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第二章　声现象

1.通过实验初步认识声音产生和传播的条件.
2.了解乐音的特性.
3.了解现代技术中与声有关的应用.
4.知道控制噪声的途径.

1.培养学生初步的实验操作技能,使学生初步学会有目的地观察.
2.使学生在学习过程中领悟解决问题的途径和科学研究的一般方法.
3.培养学生的自学能力和用语言表达物理知识的能力.

1.通过感受自然界声音的美好与有趣,让学生体会到物理知识就在我们身边,激发学生的学习兴趣和求知欲望,使学生乐于探索自然界和日常生活中的物理学知识.
2.通过教师、学生双边的教学活动,促进师生间的情感互动,营造共同讨论、共同参与、共同尝试的民主融洽的教学氛围;并通过学生的探索实验,培养同学间相互合作、探讨交流、共同探索的团队精神.

人们接收外界信息的一个重要途径是通过声音的传播.各种声现象充满了人们的生活,而对声现象的了解也易于通过有趣的、易操作的探究活动来进行,使学生在学习知识的同时,培养他们的观察能力、初步的探究物理规律的能力以及应用物理规律解释物理现象的能力等.
为了实现课程目标,本章教材安排了若干随堂实验探究活动,例如“探究声音是怎样产生的”“探究决定音调高低的因素”等.应该说,这些探究活动与科学家的实际探究过程有很大差距,例如,问题提出不是由学生自主完成的,实验过程也相对简单.这样的设计,是由八年级学生的心理特点和认知水平决定的,应该说,学生学习本章内容时,对探究活动相当陌生,处于初级阶段.
本章内容特别注意使学生了解声音在生活、生产和社会等方面的应用和对人类生活的影响,例如“骨传导”“声与信息”“噪声的危害与控制”等,体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的新的课程理念.教学中还应结合本地的实际情况,加强与实际的联系,使学生加强对生活中的科学和技术的理解,获得更多的实际知识,适应现代化的生活,对科学学习产生兴趣.
本套教材精心安排了每一章的章首图,还为这些图片配上相应的小散文,力图牢牢抓住学生的心.
本章的章首图是一队行走中的大象.我们在动物园中观察知道,大象的活动通常是无声无息的.那么,大象的活动跟声音有什么关系?这无声中蕴含着什么?这对学生的认知产生了冲突,可以激发学生进一步学习、探究的欲望.本图不像其他一些图(如编钟、锣鼓)更具有明显的声特征,反而会使学生想知道其中的奥妙.本图由于立意比较新颖、奇特,教学中会有意想不到的效果.

【重点】　基础知识的理解,基本技能的掌握.
【难点】　对声波的理解,区分音调与响度.

一、声音的产生
声现象丰富多彩.教材用图介绍不同物体发声的图景:声带的振动、水撞击石头引起空气的振动、工件和砂轮相互摩擦引起它们的振动,以及青蛙通过气囊的振动等,从不同的方面给出了声音产生的情况,使学生认识到物体发声时都要振动的共同特征.教学中最好组织学生互相讨论、交流生活中有关的现象和体验.
在学生讨论获得基本认识的基础上,让学生动手做一些活动(如尺子振动发声、声带振动发声、击打纸片发声等),来进一步探究物体发声时都发生振动的基本特征.这一章的“探究”相对后面的几章而言比较容易,教学中应注意让学生体会探究问题的一般方法.活动中应尽可能地发挥学生的主动性,最好让学生自己设计通过做什么样的活动,达到观察物体是怎样发声的目的.也可以将学生讨论声音是怎样产生的与探究活动结合在一起展开教学,让学生边活动、边探讨,最后归纳出“声音是由物体的振动产生的”的结论.
二、声音的传播
教学中应使学生体会到,要想使声音从发声地传播出去,必须要有传播的载体——介质.教材对固、气、液三态物质传声的教学做了不同的安排.
教学中重点应让学生自己探究固体传声.固体传声的实验器材易得,比较好做,关键是让学生领悟到声音可以在固体中传播,声音的传播需要介质.
空气是传播声音的一种重要介质,但容易被初学者忽略.由于气体传声实验条件要求高,所以教学中安排了空气传声的演示实验.
对于液体传声,教材安排由学生设计实验.注意要求不可过高,重点应放在学生相互讨论和实验方案的提出上.液体传声的实验可以将一振源(机械表、电铃等)放在塑料袋里,然后把塑料袋密封后放在水里,看看水是否能传声.
三、声速
在第一章学习中已经接触过速度和平均速度的概念,因此一般性地使用声速这一概念是可以的.
另外,自然界中有许多现象可以说明声音的传播需要时间,例如:回声、雷电等.田径比赛时,在远处先看到发令枪的烟雾,后听到发令枪的声音,也是个很好的例子.
从分析数据获得信息,是学习物理的一项重要能力.教师在此处要注意引导学生进行分类方法的练习.

