第1章声现象复习教案．

相关要求:

■  通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件．■  了解乐音的特征．

■  知道防止噪声的途径．■  了解现代技术中与声有关的应用．

■  了解声波在信息传播中的作用．

一．教学目标：

1．知识与技能

● 初步学习：

A．声音的产生和传播 B．声音的特征──响度、音调、音色

C．噪声的危害、来源和防治D．人耳听不见的声音──超声波、次声波

2．过程和方法

● 经历活动：

A． 探究声音的产生和传播条件（传播介质、传播快慢）的活动

B． 对影响音调、响度的因素进行探究   C． 辨别不同乐器发出的声音

D． 比较材料的隔声性能    E． 测量自己的听觉频率范围

3．情感、态度、价值观

● 体验各种声音带给你的不同感受（宁静？欢乐？振奋？烦躁？）

   体会声音世界的奇特和多彩

二．教材分析

1、重点：声音的产生、传播、特征，各种声音的特征及应用

2、难点：音调与音色的应用，声知识的拓展

3、学习方法：

A．认真实验、认真观察、认真探究

如活动1.2，当伙伴轻敲衣架时，声音通过空气传入耳朵时的声音小，而通过细绳传入耳朵的声音响，体会声音通过固体可以传得更快更远。

又如图1－7《将一支点燃的蜡烛放在喇叭的前方，当喇叭中发出较强的声音时，可以看到烛焰在摇晃》，实验中如果喇叭是装在外壳中，则不易看到实验现象，观察时应当仔细。

再如第14页www第1题，“改变刻度尺伸出桌面的长度后，刻度尺的振动频率有什么变化？音调有什么变化？”实验中，当刻度尺伸出桌面的长度变短时，首先会觉得声音变响了，其实是音调变高，因为声音更响是由振幅决定的，在伸出长度一样时，用更大的力就会使声音更响。

