秋季课程沪科版初二物理声音的特性超声与次声教案Word文档格式.docx
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“闻其声,如见其人”,听到熟悉的人讲话声,即使未见到人,也能判断讲话的人是谁。
乐队演奏时,凭音乐声也能听出有哪些乐器在演奏。
那么,人们是根据什么来作判断的呢?
用手指敲击碗,有裂痕的碗发出的声音比较沙哑,无裂痕的碗发出的声音比较清脆,这两种声音的不同起决定原因的因素是什么?
购买碗的顾客都是根据敲击碗发出声音的什么不同来判断碗的质量好坏?
基础知识回顾
1.一切发声的物体都在振动。
用手按住发音的音叉,发音也停止,该现象说明振动停止发声也停止。
●振动的物体叫声源。
●人说话,唱歌靠声带的振动发声
●婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声
●清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声,其振动频率一定在20-20190次/秒之间。
2.声音的传播需要介质,真空不能传声。
在空气中,声音以看不见的声波来传播,声波到达人耳,引起鼓膜振动,人就听到声音。
气体、液体、固体都能发声,空气能传播声音。
3.声音在介质中的传播速度简称声速。
一般情况下,v固>
v液>
v气声音在15℃空气中的传播速度是340m/s合1224km/h,在真空中的传播速度为0m/s。
4.回声
●回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。
●如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上人耳能把回声跟原声区分开来,此时障碍物到听者的距离至少为17m。
●利用:
利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近测量中要先知道声音在海水中的传播速度,测量方法是:
测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t,查出声音在介质中的传播速度v,则发声点距物体s=vt/2。
声音的特性
音调
响度
音色
概念
声音的高低
声音的强弱
声音的品质与特色
决定因素
音调与发生体振动的快慢(频率)有关,振动越快,音调就越高。
1、响度与发生体振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大;
2、响度还与耳朵距发生体的距离和分散程度有关。
音色与发生体的材料、结构等因素有关。
音调高的声音不一定响度大,响度大的声音不一定音调高。
如蚊子发出的声音响度小,但它的音调比老牛的叫声还高很多,而老牛的叫声的响度却比蚊子大得多。
1.响度:
预习中我们提到的用大小不同的力敲打鼓面或拔动琴弦,大家听到的声音大小是不一样的。
物理学中把入耳感觉到的声音的强弱称为响度。
我们用力敲打鼓面,鼓声越大,鼓面上的小纸人跳得越高。
这说明鼓面振动幅度越大,鼓声的响度越大。
2.音调:
板胡、笛子,男女高音的声音高亢嘹亮,大提琴、男女低音的声音低沉婉转,物理学中把声音的高低称为音调。
用一把尺子压在桌边,露出桌面一部分,用大小相同的力拔动尺子。
当尺子露出部分较长时,尺子振动较慢,音调较低;
当尺子露出部分较短时,尺子振动较快,音调较高。
说明声音音调的高低与发声物体振动快慢有关,振动越快,音调越高。
物理学中,振动的快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率。
频率的单位是赫兹,简称赫,用符号HZ表示。
物体每秒振动1次,其振动频率为1Hz,例如:
大提琴发出的最低音是27.5Hz,国际标准音调的频率是440Hz。
3.音色:
其实,我们能分辨出不同的声音除了由于响度、音调引起的不同感觉外,还与物体发出声音的音色有关。
音色又叫音品,反映了声音的品质与特色。
不同物体发出的声音,其音色是不同的,因此我们才能分辨不同人的讲话,不同乐器的演奏。
噪声的定义:
在物理学的角度来说,发音体的无规则振动时发出的声音就是噪声。
从我们的生活环境保护的角度来说,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
噪声的防治:
1.防止噪声的产生(在声源处减弱)。
如:
摩托车上的消声器;
用光信号代替声信号;
提高技术,增加金属间的弹性,研制无声合金等。
2.阻断噪声的传播(在传播过程中减弱)。
在公路两植树造林,让树木来减弱噪声;
对产生噪声的机器装上隔音罩等。
3.防止噪声进入耳朵(在接收处减弱)。
戴上耳塞学习。
补充:
关于声音的强弱
(1)有利于学习的教室里的声音;
(40dB)
(2)人与人之间的正常交谈声;
(60dB)
(3)嘈杂的马路上的声音;
(90dB)
(4)喷气式飞机起飞的声音。
(140dB)
虽然都是噪声,但它们之间也是有不同级别的,有的强度大,有的却小,我们如何描述噪声的这种差别呢?
我们是否可以将声音分成若干等级,每一级代表一定的强度。
于是我们就用分贝作为声音强弱等级的单位,分贝用符号dB来表示。
0dB是人刚能听到的最微弱的声音;
30―40dB是较为理想的安静环境;
70dB会干扰谈话影响工作效率;
长期生活在90dB以上的噪声环境中,听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病;
如果突然暴露在高达150dB的噪声环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。
所以说为了保护听力,声音不能超过90dB;
为了保证工作和学习,声音不能超过70dB;
为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB。
超声:
1.定义:
频率高于20190HZ的声音叫做超声,人耳是无法听到的。
2.特点:
方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能特点。
3.应用:
声呐、B型超声波诊断仪器、清洗精密仪器。
次声:
1.频率低于20HZ的声音,人耳无法听到。
与超声相比,穿透力更强,传播距离更远。
3.应用:
(1)预测自然灾害:
因为台风、火山爆发和海啸发生时都会产生次声波。
(2)次声在军事上的运用:
次声可以使坦克、装甲车、飞机等损坏。
1.从异常声音中获取信息
轰隆隆的雷声——预示下雨
听诊器听心跳声——诊断心脏的情况
听敲铁轨的声音——判断螺栓松动
汽车修理师听汽车
发动机的声音——判断故障
总结:
声音能够传递信息。
2.次声波传递信息
次声波预测地震、台风:
地震爆发前,许多动物往往有异常反应,如老鼠逃出洞,牛马不入圈,鸡犬不宁等。
这主要是由地震爆发前潜伏在我们身边的强烈的次声波引起的。
3.超声波传递信息
(1)蝙蝠是怎么确认目标的?