第1节　声音的产生与传播
1课时
第2节　声音的特性
1课时
第3节　声的利用
1课时
第4节　噪声的危害和控制
1课时
本章复习教案
1课时

第1节　声音的产生与传播

1.通过观察和实验,初步认识声音产生和传播的条件.
2.知道声音是由物体的振动产生的.
3.知道声音的传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同.

1.通过观察和实验,探究声音是如何产生的,声音是如何传播的,从而使学生掌握初步的研究问题的方法.
2.通过学习活动,使学生具有初步的观察能力.

1.通过教师、学生的双边教学活动,激发学生的学习兴趣,培养学生对科学的热爱,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
2.注意在活动中培养学生与其他同学合作的意识.

【重点】　通过观察和实验,探究声音的产生和传播.
【难点】　组织、指导学生在探究过程中,仔细观察、认真分析,并能得出正确的结论.

【教师准备】　真空罩、电铃、抽气机、激光灯、平面镜、土电话各1件,多媒体课件.
【学生准备】　(1)铁架台、音叉、细线、乒乓球、小锤;(2)烧杯、水、橡皮筋、木梳;(3)钢尺、塑料泡沫.

导入一:
师:我们生活的世界充满了各种声音,优美动听的音乐可以陶冶情操,给人以美的享受,而电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.在漆黑的夜晚,几声呱呱的蛙声划破了村野广阔的夜空,给宁静的乡村夜色增添了一分美丽.我们从呱呱坠地的那时起,就无时无刻不在与声打交道,声音无时不有,无处不在,声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道.同学们想知道与声有关的哪些问题呢?
生甲:声音是怎样产生的?
生乙:声音在空气中能传播,在固体、液体中能传播吗?
生丙:声音在真空中能传播吗?
生丁:声音在不同介质中传播的快慢一样吗?
师:同学们对声有这样浓厚的兴趣,这让我很高兴,要想知道这些问题的答案,就需要同学们和老师共同协作,一起做好一系列的探究活动和演示实验.
导入二:
选用电影《让子弹飞》的开始片段,影片开始的情节是:高空中一只雄鹰在展翅翱翔,发出嘶哑的叫声,山谷中延伸出长长的铁轨,一个人把耳朵贴在铁轨上,过一会一辆火车汽笛长鸣,从远处开来,车里传出悠扬的歌声.这个人把耳朵贴在铁轨上,他在干什么呢?同时影片中还听到了许多其他的声音,适时抓住机会,反问学生:这些声音是怎样产生的呢?从而引入第一个实验探究:声音的产生.让学生带着问题进入课堂,也为下面的固体能传声埋下伏笔.

