【情境導入】
播放視頻“神奇男孩聲碎酒杯”(見素材二)。
導入語:視頻中小男孩用聲音將玻璃酒杯震碎,你知道其中的奧秘嗎 今天我們通過學習《聲的利用》來揭開謎底。
方式二　【情境導入】
播放視頻“聲彈弓滅蠟燭”(見素材二)。
圖2-3-1
導入語:“聲彈弓”為什么有如此大的威力呢 我們這節課一起來解密聲的利用。
方式三　【情境導入】
播放視頻“國防科大‘懸絲診脈’”(見素材二)。
導入語:我國很早就有“懸絲診脈”的記載,如今它又要與現代科技結緣,再放異彩!為什么一根細絲就可以讓我們獲得那么多信息呢 這利用了聲可以傳遞信息。在生產、生活中“聲傳遞信息”主要有哪些方面的應用呢 今天就讓我們來共同學習:第3節　聲的利用。(板書課題)
電子視頻　　(詳見電子資源)
教材知識處理　　
實驗改進:聲波可以傳遞能量(教材P48“演示”)
社會實踐性作業:制作“聲彈弓”[參考視頻文件“氣功”滅燭(見素材二)]。
[制作材料] 可樂瓶、氣球、膠帶或細線、剪刀。
[制作流程] (1)用剪刀將可樂瓶去底,留下平口端左右。
(2)用剪刀剪掉氣球的一部分(只留左右),作為橡皮膜使用。
(3)將留下的氣球蒙在瓶的底端,用膠帶或細線固定。
[使用方法] 將橡皮膜拉長,對著火焰彈射。
[實驗原理] 由于橡皮膜的振動,壓縮空氣,可將燭焰“打”滅,說明聲波具有能量。(如圖2-3-2所示)
圖2-3-2
[改進優點] 制作簡單,便于操作,比“揚聲器旁的燭焰”效果更明顯。
本節教材鏈中考　　
[考點小說] 本節中聲在能量和信息兩方面的應用是中考考查的熱點,考查時涉及的生活面較廣,但難度不大,題型以填空題、選擇題為主。
[考點對接] 1.聲可以傳遞信息
[源起教材P47]
圖2.3-4　利用超聲波定位的倒車雷達
　　蝙蝠采用的方法叫作回聲定位。現在,利用這個方法制成的超聲導盲儀可以探測前進道路上的障礙物,以便幫助視障人士出行。有的倒車雷達也是利用超聲波來定位的(圖2.3-4)。科學家利用這個方法還發明了聲吶。利用聲吶系統,人們可以探知海洋的深度,繪出水下數千米處的地形圖,捕魚時還可以獲得水中魚群的信息。
例1　(安徽中考)如圖2-3-3所示為一種身高測量儀,其頂部的感應器豎直向下發射超聲波信號,經下方物體反射后返回,被感應器接收。某同學站上測高臺,感應器記錄信號從發射到接收所經歷的時間為5×10-3 s。已知感應器距測高臺的高度為2.5 m,空氣中的聲速取340 m/s,則該同學的身高為 (　　)
圖2-3-3
A.1.70 m　　　　B.1.65 m　　　　 C.0.85 m　　　　　D.0.80 m
[解析] B　感應器記錄信號從發射到接收所經歷的時間為5×10-3 s,超聲波從感應器到人的頭部的傳播時間為該時間的,
則感應器到人頭部的距離:s=vt=340 m/s××5×10-3 s=0.85 m;
人的身高為h=2.5 m-0.85 m=1.65 m。
例2　(東營中考)據中國地震臺網正式測定,2024年3月18日9時24分在青海玉樹藏族自治州雜多縣發生3.6級地震,有些動物比人提前感覺到,是因為地震時伴有　　　　聲波產生;醫生用的“B超”是利用　　　　聲波獲得信息的。
[答案] 次　超
[考點對接] 2.聲可以傳遞能量
[源起教材P48]
　圖2.3-7　超聲波清洗機
　　聲波傳遞能量的性質應用在社會生活的很多方面。例如,超聲波常被用來清洗物體(圖2.3-7)。把待清洗的物體放在清洗液里,超聲波會引起液體激烈的振動,振動把物體上的污垢敲擊下來而不會損壞被清洗的物體。醫生常利用超聲波振動除去人體內的某些結石:向結石發射超聲波,結石會被擊成細小的粉末,從而可以順暢地排出體外。
例3　(云南中考)如圖2-3-4所示的編鐘是我國春秋戰國時代的樂器,用相同的力敲擊大小不同的鐘,它們發出聲音的　　　　(選填“音調”或“音色”)不同。生活中,可以用超聲波清洗儀器、眼鏡等,這說明超聲波能傳遞　　　　。