B．认真阅读课外知识，增加自身的信息量

（详见课外知识疏理和教材拓展部分）

三．知识疏理

（一）课本知识疏理

1． 声音产生的条件：物体振动

    声音传播的条件：必须有介质。固、液、气均可，真空不能传声

    声音传播的形式：声波（纵波的形式）

    声音传播的实质：声能（能量的传递）

    声音传播的速度：在空气中340m/s、水中1500m/s、钢铁中5200m/s

2． 乐音的三要素

    （1）响度（声音的强弱）：决定于声源的振幅和人耳距声源的远近。

         人耳刚能听到的响度为0dB、理想声音环境的响度不高于50dB、

         影响人学习和工作的噪声超过70 dB、损伤人听力的响度超过90 dB。

    （2）音调（声音的高低）：决定于声源振动的频率。

         人耳能听到的频率范围是20～20000Hz、

         人嘴能说的频率范围是20～20000Hz。

    （3）音色（声音的特色）：决定于声源的结构。

         买碗时轻碰听好坏，是根据音色不同。（结构改变较大）

         买西瓜轻拍听生熟，是根据音调不同。（松紧发生改变）

3．噪声：狭义上说是无规则振动产生的声音，波形无规则。

         广义上说是一切影响人们学习、工作、生活、休息的声音。

         减小噪声的方法主要是：消声、吸声、隔声。

4．超声波（频率大于20000Hz的声音）

   特点：方向性好、穿透能力强、声能易集中。

   应用：测距、测速，清洗、焊接，成像、碎石。

5．次声波（频率低于20Hz的声音）

  特点：能绕过物体传播，传播距离远。

   应用：预报地震、预报台风、监测核爆炸。

   注意点：伤人。

（二）课外知识疏理

1．双耳效应：两只耳朵更能确定声音产生的方位和距离，有给声源定位的作用，听声 

             音更具立体声。

2．回声：原声经障碍物反射回来的声音。回声与原声的时间间隔必须大于0.1s人耳

才能区分，要听到回声，人耳距声源至少17m。

3．多普勒效应：同一声音，向你运动时听上去音调变高，远离你时听上去音调变低。

         应用：测速仪向迎面而来的物体发出一列声波，回声音调变高，从高出的数

值可知物体运动速度的大小。

4．发声体越紧、越细、越短，振动所发出的音调越高。如吹笛子、吹酒瓶等。

5．声音的反射：声波像平面镜反射太阳光那样，遇到物体会发生反射。

6．（从阅读和习题中自己补充）

六．难点讲解

［例1］当我们听到收录机扬声器发出声音时，扬声器附近的空气已经传到我们的耳朵里了吗?

［分析]：振动是一种来回往复的运动，扬声器发声时，纸盆发生振动会引起四周空气振荡，激起附近空气的振动，这样一层层传出去，直至使贴紧我们耳膜的空气振动．声音传播的过程就像相邻空气粒子之间的“接力赛”：空气粒子把波动的形式向前传递，自己仍旧在原地振荡，也就是说，空气粒子并不跟着声波前进，并没有迁移到我们耳朵附近．

［例 2］“声音的高低”到底指什么?

［分析]：  日常用语中声音的“高”“低”有时指音调，有时指响度，含义不是惟—的．例如，合唱时有人说“那么高的音我唱不上去”或“那么低的音我唱不出来”，这里的“高”“低”指的是音调；而“引吭高歌”“低声细语”里的“高”“低”指的却是声音的响度．

物理学中的用语要求清楚准确，含义惟一，不能产生歧义．所以在物理语言中，声音的“高”“低”只用来描述音调，而用声音的“大”“小”来描述声音的响度．

［例3］声音的三要素．

    ［分析］：声音的三要素是指声音的响度、音调和音色，它们用来描述人对声音的主观心理感受．因为响度、音调和音色可以在主观上用来描述任何复杂的声音，故又称为声音三要素．

响度，又称声强或音量，它表示的是声音的强弱程度，主要取决于声波振幅的大小．

音调也称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受．客观上音调大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低。

音色又称音品，音色决定于倍频组份，相同的基频的振幅如果倍频组份不同，两个声音的音色也有区别，人耳也可以分辨出这两个声音。

［例4］超声波是怎样清洗精密零件的?

精密零件浸没在清洗液中，清洗液在超声波的作用下，一会儿受压变密，一会儿受拉变疏．在受拉变疏时清洗液会发生碎裂，碎裂时会产生许多小空泡，这种小空泡立即又会崩溃，而崩溃时会产生很强的微冲击波，这种现象叫“空化现象”．因为超声波的频率很高，小空泡便急速地生而灭、灭而生．由此产生的冲击波就像是许许多多无形的“小刷子”很起劲地刷洗着精密零件的每个角落．

【教材拓展】

1．声音是什么

声学是研究声音的发生、传播、接收及其效应的学科．那么“声音”究竟是什么呢?由于人类对声音最直接的认识来自听觉感受，因此“声音”的最原始定义就是“人耳所能听到的”．很久以前，人们就发现了物体运动与声音的关系，并进一步认识到一种特殊的运动方式──振动，以及振动与声音之间的特殊关系。

必须强调的是，波所传递的只是能量，而不是物质本身，也就是说，空气粒子只在其平衡位置附近很小范围内来回振动，并不向前运动．依据振动方向与波传播方向是一致的还是相互垂直的，将波分为纵波和横波．由上述可见，声音是一种弹性纵波．在固体中可以存在横波形式的弹性波，广义上讲也属于声波．

2．乐音的要素

音有一定高低．唱歌有高音、中音、低音之分，小提琴的声音比大提琴高，女人的声音比男人高．所以音调是一个主观量．一般来说，发声体的振动频率越高，人们听起来音调也越高；发声体的振动频率越低．人们听起来音调就越低．音调(pitch)也曾称作音高．