一、声音的产生
探究声音产生的条件
1.问题启发
(1)你能不能使正在发声的物体停止发声?
(2)物体发声时与不发声时有何区别?
(3)正在发声的物体有什么共同特征?
(4)发声物体分别是什么?
学生思考.
通过提出的问题使学生感悟到:实验中要用到比较的方法,比较发声时与不发声时物体的区别.
2.探究实验
实验1:用钢锯条、橡皮筋、喉头进行发声实验
(教师指导学生实验并引导学生观察,尤其强调将发声时与不发声时进行比较;指导学生回答以上问题)
学生开始实验1并归纳总结.
总结:物体发声时振动,不发声时不振动.
实验2:用音叉、鼓做实验
(1) 你观察这次物体发声时与不发声时的区别像实验1一样明显吗?
(2) 怎样使不明显的现象变明显呢?
启发学生(可用风吹草动,风吹树叶动)是否可利用它对别的物体产生的效果来显示呢?
学生回答:可以在鼓上放一些轻小的物体(如纸屑),紧挨着音叉放一乒乓球.
学生改进实验再做,并同样回答前面的问题.
总结:在物理的研究中经常用到变抽象为具体,变细微为显著的研究方法.
实验3:用瓶子、小绒球做实验
吹瓶子口,听声音.
(1)这个声音是怎样产生的?
学生猜想可能是空气的振动产生的.
(2)假如空气在振动,你能看见吗?怎么办?
学生实验分工,一人吹,一人观察小绒球,然后交换进行.
(3)这个实验说明了什么呢?
总结:气体振动可以产生声音.
实验4:利用水产生声音,并注意观察水面的振动情况
[设计意图]　通过四个常见而且学生易做的实验,容易激发学生们的探究兴趣,通过学生边做边观察,很容易达到实验探究结果的目的.
学生进行实验并归纳总结.
总结:声音是由物体振动产生的.
[知识拓展]　常见的发声体及发声原因.
发声体
发声原因
蝉
腹基部鼓膜受到振动而发出声音
机械唱片
唱针振动
人说话
声带振动
打击乐器
被打击物体振动
弦乐器
弦的振动
管乐器
管内空气柱振动
蚊子、苍蝇
翅膀振动
小鸟鸣叫
气管和支气管交接处的鸣膜振动
　　[过渡语]　通过刚才的探究,我们知道了声音是怎样产生的,那么请同学思考一下:产生的声音又是如何传播的呢?
二、声音的传播
思路一
我国宇航员驾驶宇宙飞船进入太空,在宇宙中航行了几天的时间,并与国际空间站的宇航员进行了交谈.听到这一令人激动和振奋的好消息后,我禁不住要问大家:你们知道在宇宙中,宇航员之间是通过什么进行交谈的吗?他们为什么不能直接进行交谈?声音的传播需要什么条件呢?
学生讨论,列举生活中哪些物质可以传播声音.
空气、玻璃、金属、墙壁、水等.
生活中的物理:
1.在课堂上,大家都能听到老师讲课的声音,同学们之间讨论问题时彼此能听到对方说话的声音,说明了什么能传声呢?
2.古代的侦察兵用一个铁筒插入地下,耳朵贴着铁筒就能听到很远处队伍行进时的步伐声和马蹄声,你知道其中的道理吗?
3.在电视上,我们经常看到多名花样游泳运动员在水中做着整齐一致的动作,你知道他们是怎样做到整齐一致的吗?说明了什么问题?
提出问题:宇航员在宇宙中为什么不能直接进行交谈呢?
实验探究:演示“真空罩中的闹钟”实验,探究真空能否传播声音.引导学生回答课前提出的问题.(做这个实验时,一定要提醒学生注意观察实验中的现象)
总结:气体、固体、液体都能传声,而真空不能传声.能传播声音的物质叫介质.声音的传播需要介质.
放映水波的传播.
我现在拿一张纸,它没有发出声音,问:怎样才能让它发出声音呢?
教师挥动手中的纸,引起纸的振动,纸发出了声音.
问:纸的振动会影响到周围的空气吗?
问:水滴使水面振动,以水波的形式传播,振动的纸发出声音,在空气中以什么形式传播呢?
我们可不可以用水波类比一下呢?从而引入了声波.声音在空气中是以声波的形式传播的.
问:一根装满水的很长的钢管,在一端敲击一次,在另一端能听到几次敲击声?同学们猜想一下,相互讨论交流自己的意见.(提示:有几种介质)
　　[过渡语]　固体、液体、气体都能够传声,声音在这三种介质中的传播速度是否是一样的呢?接下来我们要学习和探究声音的传播速度.
思路二
1.三个实例:
(1)早读时,我们能听见旁边教室里同学的读书声.
(2)虽然看不见鸟儿,但我们能听到林中鸟儿的歌声.
(3)我们能听到远处火车的轰鸣声.
学生思考:这些声音是怎样传到我们耳朵的?
学生活动:学生猜测.
2.动画演示实验:我们敲响音叉,用一个乒乓球去靠近另一个音叉进行观察.
学生活动:观察后说明现象.
3.知识点归纳:
(1)声音是由物体的振动产生的.正在发声的物体叫声源.
(2)声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做介质.
凡是能够传播声音的物质都叫声音的介质.
(3)声音在空气中如何传播呢?(了解)
声源振动压缩邻近空气时,这部分空气就变密,声源反方向振动时,空气就变疏.声源邻近空气的振动又引起周围更远的空气也发生疏密相间的变化,从而把振动向四周传播.因此,声也是一种波,叫做声波.
动画演示:声波.
强调四个重点词:振动、声源、介质、声波.
[知识拓展]　人能够听到声音的条件:①有声源;②有传播声音的介质;③人的听觉系统良好;④音量(响度)达到一定的程度;⑤声音的频率(音调)在人的听觉范围之内.
三、声速
学生活动:阅读小资料.
学生讨论交流,归纳总结规律.
声音的传播需要时间,在不同的介质中传播的速度不同,声音的传播还会受到温度的影响,学生讨论交流,归纳总结规律.
总结:(1)常温时,声音在空气中的传播速度是340 m/s.(2)常温时声音在固体中传播速度最大,在气体中传播速度最小.
通过对声速的学习,评议自己刚才的猜想是否正确,进一步问:3次敲击声分别是沿着什么物质传来的?
　　[过渡语]　当我们走进大山,对着空旷的大山喊时,过一段时间,会传来一个和你声音一模一样的声音,这究竟是怎么回事呢?下面我们来学习回声现象.
四、回声现象
提出问题:在空旷的房间里说话,为什么比在野外说话要响亮得多?
学生讨论,交流意见.
老师说明:声音在传播的过程中遇到障碍物会被反射回来,这种现象叫回声.
老师介绍:回音壁的发声原理.