圖2-3-4
[答案] 音調　能量
例4　(白銀中考)下列說法中不正確的是 (　　)
A.利用強超聲波可以對鋼鐵、寶石、金剛石等堅硬物體進行鉆孔和切割加工
B.在建筑方面,設計、建造大廳堂時,必須把回聲現象作為重要因素加以考慮
C.在石油勘探時,常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸藥包,放上一個探頭,把炸藥引爆,探頭就可以接收到地下不同層間界面反射回來的聲波,從而探測出地下油礦
D.利用超聲波能夠預報地震、偵察臺風和大氣中的核爆炸
[答案] D
拓展材料　　
　　材料一——超聲波與仿生學
圖2-3-5
很多動物都有完善的發射和接收超聲波的器官。以昆蟲為食的蝙蝠,視力很差,飛行中不斷發出超聲波的脈沖,依靠昆蟲身體的反射波來發現食物(圖2-3-5);海豚也有完善的“聲吶”系統,使它能在混濁的水中準確地確定遠處小魚的位置。現代的無線電定位器——雷達的制作靈感就來源于蝙蝠,雷達的質量有幾十、幾百千克,甚至幾噸,蝙蝠的超聲定位系統只有幾分之一克,但蝙蝠的定位系統在一些重要性能上,如確定目標方位的精確度、抗干擾的能力等都遠優于現代的無線電定位器。深入研究動物身上各種器官的功能和構造,將獲得的知識用來改進現有的設備和創制新的設備,這是近幾十年來發展起來的一門新學科,叫作仿生學。
材料二——山西永濟市普救寺的鶯鶯塔
鶯鶯塔,原名舍利塔,位于山西省永濟市蒲州古城東3 km峨嵋塬頭上的普救寺內,是山西省重點文物保護單位。
該塔始建于隋唐,一說始建于北朝時期,原塔即建于十六國時期的河東蒲坂塔,后因元代王實甫創作的《西廂記》中主人翁張君瑞和崔鶯鶯的愛情故事就發生在此處,故人們稱之為鶯鶯塔。明嘉靖三十四年,河東大地震,原塔被推毀。現存之塔是大地震八年后(1564年)重建。重建之塔呈四方形、塔檐呈微凹的曲線形式,仍保留了唐塔的特征。鶯鶯塔造型樸實大方,全磚構建,塔基和內外皆呈方形,外觀為方形角密檐樓閣式,體形是多層空心。塔基呈正方形,全塔共13層,高36.76 m(一說高50 m)。
在建筑上,回廊圍繞著的鶯鶯塔,是用磚砌筑的。七層以上突然收縮,使整個塔顯得更為靈巧。塔內各層之間有甬道相通,一般人可上至九層。但六、七層不能直接相通,必須從六層下到五層后才能上得去。鶯鶯塔具有奇特的回聲效應。在塔的附近以石相擊,人們在一定位置便可聽到“咯哇、咯哇”的回聲,類似青蛙鳴叫。傳為匠師筑塔時安放金蛤蟆在內,實則塔身中空所致。鶯鶯塔回廊西側外有一個擊蛙臺,這是擊石的最佳位置;臺下不遠的山坡上有一座小亭,名叫蛙鳴亭,這里是聽類似青蛙鳴叫回聲的最好去處。鶯鶯塔還具有收音機、竊聽器和擴大器的效能。在鶯鶯塔下,人們可以聽到從塔內傳來的2.5 km外蒲州鎮上的唱戲聲、鑼鼓聲,附近村鎮上的汽車聲、拖拉機聲,人們在家里的說話聲、嬉笑聲,以及雞鳴狗叫聲。另外,塔下的鳥叫聲,通過鶯鶯塔的“擴音”之后,聲音變大,可以傳播到很遠的地方。其回聲機制主要在于三方面:一、塔內是中空的,站在塔的中層聽上面人說話,由于聲學反射效應,聲音好像從下面傳來;二、塔檐上的復雜結構有反射作用;三、墻壁反射。1965年,鶯鶯塔被列入省級重點文物保護單位。
　　材料一　超聲波與仿生學
　　材料二　山西永濟市普救寺的鶯鶯塔
　
第3節　聲的利用
教材解讀 　教學中注意區分聲和聲音兩個概念。聲涵蓋的內容比較廣,包括聲音、超聲波、次聲波等;而聲音涵蓋的內容相對而言要窄得多,它僅指人耳能感覺到的那部分聲。關于聲和聲音兩個概念,教學中教師注意正確使用即可,不必對學生作出要求。 　聲在實際生活中有廣泛的應用,限于篇幅,教材中只介紹了一部分。本節的教學,一方面應鼓勵學生自己從生活中感知或查閱資料了解利用聲的實例及其工作原理;另一方面應發揮學生的想象力,鼓勵他們利用聲音搞些小發明。 　學生在日常生活中已經接觸過利用聲的事例,教師可以組織學生說出所了解的利用聲的現象,在學生發表了各自的看法后,教師可對聲在社會生活中應用的情況進行分類:可以按照教材分為“聲與信息”和“聲與能量”兩類,也可以按照聲在醫療、工業、軍事、日常生活等方面的利用分類,然后根據分類進行總結性的講解,在講解中應對學生遺漏的例子進行補充。