音乐上用音名来表示音调，即用C、D，E、F、G、A、B及升、降号来表示．

乐音听起来有一定的强弱，即乐音的响度，这是乐音的第二个主观量．乐音的能量越高，声强越大，听起来响度就越大．

至于音色，那更是一种主观感受了．但音色不同、音色也与听者距声源的距离有关，这是因为一个音中的各种成分的衰减不同．而且音色感与年龄、职业、本人的经历等有关．对于音色的客观基础是什么这一课题，一直被人们所研究．

综上所述，可以把乐音的四要素归结为：即音调、响度、音色和时值．

3．人体发声

人体的各个与发声有关的器官就好像是—件乐器的各个部件．有人把“人体乐器”比喻为一件管乐器，另一些人比喻为簧振乐器，还有人则比喻为簧管乐器．

无论哪一种乐器发声，都要有个动力即能源．不管把人体看作管乐器或簧振乐器，“人体乐器”有一个声能源，它也在“乐器”本身里面．人歌唱时用横膈膜把肺部中的空气“顶”上去，使声带振动，或者是在咽腔、鼻腔、口腔里发声和共振．我国古代民间常用“丹田之气”“以气托声”等，也属此意．

“人体乐器”的发声部分是气流经喉管中声带的调制并经咽腔、鼻腔和口腔等的共振．而口腔还包括有舌头，舌根、下巴的影响。

“人体乐器”有三个共鸣腔，即咽腔、鼻腔和口腔(至于民间艺人的语言，可能还有别的说法)，它们直接起共鸣的作用．

4．噪声的利用

噪声是现代社会污染环境的公害之一．随着现代环保高科技的发展，人们渴望化害为利，使噪声变为福音．造福于人类．为此，科学家进行了积极有益的探索．

高强的噪声还具有巨大的声能量．是人类将来可以开发和利用的新能源．如鼓风机的噪声达140dB时，具有1kW的声功率．英国科学据此设计出一种鼓膜式噪声接收器，将它与可以增大声能集聚能力的共鸣器连接，放在噪声污染区，其接收的噪声能量作用于声能交换器，就能将声能变为电能利用．

而美国则利用高能量的噪声可以迫使烟灰相聚的原理，研制出—种2kW功率的除尘器，可发出声强160dB、频率2kHz的噪声，将其装在一个很大且壁厚的容器里，用于除尘，效果十分好，可以减少大气的污染．

由于植物受到定时定量的声音刺激后，气孔会张至最大，能吸收更多的二氧化碳和养分，使植物光合作用加快，可以加快植物的生长和提高产量；不同的度不相同，科学家研制出一种噪声除草器，其发出的噪声能使草种子提前发芽，这样可以在作物生长之前，用药将草消灭，而达到除草目的．还有，利用强烈的噪声高速冲击食品时，不仅使食物保持干燥，而且其营养成分也不会受到损失．

随着当前人们环保意识的增强，现代环保科技的新发展，新的消除噪声和变噪声为福音的实用新技术一定会不断涌现出来，还世人一个宁静的生活空间．

5．天坛与声音

天坛是明清现代黄帝祭天的场所，其设计巧妙，色彩调和，建筑艺术高超，是中国非常出色的古建筑之一．天坛的主要建筑物回音壁以及皇穹宇前甬道的对话石和三音石，有着奇妙的声现象。

回音壁 ：是皇穹宇的外围墙，呈正圆形，直径65.1m，厚0.9m，墙面光洁平整，如果两人分别站在东西两侧墙根，面向北低声说话，就像听电话一样清晰．原来，墙面内圆，表面又极平滑，声波波长比圆墙半径小得多，声波以束状沿墙面有规则地连续反射前进，传到对方所站的地方，所以能听得很清楚．

