人教版 八 年级 物理 主备人 学科 课题 物理 第二章 声现象 教学设计 时间 第 2 节 声音的特性 1.了解声音的特征：音调、响度和音色； 知识与技能 教 2．知道声音的音调与发声体的频率有关； 3．知道声音的响度与发声体的振幅和距离发声体的远近有关； 4．知道不同发声体发出的声音的音色不同。 1．通过实验探究“音调与频率的关系”、“响度与振幅的关系”，进一步 学 过程与方法 目 了解和学习研究物理学问题的方法； 2．学习从物理现象和实验中归纳物理规律，尝试应用物理知识和规 律解释生活中物理现象和问题。 1.体会自然界丰富多彩的声现象，培养学生热爱世界、热爱科学的品 标 情感态度与价值观 质； 2．乐于探索自然现象和身边的物理道理，乐于参与观察、实验、探 究活动。 教学重点 掌握声音的音调、响度、音色三种特性及其影响因素 教学难点 教具准备 1.正确区分音调和响度。 2.探究决定音 调、响度的因素。 钢尺（若干）、示波器、音叉 2 支（不同频率的）、乒乓球（系有细绳）、铁架台、笛子、 梳子、多媒体课件。 教学方法 实验探究法、观察对比法、控制变量法、演示法 教学过程设计 师：振动会发声，为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？为 什么用力重重敲鼓比轻敲发出的声音大？模仿明星唱歌，模仿的声音再像，能完全一样吗？ 要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。 导 入 新 课 新课学习 教 一、音调 【观察思考】两次声音有什么不同？ 教师演示：硬纸片在梳子上划过，一次快，一次慢。 学生观察并思考： 学 （1）听到两次声音的感觉有什么不同？ （2）两次梳齿振动的快慢有什么不同？ 过 生：快速划过时，发出的声音尖细；慢速划过时，发出的声音低沉 快速拨梳齿，梳齿振动快，慢速拨梳齿，梳齿振动慢。 程 1.音调：声音的高低叫音调。 师:通常女生比男生的音调高。女高音、男中音就是指音调的高低。 【提出问题】是什么因素决定音调的高低？ 【演示实验】：探究音调和频率的关系 （1）探究目的：钢尺振动发声的音调和什么因素有关。 （2）控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的越短 猜想和假设：可能和振动的快慢有关 (3)设计实验：如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的 声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同， 教 再次拨动。 学 （4）实验步骤： ①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的 伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动 的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中； 过 ②再分别把钢尺的 、 伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺 振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中； ③整理实验器材，分析表格，记录总结结论。 探究音调的高低和振动快慢的现象记录表： 振动钢尺长度 程 振动快慢 声音高低 钢尺长度的 快 高 钢尺长度的 较快 较高 钢尺长度的 慢 低 （5）实验结论： 音调跟发声体振动的快慢有关：钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。 2.频率： （1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。 （2）定义：每秒内振动的次数叫频率。 （3）单位：赫兹（Hz）。1000Hz：物体在 1s 内振动了 1000 次。 （4）音调和频率的关系：音调由发声体振动的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调 越低。 3.用示波器观察不同音调的波形 将音叉发出的声信号输入示波器或计算机中，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验， 边听边分析它们的波形有何不同。 教 学 观察下面三种不同频率声音的波形，两种不同频率声音的波形有何不同？ 过 生：通过观察示波器中的波形，我们可以清楚地看到，高音调的声音频率高，波形密集；低音调 的声音频率低，波形较稀疏。 4.超声波和次声波 人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围从 20Hz 到 20000Hz。 程 (1)超声波——频率高于 20000Hz 的声， 超过人类听觉的上限； (2)次声波——频率低于 20Hz 的声， 低于人类听觉的下限。 注意：① 声音不同于声，振动一定发声，但却不一定是人能够听见的声音； ② 人最敏感的听觉频率是 3000 赫兹。 问题 1：你知道为什么听不到蝴蝶飞过时翅膀振动发出的声音了吗？ 答： 教 蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过 10 次，蚊子的翅膀一秒钟振动 500~600 次，由于蝴蝶的翅膀振动的 频率低于人耳能够听到的频率范围，当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振 动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。 问题 2：为什么有些声音在人们毫无察觉时,猫、狗就已经警觉地听到了? 发生地震、海啸、台风、核爆炸时都会伴有次声波。有些动物能发出次声波，如大象等，有些动 物能接收到次声波，如狗等。 二、响度 声音有音调的不同，也有强弱的不同。 1.