1.声音是由物体的振动产生的.
2.声音的传播需要介质,真空不能传声.
3.声音在不同介质中的声速不同.

1.手拨动琴弦,发出悦耳的声音,发声的物体是 (　　)
A.手指 B.琴弦 C.弦柱 D.空气
解析:本题考查声音的产生.声音是由于物体的振动产生的,手拨琴弦,琴弦由于振动而产生声音,所以声源是琴弦.故选B.
2.能说明“液体可以传播声音”的事例是 (　　)
A.我们听到雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声
B.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
C.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
D.人在小溪边听到流水的“哗哗”声
解析:本题考查声音的传播.选项A,D中有液体,但它们是发声体,声音通过空气传入耳朵,说明气体可以传声,A,D错;选项B中小鸟的“唧唧”声也是通过空气传入耳朵,说明气体可以传声,B错;选项C中人的声音穿过空气和水被鱼儿听到,说明液体可以传播声音.故选C.
3.甲在足够长的有水自来水管一端敲击一次,乙在另一端用耳朵伏管听,能听到 (　　)
A.一声 B.最多2声 C.3声 D.4声
解析:在一根足够长的有水自来水管一端敲击一次,产生的敲击声会通过三种不同的介质传播:①沿着固体水管传播;②沿着水管中的液体——水传播;③沿着水管周围的空气传播;由于声音在不同介质中的传播速度不同,在固体中最大,其次是液体,再次是气体;在另一端的乙同学听到的第一声是通过水管传来的,第二声是通过水传来的,第三声是通过空气传来的,即共听到3次声音.故选C.
4.某人对着山崖大喊一声,经1.2 s听到回声,则此人离山崖的距离大约是多少米?(v声=340 m/s)
解:对着山崖大喊一声,经1.2 s听到回声,说明声音从发出到传播到山崖的时间为t=1.2s2=0.6 s.因为v=st,所以此人离山崖的距离大约是s=vt=340 m/s×0.6 s=204 m.

1.声音是由物体的振动产生的.
2.声音的传播需要介质,真空不能传声.
3.声音在不同介质中的声速不同.
4.回声定位的利用:s=vt(t=12t回).