學 習 目 標 物理觀念 　了解日常生活、現代技術中聲的應用。
科學思維 　能夠歸納總結聲的利用,并辨析聲的不同類型的利用。
科學探究 　通過觀察或查閱有關的文字、圖片、音像資料,獲得社會生活中有關聲的利用方面的知識。
科學態度 與責任 　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。
重 難 點 處 理 重點 　現代技術中與聲有關的知識的應用。
難點 　區分聲與信息和聲與能量。
教學設計①　　(對應ppt見電子資源)
教師活動 學生活動 設計意圖
【導入新課】 情境引入: 多媒體展示幾種聲音在生活中的應用實例(如圖所示):鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌,從異常的聲音中發現松動的螺栓,醫生通過聽診器給病人診斷疾病,遠處轟隆隆的雷聲預示著一場大雨,海豚利用聲波識別食物、敵人和它們周圍的環境…… 自然界中的聲現象非常多,聲在生活和生產中有很多應用,你能列舉一些例子嗎 欣賞、交流討論 利用學生喜聞樂見的形式自然引入課題,提高學生的學習興趣,激發學生探究知識的欲望。
【探究新知】 [前置補充]根據頻率,聲分為哪幾類 [引導點撥]非常好!我們今天討論學習的聲,既包括平時我們能聽到的聲音,也包括聽不到的超聲、次聲等。 一、聲與信息 日常生活中,哪些事例說明了人們可以利用聲來傳遞信息 對這些例子,可以分類嗎 按怎樣的依據來分類較好 1.從異常聲音中獲取信息 轟隆隆的雷聲——預示下雨 用聽診器聽心跳聲——診斷心臟的情況 聽敲鐵軌的聲音——判斷螺栓是否松動 汽車修理師聽汽車發動機的聲音——判斷故障 小結:聲音能夠傳遞信息。 2.次聲波傳遞信息 次聲波能不能傳遞信息呢 次聲波一般在什么情況下產生 次聲波能夠預測地震、臺風:地震爆發前,許多動物往往有異常反應,如老鼠逃出洞,牛馬不入圈,雞犬不寧等。這主要是由地震爆發前潛伏在我們身邊的強烈的次聲波引起的。 小結:次聲波能夠傳遞信息。 3.超聲波傳遞信息 (1)蝙蝠是怎么確認目標的 它采用的方法叫什么 (2)受蝙蝠的啟發,科學家發明了什么 主要應用在什么方面 歸納總結: (1)回聲定位:蝙蝠在飛行中發出超聲波,根據回聲到來的方位和時間,確定目標的位置和距離(如圖所示)。 (2)蝙蝠靠超聲波探測飛行中的障礙物和發現昆蟲,人們利用這個現象研制了聲吶。 討論:聲吶測海底深度需測哪些量 a.聲波在海水中的傳播速度v。 b.聲波在海水中的往返時間t。 c.計算公式:h=s=vt。 (3)應用:利用聲吶探測海洋深度、利用聲吶探測魚群、利用聲吶探測敵方潛艇等(如圖所示)。 思考回答:聲分為聲音、超聲波、次聲波。 閱讀課本并思考、回答 閱讀課本并思考、回答 閱讀課本并思考、回答 熟記并掌握回聲測距 有效引導學生理解聲的范圍,為后面的討論做好知識鋪墊。 讓學生帶著問題去閱讀課本,培養學生基本的自學能力。 讓學生了解可聞聲可以傳遞信息。 讓學生了解次聲波可以傳遞信息。 讓學生了解超聲波可以傳遞信息。 培養學生的發散思維,理解回聲測距的原理。