 对话石和三音石：对话石指皇穹字前甬道第18块石板，站在这块石板上，可与相距36m之遥的东配殿东北角或西配殿西北角上的人对话，虽然彼此都看不见，但声音却清晰如电话在握．而站在皇穹宇门前的第一块石板上发一声，可以很清楚地听到一声回音；站在第二块石板上发一声，能有两次的回音；站在第三块石板上，就能有三声回音，这就是著名的“三音石”．原来，围墙是正圆形，每块石板距四周墙壁距离不等，发声的位置不同，所以能听到次数不同的回音．

 6．绿化植物为何能减弱噪声

  树木浓密的枝叶好像一组吸音隔墙，当声波经过时，富有弹性的树叶便吸收一部分能量，使声音减弱．所以，树木对减弱噪声有明显的效果．例如，一丛4m宽的绿叶篱可以降低噪声6dB，20m宽的马路旁的多层树木可以降低噪声10dB左右．减弱噪声的功能随树木种类、高矮，层次多少而不同，各种树的枝叶稠密程度有很大差别，故而减弱噪声的效果也不同．

7．超声波灭鼠法

 经长期的科学研究发现，超声波或以伤害鼠类和害虫的神经系统，使之产生痛苦和不安，并失去觅食、饮水、躲藏能力．鼠虫驱除器就采用这一科学发现，用宽频带的超声波驱除各种鼠类和虫害．这种驱鼠器对食品和物品无污染、无腐蚀，对人无危害，适用于粮食仓库和食品、棉织品仓库以及配电室等处．

例题讲解

1．甲用铁锤打击一下铁管的一端，乙在另一端把耳朵贴在铁管上能听到两次击管声，这是因为(    )

  A. 一个是原声，另一个是回声                         B．入耳的错觉

    C．声音沿铁管传播快，先听到；沿空气传播慢，后听到    D．人的双耳效应

2．闭上眼睛我们也可以辨别熟人的说话声音，这是根据人的声带振动时，有不同的(    )

A. 音色        B. 振幅          C. 频率         D．响度

3．声音是一种波，在下列的实例中，能说明声音具有能量的是(    )

    A. 下雨天，我们总是先看到闪电，后听到雷声

    B．百米赛跑的终点计时员总是在看到白烟的同时按下计时器

    C．巨大的雷声响过，我们发现活动的窗户玻璃也跟着振动起来

D．登上月球的宇航员们即使相距很近，也必须通过无线电来通话

4.铁桥长153m，在它的一端用锤敲一下，另一端某人将耳朵贴在桥上听到两次敲击声，两次声音的时间间隔是0.42s，求声音在铁桥中的传播速度。

植物对不同的噪声的敏感程复习题

一、选择题(45分)

1. 关于声源下面说法中正确的是(    )

    A. 能发声的物体叫做声源          B．各种乐器都是声源

    C．正在发动的摩托车是声源        D. 公路边的高音嗽叭是声源

2．声音既可以在固体物质中传播，也可以在液体或气体物质中传播，那么声音在它们当中传播速度由大到小的正确排序是(    )

    A. 固体、液体、气体              B. 气体、液体、固体

    C. 气体、固体、液体              D．一样快

3．下列环境中不能传声的是(     )

    A. 在海洋深处    B．在月球上    C. 在旷野中    D．在封闭的房内

4．在一般情况下，房间内说话比室外听得更清楚，其原因是(    )

    A. 房间内能听到回声    B. 房间内没有嘈杂声

    C. 房间内原声和回声混合    D. 以上原因都对

5．下列各声音属于噪声的是(     )

    A. 音乐会上的钢琴声    B．节日的焰火鞭炮声

    C．邻居装修房屋的电锯声    D．爽朗的笑声

6．将敲响的锣面用手一按，响声几乎立即消失了，这是因为(     )

    A. 声音传到很远的地方了    B．锣面停止了振动

    C. 锣的振动频率变低了    D．锣的响度变小了

7．某人在下雨天看到闪电后2秒钟，才听到雷声，则打雷处的云层离人大约(      )

A. 680米    D．6×107米    C. 1360米    D．1.2x108米

二、填空

 8．声音是由物体的______而产生的。吉他弦被弹拨发声时，用手按压住琴弦，声音就会消失，这是因为_________________.