一、教材作业
【必做题】
教材第31页动手动脑学物理的1,3,4,5题.
【选做题】
教材第31页动手动脑学物理的2题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手 (　　)
A.不能传播声音 B.吸收了声波
C.把声音反射回去 D.使鼓面停止了振动
2.一种声波从水里传到空气中,它的传播速度将 (　　)
A.变大 B.变小
C.不变 D.不能确定
3.考场上,监考老师宣读考生守则的声音是由老师的声带　　　　产生并通过　　　　传入考生耳中的. 
4.下列实验或事例,能用来探究声音的产生与传播:
(1)往鼓面上撒一些碎纸屑,敲鼓时见到碎纸屑不停地跳动;用手按住鼓面,碎纸屑停止跳动,鼓声消失.说明　　　　　　　　　　　　　. 
(2)用手机甲拨打放在真空罩内的手机乙,能看到手机乙指示灯在闪烁,却听不到手机乙响铃.说明　　　　　　　　　　　　　　　　　. 
【能力提升】
5.超音速飞机的飞行速度常用马赫数表示,马赫数指的是声速的倍数.某超音速飞机的马赫数为2.6,那么它的飞行速度为多少m/s?
6.动画片《星球大战》中,神鹰号太空船将来犯的天狼号击中,听到天狼号“轰”地一声被炸毁,神鹰号宇航员得意地笑了.你觉得这段描述符合科学道理吗?
7.一辆汽车以30 m/s的速度在山崖的正前方行驶,司机按响喇叭2 s后听到回声,则:司机按响喇叭的时候汽车距山崖多远?
【拓展探究】
8.如何进行下列探究活动?
小明在家中听音响时,忽然想到课本上说声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方.小明想:“声音的这种波动我为什么看不见?这种说法到底对不对呢?”
小明想了一会儿,起身找来一个小碟、一段铁丝和一勺洗衣粉.小明将洗衣粉倒入碟子中,加水溶解.然后将铁丝弯成一个带把的铁圈,将铁圈放在水中,使铁圈附上一层薄膜.小明将铁圈放在音响的喇叭前,打开音响.这时,他发现,薄膜随着声音不断地在发生变化,如图所示.

(1)小明通过实验可以得到什么结论?
(2)小明的研究大致上经历了什么样的探究过程?
(3)小明在实验的过程中成功运用了什么物理学的探究方法?
【答案与解析】
1.D[解析:本题考查声音的产生.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止.手掌按住正在发声的鼓面,鼓面停止了振动,故鼓声消失了.故选D.]
2.B[解析:本题考查声音在不同介质中的传播速度.声音可以在气体、液体和固体中传播,声音在不同介质中传播的速度是不同的,一般情况下,在固体中的传播速度最快,液体中的传播速度稍慢,在气体中的传播速度最慢.故选B.]
3.振动　空气[解析:本题考查声音的产生和传播.物体振动发声,声音通过空气传入人耳.]
4.(1)声音是由物体振动产生的　(2)声音不能在真空中传播[解析:(1)由于发声的物体在振动,所以在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动;按住鼓面后,碎纸屑停止跳动,鼓声消失.说明声音是由物体振动产生的.(2)声音的传播需要介质,所以放在真空罩里的手机,只能看到指示灯在闪烁,但是不能听见铃声.说明声音不能在真空中传播.]
5.解:它的飞行速度是v=2.6×340 m/s=884 m/s.
6.不符合科学道理.[解析:这段描述不符合科学道理.理由是:在太空中没有空气,因为声音的传播是需要介质的,不能在真空中传播,所以天狼号爆炸发出的声音根本无法传到神鹰号上.]
7.解:在2 s内,汽车行驶的距离s'=v't=30 m/s×2 s=60 m,声音传播的距离s″=v″t=340 m/s×2 s=680 m,司机按响喇叭时汽车距离山崖的距离s=60m+680m2=370 m.
8.(1)声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方.　(2)提出问题,设计并进行实验,分析论证.　(3)转换法.[解析:(1)通过薄膜随着声音不断地在发生变化,可以得出结论:声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方.(2)小明先提出问题:“声音的这种波动我为什么看不见?这种说法到底对不对呢?”然后根据问题设计并进行了试验,最后根据实验分析论证.(3)转换法.]

　　在授课过程中充分调动了学生的积极性,让学生动脑思考,亲自体验探究的过程,让学生充当课堂的主角.尤其体现在让学生探究声除了可以在空气中传播,还可以在液体、固体等物质中传播.探究完声的传播形式、声的介质以后,讨论了课本30页:一些介质中的声速.充分利用了集体优势,体现了物理学习方法中的合作交流环节.在教师的引导下,学生可以通过探究、讨论、合作交流等方式在理性和感性上很好地掌握声的产生原因、传播形式和传播条件以及声速等知识.授课方式与授课过程很好地体现了新课标的探究性学习方法,并且达到了预期的教学效果.
本节教学也有不足之处,如:真空不能传播声音,“声音传播演示仪”的抽气效果不太好,结论几乎是教师口说和引导出来的.可以改为其他实验方式,如:用注射器对密闭的试管抽气,听试管内音乐芯片的声音变化.通过这节课的教学,感觉到:教学的过程是师生互动的过程,启发、引领的过程,教学的过程也是教师不断反思的过程.关注并充实教学过程,能有效提高教师对教材的处理水平、情境设置能力,教学效果自然能得到长足的提高.