它采用的方法叫做什么?
(2)受蝙蝠的启发,科学家发明了什么?
主要应用在什么方面?
归纳总结:
(1)回声定位:
根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离。
(2)蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫,人们利用这个现象研制了声呐。
讨论:
根据声呐测海底深度需测哪些量?
a.声音在海水中的传播速度v。
b.声音在海水中的往返时间t。
c.计算公式:
s=
vt。
(3)应用:
利用声呐探测海洋深度、利用声呐探测鱼群、探测敌方潜艇等。
B超:
医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,然后接收体内脏器的反射波,反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上,可以准确地获得人体内部疾病的信息。
把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。
这说明石头的能量通过水波传给了树叶。
对着塑料薄膜敲鼓,在塑料膜后面用手电光源照着,使光源能反射到墙面上,当鼓面振动使塑料膜振动时,研究墙上的光源位置变化,如图所示。
声波具有能量,能通过介质传递能量。
声波能传递能量实例
①利用超声波清洗钟表、电子元件
②击碎病人结石
③利用超声波加工珠宝
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石等坚硬物
体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。
(2)超声波加湿器:
把超声波通入水罐中,采用超声波高频振荡原理将水雾化为1~5微米的超微粒子,再用小风扇把雾滴吹入室内,从而达到均匀加湿空气的目的,就可以增加室内空气的湿度。
这就是超声波加湿器的原理。
(3)药液雾化器:
对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位。
利用超声波的高能量将药液打碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。
(4)小型超声波清洗机:
物件的清洗、脱气、消毒、乳化、混匀、置换、提取。
使用部门:
工矿企业、大专院校科研单位实验室;
医院;
电子车间流水线;
钟表眼镜店、珠宝首饰店;
家庭。
清洗物件:
电子产品、机械五金配件、眼镜、首饰、钟表、钱币、水果等。
(5)超声波碎石机:
外科医生利用超声波传递能量,除去人体内的结石,主要适应症:
肾结石、输尿管结石、膀胱结石、尿道结石。
有些成语来源于声现象,以下几个成语中,与声音的音色相关的是()
A.人声鼎沸B.绕梁三日C.晨钟暮鼓D.声振屋瓦
【答案】C
【解析】A、“人声鼎沸”形容人群的声音吵吵嚷嚷,就象煮开了锅一样.说明声音多而杂,主要是响度大.不符合题意;
B、“绕梁三日”形容音乐高昂激荡,虽过了很长时间,好像仍在回响.说明声音的传播时间长.不符合题意;
C、“晨钟暮鼓”指寺庙中早晚报时的钟鼓声.早晨是钟声,傍晚是鼓声,区分不同的乐器,说明的是音色不同.符合题意;
D、“声振屋瓦”声音把房子上的瓦都振动了.形容呼喊的声音很宏大猛烈.说明响度大.不符合题意.
下列有关声现象的说法正确的是()
A.老师讲课时声音洪亮是指声音的音调高
B.真空不能传声
C.利用超声波清洗眼镜,说明声音可以传递信息
D.在城市主要道路两边,安装噪声监测仪,可以减弱噪声
【答案】B
【解析】音调是指声音的高低,老师讲课时声音洪亮是指声音的很大,是指响度,故A错误;
声音的传播需要介质,真空不能传声,故B正确;
声音可以传递信息,声音也能够传递能量,利用超声波清洗眼镜,是利用声音可以传递能量,故C错误;
在街头设置噪声监测仪,只能监测噪声的大小,并不能减弱噪声,故D错误,故选B。
控制噪声是城市环保的主要项目之一,在一些主要干道旁设置噪声监测设备.下列哪些措施不能减弱噪声()
A.市区禁止机动车鸣笛B.减弱二氧化碳气体的排放
C.摩托车排气管装有消声器D.大街小巷两旁种草植树
【解析】A、市区禁止机动车鸣笛,是在声源处减弱噪声的,不符合题意;
B、减弱二氧化碳气体的排放,利于保护大气污染,符合题意;
C、摩托车排气管装有消声器,是在声源处减弱噪声的,不符合题意;
D、大街小巷两旁种草植树,是在传播过程中减弱噪声的,不符合题意;
下列事例中,属于利用声传递能量的有()。
A.买西瓜时,拍拍西瓜听听声音就可知道西瓜是否是熟的
B.外科医生利用超声波振动除去病人体内的结石
C.老师听到教室里的说话声就知道是哪位同学在说话
D.利用“B超”可以确定胎儿的发育状况
【解析】是否属于利用声传递能量首先要明确怎样才叫传递能量。
它与声能传递信息是声的两个不同的应用。
声传递信息指通过声音告诉我们某个事件或者消息,而声传递能量指通过声的方式传递一种类似于力量的东西,它可以造成一些除感官以外的其他影响。
A是利用声音特征来区分成熟西瓜与未成熟西瓜,属于信息方面的利用;
B是利用超声除去体内结石,属于传递能量方面的利用;
C是根据不同的物体发出的声音音色不同来区分是哪位同学在说话,属于传递信息方面的利用;
D属于利用声传递信息的例子。
1、音调高指声音听起来“尖”“细”“脆”等,所以女学生的音调
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