9. 声音的传播需要介质，一切______体、_____体和______体能传声，在_____中不能传声。钓鱼时，河岸上的脚步声会把鱼吓跑，这说明______也能够传声。

10. 女高音和男低音的主要不同之处是________。一个同学大声说话和小声说话主要是他的声音的_______不同。

11．人耳所能听到的声波范围通常在_______Hz到_______Hz之间。频率高于听力上限的叫________，频率低于听力下限的叫_______。

   三、实验

 14．在喇叭的纸盆上放一些小的泡沫塑料颗粒再用该喇叭播音，如图l—2所示，想一想，你能得到哪些与声音有关的物理结论，试举两例。

 五、计算题

15.一艘船，停在海面上利用声音的反射向海底垂直发射声音，经测量，从发射到接受到回声，所用时间为10秒，求海底的深度?(已知：声音在海水中的传播速度为1450米／秒)

16.在百米竞赛中，站在终点的计时员A假如是在听到发令枪声响后，才开始计时的，那么，他所记录的运动员的成绩有多大误差?若甲、乙、丙三名运动员的成绩分别是13.2s、13.3s、13.4s,A记录的是乙运动员的成绩，甲、丙两运动员成绩准确无误。问：乙运动员的真实成绩比甲快?比丙快?

  【课本www答案】

P10www答案：

1．不能，因为声音不能在真空中传播。

2．开放性习题，旨在使学生对声学有亲近感和发散性思维。如响指、打嗝、打呼噜……

3．①拉扯气球；②向气球内吹气；③给气球放气时改变出气口形状可发出不同的声音；

   ④将气球吹破……

4．本题可培养我们通过公共信息资源收集资料的能力和相互的合作精神。下面关于声的利用，实质就是利用声音的能量。

①英国科学家根据声波蕴藏的能量在传播中遇到屏障时能够转变成为电能的道理，设计制造出鼓膜式声波接受仪，通过与可以增大声能的共鸣器相连，而使声能迅速转化为电能，供一些小型电器使用。

②美国科学家设计出一种依靠声音制冷的冰箱。外形呈圆筒状，圆筒外边叠放着玻璃纤维板，筒里充满氮气或其它惰性气体；筒的一端封闭，另一端是一个振动膜盒，膜盒与音圈、导线及磁铁相连。当声波作用于弹性膜片时，迫使筒内气体膨胀，导致产生的热量由玻璃纤导线及磁铁相连。当声波作用于弹性膜片时，迫使筒内气体膨胀，导致产生的热量由玻璃纤维迅速传导散失，从而达到降温制冷的目地。

③美国科学家还发现，高能量的声波可以促使尘粒相聚成一体，因重量增加而下沉，  根据这一原理，他们研制出一种除尘警报器，可以用于烟囱除尘，控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和消除大气污染。

④在英国，科学家研究出以声控制噪的新技术。利用计算机和传感器，将模拟声转化为数字信号并加以分析，以此来消除噪声。现在，英、日、美、法等国家，在各种豪华小轿车里都安装了这种系统。美国还将这种技术应用到工业空调器、抽风机、核共振成像系统、大功率冰箱等领域。

⑤声音在农业上能够使农作物增产。实验表明，西红柿在生长期中经过30次100分贝的尖锐声音处理，产量可以提高两倍。对水稻、大豆、黄瓜等农作物，经过声波处理也收到了增产效果。

⑥有的医学家运用声音来诊断某些疾病。当人体组织受到来自外界作用时，活动分子会呈现无规律的波动，部位体温随之增高。而与此同时发出的噪音也就越大。医生便可以用专门的仪器准确地诊断出病灶和炎症的确切部位和范围。