动手动脑学物理(教材第31页)
1.人说话时,声带在振动;敲鼓时,鼓面在振动;风吹树叶,树叶哗哗响,树叶在振动.
2.声音在介质中的传播速度的快慢与介质的种类和温度有关,一般情况下,在固体中传播最快,在气体中传播最慢.
3.会听到两次敲打的声音.一次声音由铁管传来,一次声音由空气传来.
4.在室内讲话时,声音经室内墙壁等反射后形成的回声与原声混在一起,使原声加强,所以听起来更响亮.
5.解:s=vt=340 m/s×1.5s2=255 m.

　　回音壁和三音石的声学原理
一、回音壁
回音壁是皇穹宇的围墙,高3.72米,厚0.9米,直径61.5米,周长193.2米.
回音壁有回音的效果.如果一个人站在东配殿的墙下面朝北墙轻声说话,而另一个人站在西配殿的墙下面朝北墙轻声说话,两个人把耳朵靠近墙,即可清楚地听见远在另一端的对方的声音,而且说话的声音回音悠长.
回音壁有回音效果的原因是皇穹宇围墙的建造暗合了声学的传音原理.围墙由磨砖对缝砌成,光滑平整,弧度过渡柔和,有利于声波的规则反射.加之围墙上端覆盖着琉璃瓦使声波不至于散漫地消失,更造成了回音壁的回音效果.
二、三音石
通向皇穹宇的台阶,其中有一块被称为三音石.如果你站在这块台阶上拍一下手,你就能听到三次,或者更多次连续拍手的声音.这块台阶所用的石头和普通的石头没有什么两样,那么,它为什么会出现这样的效果呢?你知道其中的奥妙吗?
原来,天坛的四周围墙很高,而且坚硬光滑,能够很好地反射声音;墙又是圆形的,三音石正好放在圆的中心处.当你拍了一下手后,声音从空气中向四周传播,遇到围墙后,又给反射回来,这些经反射回来的声音又都经过位于圆心的三音石.所以,我们站在三音石上拍手,就会听到清晰的回音,而且回音特别响.
反射回来的声音还有一个特点,它经过圆心后继续向前走,一直传到对面围墙上,经过第二次反射又回到三音石.这样,我们就听到了第二次、第三次,甚至更多次的声音了,这里除你拍手的那次声音是原始声音,其余的都是回音.

第2节　声音的特性

1.知道音调、响度和音色是声音的三个特性.
2.了解音调的高低是由物体振动频率决定的,响度的大小跟物体振动的振幅和离发声体的远近有关.
3.知道不同物体发出的声音的音色不同.

1.经历“音调与频率有关”“响度与振幅有关”的探究实验,进一步了解物理学的研究方法.
2.通过对乐音的感性认识,产生探究乐趣,在研究中学习理论知识后,再用来解释相关的自然现象,在整堂课的学习过程中体验学习和运用物理知识的意义和方法.

1.感受物体发出声音的丰富多彩,更加热爱世界,热爱科学.
　　2.在轻松愉悦的学习氛围中,提高学习物理的兴趣.

【重点】　
1.让学生在探究中体会和理解音调、响度、音色.
2.通过实验探究音调与频率、响度与振幅的关系.
【难点】　
1.音调的高低是由物体振动频率决定的,响度的大小跟物体振动的振幅和离发声体的远近有关.
2.音调、响度和音色三者的区别.

【教师准备】　收录机、乐器(电子琴、小鼓等)、钢尺、发声齿轮、音叉、示波器、乒乓球、收音机、喇叭及课件.
【学生准备】　自带器具(如梳子、塑料硬片、钢尺、塑料尺等)、音叉.