思考問題:“B超”(如圖所示)是利用什么獲得人體內部疾病信息的 醫生用B型超聲波診斷儀即“B超”向病人體內發射超聲波,然后接收體內臟器的反射波,反射波攜帶的信息經過處理后顯示在屏幕上,可以準確地獲得人體內部疾病的信息。 交流討論:超聲波在生活中的其他應用。 小結:超聲波可以傳遞信息。 綜上所述:聲可以傳遞信息。 二、聲與能量 創設情境:把一塊石頭扔進水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的樹葉也隨之起伏。這說明石頭的能量通過水波傳給了樹葉。 提出問題:水波是一種波動,水波能傳遞能量。聲波也是一種波動,那么,聲波能傳遞能量嗎 你能用實驗證明嗎 實驗探究: 方案1:去掉可樂瓶的瓶底,給開口處蒙上橡皮膜并扎緊,對著蠟燭火焰敲橡皮膜,膜的振動引起空氣的振動,從而使蠟燭熄滅。 方案2:在揚聲器前放置點燃的蠟燭,使揚聲器音量大一些,可以看見燭焰搖曳,如圖所示。 方案3:對著塑料薄膜敲鼓,在塑料膜后面用手電光源照射,使光能反射到墻面上,當鼓面振動使塑料膜振動時,研究墻上的光斑位置變化,如圖所示。 閱讀、聽講、思考 思考、總結 聽講、思考 學生上講臺完成部分實驗。 讓學生了解超聲波可以傳遞信息的其他應用。 多方面展示,歸納聲可以傳遞信息。 通過水波能夠傳遞能量,類比提問聲波是否也能傳遞能量,從而引入課題進行探究,提升學生的探究興趣。 改為學生演示實驗,更有說服力和示范引導作用。
學生交流討論:從實驗中看到了什么現象 這說明了什么問題 歸納總結:聲可以傳遞能量。 學生閱讀課本并討論交流:利用聲傳遞能量的事例有哪些 小組討論總結聲能傳遞能量的事例: (1)利用超聲波對鋼鐵、陶瓷、寶石等堅硬物體進行鉆孔和切削加工,這種加工的精度和光潔度很高。 (2)超聲波加濕器(如圖所示):把超聲波通入水罐中,采用超聲波高頻振蕩原理將水霧化為1~5 μm的超微粒子,再用小風扇把霧滴吹入室內,從而達到均勻加濕空氣的目的,就可以增加室內空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。 (3)藥液霧化器:對于咽喉炎、氣管炎等疾病,藥力很難達到患病的部位。利用超聲波的高能量將藥液打碎成小霧滴,讓病人吸入,能夠增進療效。 (4)小型超聲波清洗機:可用于清洗電子產品、機械五金配件、眼鏡、首飾、鐘表、錢幣、水果等。 (5)超聲波碎石機(如圖所示):醫生利用超聲波傳遞能量,除去人體內的結石。 課堂小結(略) 課堂練習(略) 布置作業(略) 交流、討論、總結 閱讀、思考、交流、總結 聽講、思考 讓學生知道聲波具有能量,能通過介質傳遞能量。 通過閱讀總結,培養學生獨立獲取信息的能力。 鑒于本節內容與實際應用聯系緊密,講述一些聲能傳遞能量的具體事例,供學生討論,可以拓展學生的知識面,加深對聲能傳遞能量的理解。
導學設計
學點1:聲與信息
閱讀教材P46~P47,完成下列問題:
問題1:聲吶是利用什么原理工作的 它有哪些用途
答:　聲吶是利用回聲定位的原理工作的。利用聲吶可探測海底深度、冰山和暗礁的位置等　。
問題2:給孕婦做常規檢查時,向她體內發射超聲波,反射回來的聲波攜帶了哪些信息 超聲波還有哪些應用
答:　向孕婦體內發射超聲波時,反射回來的聲波攜帶了胎兒生長發育的信息。超聲波還可以用于倒車雷達、金屬探傷等　。
學點2:聲與能量
實驗1:找一張有強烈節奏感的歌曲或樂曲的光盤,放在CD機中,開大音量,將一張薄紙片放在喇叭前,觀察紙片的情況。
實驗2:找一個空可樂瓶,去掉瓶底,給開口處蒙上橡皮膜并扎緊。對著火焰敲橡皮膜,由于膜的振動,壓縮空氣,靠空氣的擠壓,可將燭焰吹滅(如圖2-3-6所示)。
圖2-3-6
思考:
問題1:實驗1中放在喇叭前的紙片有什么反應
答:　紙片在不停地擺動,它是受喇叭發出聲波的沖擊而擺動的　。
問題2:實驗2中吹滅燭焰的是什么
答:　吹滅燭焰的是振動產生的聲波　。
問題3:以上兩個實驗說明了什么
答:　聲波具有能量　。
問題4:超聲波具有能量的性質在實際中有哪些應用
答:　超聲波可以用來清洗物體;在醫學方面超聲波還可以用來粉碎體內的結石等　。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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