⑦现代影视技术的发展，还出现了以声代光拍摄水下电视的新技术。通过声发射器、凹镜、电视接收机和附属设备来完成此任。拍摄时，声波从发射器发出之后，射到水下目标就被反射回来，经凹镜聚焦，由声--电摄像管把声音信号转换成的电信号传至电视显示器，显像管就可以把电信号转换成的图像显示出来。如果需要长期保存，还可以用录像机录像，以便随时播放。利用声波拍摄水下电视图像时，还可以拍出彩色电视图像及立体电视图，取得令人满意的效果。

⑧据报道，美国加利福尼亚的斯克利普斯海洋物理研究所的科学家，还研究出利用声音透视海底的方法。他们利用波段为8-80千赫的水下声波，在监控器的屏幕上显示了水下实验物的图像。而且，这种具有计算机资料处理功能的水下物声系统将会使人们观察到水下的大型动物、潜艇和沉船等。

P14www答案：

1．听到了刻度尺振动时发出的声音；改变刻度尺伸出桌面的长度，可以观察(或感觉)到刻度尺的振动频率改变了，发出声音的音调也随之变化．频率增大时，音调增高；频率减小时，音调降低．

2．开放性习题．例如，当声音在空气中传播速度减为0.1m/s时，时，两个人对面讲话，要过一会儿才能听到；闪电过后好半天，人们才能听到雷声；发令枪响后好长一段时间，运动员才起跑，……

3．我们听自己从录音机里放出的声音时，总觉得不太像自己的声音，而别人听起来,却认为并没有走样．这是怎么回事呢?其实，录音机里的声音并没有“失真”，它录下的是讲话人通过空气传来的声音，别人平日直接听到的说话人的声音也是通过空气传来的,所以别人都认为像讲话人的声音,而我们听自己发出的声音，主要靠“骨导”这种传导方式，由于空气和骨头是不同的媒质,所以两种声音的音色是有差别的．

4．开放题．由于同种动物发出的声音也是有变化的,所以,收集和辨析狗、猫、猪、羊、牛、马、蜜蜂、麻雀、蟋蟀、知了、蚊子等发出的声音时，答案有多种情况,不强求统一．

5．常见的乐器有打击乐器、管乐器和弦乐器等几种．利用日常用品可以制作鼓、铃、木琴、水杯琴等打击乐器，也可制作笛和号之类的管乐器(如竖笛、树叶笛、塑料管制作的笛与号之类)，还可以使用不同材料制作成简易的弦乐器等．

通过制作和演示，能初步了解：改变材料的性质、大小、形状，都会使打击乐器发出的声音发生变化；改变弦的材料、粗细、长短、松紧程度，会使弦乐器发出的声音发生变化；改变管的材料，长度、粗细、形状，可以使管乐器发出的声音发生变化．

这类活动，将有助于我们保持对自然的好奇，对物理的亲近，有助于我们探索生活中的物理学道理，有助于我们探究日常用品中的物理学原理．

给乐器分类，可以按管乐器、弦乐器、打击乐器进行分类，也可以按其他自定的标准。例如，也可按气体、固体和固体发声等给它们进行分类，不必强求一致．

6．声音在空气中传播100m约需0.3s的时间。

P19www答案：

1．噪声不能在真空中传播，因为真空中没有传声的介质(或者因为噪声也是声音)．

2．D

3．输入关键词“城市区域环境噪声标准”，在因特网上搜索，进一步还可查阅本市及本居住区域的环境噪声标准．

附录：中华人民共和国国家标准  城市区域噪声标准

    本标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》及《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》，保障城市居民的生活声环境质量而制订．

    1．主题内容与适用范围  本标准规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。本标准适用于城市区域．乡村生活区域可参照本标准执行．

    2．引用标准  GB／T14623  城市区域环境噪声测量方法．

    3．标准值  城市五类环境噪声标准值列于下表(等效声级/dB)：