导入一:
师:
1.用收录机播放一曲交响乐.(如《命运》交响曲)
2.讲述:同学们刚才欣赏到的震撼人心的乐曲,表达了人们与命运抗争,在逆境中奋进的精神.有的地方音调低沉,有的地方音调高昂;有时声音大,有时声音小;钢琴和其他乐器组合演奏出了伟大的乐章.
生:
1.欣赏乐曲,受到音乐的强烈感染.
2.听讲,产生探究声音奥妙的迫切愿望.
[设计意图]　营造学习氛围,使学生产生强烈的探究愿望.
　　[过渡语]　为何能奏出如此变化多端的曲子来呢?学了这节课后,同学们将知道其中的奥妙.
导入二:
1.组织教学:同学们好!今天能有这样的机会跟大家一起学习我感到非常高兴.希望在这节课上,大家不但能学到知识,更能收获快乐.
2.手风琴演奏,学生随琴声模唱音阶.
(手风琴音域宽,到达高音区后学生难以跟上,活跃气氛,激发兴趣)

提出问题:大家为什么跟不上了?(声音太高了)
3.导出课题:对了,声音是有“高”“低”的区别的,在物理学里,我们就把声音的高低叫做音调.
　　[过渡语]　我们平常听到的声音是千差万别的:小号声高亢嘹亮,双簧管甜美圆滑,小提琴柔和纤细,大提琴低沉浑厚……那么,声音除了音调不同之外,还有哪些基本特性呢?让我们进入本节课的学习.

一、音调
思路一
1.演示:拿出一个乐器(用简易的儿童乐器也行,没有乐器可用实验室不同的音叉)演奏出音调高低不同的音符.
讲述:刚才同学们听到的音符,有的音高,有的音低,我们也知道,按动钢琴的琴键,从左到右,音调逐渐增高.我们把声音的高低叫做音调.
2.探究:
(1)提出问题: 同学们不仅知道了音调有高低,还能分辨高低音,那么音调为什么有高低呢?它的高低又是由什么决定的呢?
(2)设计实验和进行实验(随堂学生实验): 同学们用自己手边的器具,能想办法发出音调不同的声音吗? 大家能提出既能发出音调不同的声音,又便于观察的方案吗?
引导有些小组进行教材中的方案(其他方案也行).如教材P32图2.2 - 1所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边.拨动钢尺,听它振动的声音,同时注意钢尺振动的快慢.改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动.注意使钢尺的振动幅度大致相同.
(3)分析和论证:比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调.引导学生分析:钢尺振动得越快,发出的音调越高;钢尺振动得越慢,发出的音调越低.
3.演示:先介绍发声齿轮,请一位学生上台观察在同一轴上的几个发声齿轮的齿数,并告诉全体同学,每个齿轮的齿数不同.转动齿轮,用塑料硬片接触齿轮的齿,使塑料硬片振动发声.让学生注意观察,硬片接触不同齿数的齿轮时,发出的声音的高低有何不同,哪个高,哪个低.

引导学生分析:塑料硬片接触齿数多的齿轮时,振动快,发出的声音音调高;接触齿数少的齿轮时,硬片振动慢,发出的声音音调低.
4.讲述:可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量,它决定着音调的高低.物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢,频率的单位为赫兹,简称赫,符号为Hz.
由演示得出: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.
5.提问:当蝴蝶和蜜蜂从我们背后飞过时,为什么我们凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶?
讲述:人能感受到的声音频率是有一定的范围的.大多数人能够听到的频率范围在20 Hz到20000 Hz之间.人们把高于20000 Hz的声音叫做超声波;人们把低于20 Hz的声音叫做次声波.
提问: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?
教师简要介绍一些动物的听觉频率范围、发声频率范围与人的差异,并扩展介绍超声、次声现象及其广泛的应用,并说明有些情况下也存在危害.
6.演示:观察声波的波形.将音叉发出的声音信号输入到示波器上,观察不同频率音叉声音声波的波形.再将男女同学的声音信号输入,比较波形.