响度：物理学中把声音的强弱叫响度。也就是声音的大小。 问题：影响声音大小的因素是什么? 请一位同学用大小不同的力敲击鼓面，观察鼓面上的碎纸屑弹起的高度。 【演示实验】：探究影响响度的因素 学 过 （1）用细线把乒乓球吊起来，使乒乓球静止在竖直位置，恰好跟音叉的一个叉股接触。轻敲音叉， 观察乒乓球被弹开的幅度。 （2）重敲音叉，使音叉发出响度更大的声音，观察乒乓球被弹开的幅度。 程 （3）比较音叉发出不同响度的声音时，乒乓球被弹开的幅度有什么不同。 实验结果：音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小，音叉振动的幅度小；音叉发出声音 的响度大，乒乓球被弹开的幅度大，音叉振动的幅度大。 根据实验结果知道：响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大。 决定响度大小的因素——振幅。 1.振幅：发声体偏离原来位置的最大距离。 2.发声体的振幅越大，产生的声音响度越大。 3.波形图： 响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大。 问：响度还与其它因素有关 吗？（学生思考、猜测。） 拿出手机听，离的近可以清楚地听见手机的声音,离得远几乎听不见。表明：响度还跟离发声体的 远近有关。 4.响度还跟距声源的远近有关.距离越远，声音越分散.减小声音的发散,可增大响度. 教 音调和响度是声音的两个不同的特征。响度大的声音，音调不一定高；音调高的声音，响度也不 一定大。 【想想议议】蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？哪个响度大？ 学 蚊子的叫声音调高；黄牛的叫声响度大。 过 三、音色 频率的高低决定声音的音调，但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它 们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。 1.音色：不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。 程 播放录音（分别用小提琴和二胡演奏的《二泉映月》）。让学生分辨出哪一段是用小提琴演奏的， 哪一段是用二胡演奏的。 找几名同学站在教室后面念一首诗，每人读一句，其他同学不许回头，能否判断出每一句分别是 哪一位同学念的。 总结：我们之所以能听出熟悉的人，熟悉的乐器的声音，是因为不同的人，不同的乐器发出的声 音音色不同。 2.音色与发生体的材料,结构有关。 【演示实验】下面分别是音叉、钢琴与长笛发出的 c 调的“1”（do）的波形图， 用计算机播放这 几个声音片段，边听边比较它们的波形有何异同。 观察上面的波形可知，音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同； 但是波的形状不同，即它们的音色不同。 【科学世界】乐音和乐器 1.乐音：发声体规则振动 教 2.乐器： （1）打击乐器：力越大，响度越大； （2）弦乐器：越细、紧、短， 音调越高； （3）管乐器：空气柱越短，音调越高。 课堂小结 学 过 程 课堂练习 1.（2020 北京）古诗《春夜洛阳城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，诗人辨别出 是玉笛的声音，是依据声音的（ ） A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度 【答案】C 【解析】由于物体的材料和结构不同，物体振动发出声音的音色不同；所以诗人辨别出是玉笛的 声音，是依据声音的音色。故 ABD 不符合题意；C 符合题意。故选 C。 2.（2020 福建）下列词语中，形容声音响度小的是（　　） A. 震耳欲聋 B. 声如洪钟 C. 轻声细语 D. 斯声如雷 【答案】C 【解析】A．震耳欲聋指声音的响度大，故 A 不符合题意； B．声如洪钟意思是声音很大，说明响度特别大，故 B 不符合题意； C．轻声细语是小声说话，是响度小，故 C 符合题意； D．斯声如雷指的是声音的响度大，故 D 不符合题意。故选 C。 3．（ 2020 甘肃天水市）为鼓励抗击新冠肺炎疫情的信心，2020 年央视春晚，由 6 位央视主持人 共同表演的情景报告《爱是桥梁》作为春晚临时增加节目，引起人们的强烈关注和高度好评。下 教 列说法正确的是（　　） A．表演者发出的声音是由空气振动产生的 B．表演者的声音可以在固体、液体和真空中传播 C．后排观众听到的声音比前排小，是因为他们听到的声音音调低 D．观众能依据音色的不同分辨出是哪位主持人在朗诵 学 【答案】D 【解析】A．表演者发出的声音是由声带振动产生的。故 A 错误； B．声音可以在固体、液体和气体中传播，但真空不能传声。故 B 错误； C．在振幅一定时，距离发声体越远，听到的响度越小。故 C 错误； 过 D．不同人说话时的音色不同，所以观众能依据音色的不同分辨出是哪位主持人在朗诵。故 D 正 确。 4.（2020 广州市）甲音叉发声时每秒振动 256 次，乙音又发声时振动频率为 512Hz，相比于乙音 叉，甲音叉（　　） A. 发声时振幅一定更小 程 B. 发声时振动频率一定更高 C. 发出声音的音调一定更低 D. 发出声音的响度一定更大 【答案】C 【解析】频率的定义是每秒钟振动的次数是多少，频率的单位是赫兹（Hz）；音调是指声音的高 低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。由于甲音叉每秒振动 256 次， 即甲音又发声时振动频率为: 所以，相比于乙音叉，甲音叉发出声音的音调一定更低，故 C 正确。故选 C。 5．(2020 河南省)如图所示，将正在发声的音叉插入水中，会看到水花飞溅，这说明声音是由物体 ______产生的。频率为 256Hz 的 A 音叉和频率为 440Hz 的 B 音叉中______ （选填“A”或 “B”）音 叉声