(1)学生听音而且指出音的高低(学生音乐课具备这样的常识). 获得对音调高低的感性认识后,了解音调的定义.
(2)探究:①思考,进行猜想(教师应鼓励学生大胆猜想,根据平时自己对声现象的观察,发表对这个问题的看法.不管学生的看法如何,教师都应该表扬、鼓励,倡导大家勇于发表自己的见解,而不是人云亦云).②学生积极地尝试各种办法,有的可能用钢尺、塑料尺拨动,有的可能用长短、大小不同的笔筒吹,有的可能敲动不同的物体、物体不同的部位.学生筛选出方案. 按照自己设计的方案进行实验,注意听声、观察. ③比较、分析,认识到音调高低与物体振动快慢有关.
(3)学生观察器材、弄清原理,认真听声、作出比较.分析、比较,再次认识到音调高低与物体振动快慢有关,为后面的归纳打下基础.
(4)听讲,这里是学习物理学第一次引入了物理量,认识到引入物理量是为了表达一定的意义,认识到频率这个物理量的意义和定义、单位及单位的符号. 归纳,做好记录.
(5)思考、提出自己的看法,学习小组间有不同看法也可以讨论. 听讲,了解超声波和次声波的概念.学生可自由举手发言,然后教师小结学生发言,并作明确解答,扩展知识,活跃思维.学生也可以举一些自己了解的超声、次声现象及其应用.
(6)观察,获得“音调与振动频率有关”的感性认识.
[知识拓展]　弦乐器音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧.弦越细、越紧、越短,音调越高.管乐器音调的高低取决于所含空气柱的长短.长空气柱的振动产生的音调低,短空气柱的振动产生的音调高.打击乐器音调的高低取决于击打的快慢,击打得快,音调高,击打得慢,音调低.
　　[过渡语]　通过以上的学习,我们知道声音有高低之分,那么我们平常说的声音的大小又指的是什么呢?
思路二
播放一段含有女高音和男低音的音像.
提问:女高音和男低音歌唱家演唱的声音各有什么特点?
在上述基础上归纳声音的高低叫音调,女高音音调高,男低音音调低.
用口琴吹出不同音调的声音,让学生辨析音调高低.既巩固概念,也为下面探究音调与什么有关打下基础.
师生实验探究,启发深入理解.
由于刚接触物理的初二学生探究基础较薄弱,不易猜想音调与振动频率的关系,这里采用问题启发式探究.通过设置一系列具体问题,让学生在解决系列小问题的同时不知不觉完成探究过程,体验和学习探究方法.
(1)你能使身边的钢尺发出不同音调的声音吗?
学生纷纷尝试.请两名同学上台演示.
(2)你们知道钢尺发出的声音的音调与什么有关吗?
学生很可能回答与钢尺伸出桌边的长短有关系,教师这时应充分肯定学生,保持他们探究的积极性,但要进一步启发和点拨.
(3)继续仔细观察钢尺伸出部分的长度变化时,尺的振动情况有何不同.
学生在教师启发引导下完成探究,找出初步规律:音调与物体振动快慢有关.
教师应趁热打铁,引入本节的难点概念———频率,讲解频率、频率单位赫兹的含义,并投影结论:音调由振动频率决定,频率越高,音调越高.
体验规律:用手触摸声带,一起唱“1”“2”“3”“4”“5”……感觉声带振动频率的高低和音调高低之间的关系.
多媒体辅助教学,应用拓展知识.
启发:(单手前后甩动,问学生听到声音了吗.大胆想象一下,如何改进有可能听到手挥动发出的声音)看来人耳能听到的声音还必须满足一定的条件.还有什么声音人耳也听不见呢?请大家阅读课本有关内容,弄清人耳能听见的声音的频率范围,以及一些动物的听觉范围.
学生带着问题有目的地阅读并了解超声波和次声波的含义.
为了拓展视野,体现主动、合作的学习精神,可以安排一个交流讨论:说说你所知道的关于超声波和次声波的知识.(可以用多媒体播放有关的图片或者音像)
思考和巩固: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?
“观察”声音:刚才我们不但用耳朵听见声音,还用手“触摸”了声音,你相信我们还能用眼睛来“看”声音吗?
演示:把音叉发出的声音信号输入到示波器,观察其声音的波形,再将男女同学声音信号输入,比较波形,只要能看出音调高的声音波形比较密即可.
由于示波器上波形停留时间短,不容易进行比较,可以采用实验和多媒体结合的手段,把波形图描绘下来,制成静态图片进行比较.这部分教学活动通过自学、交流、演示等各种方式开展,不但使大家拓展了声音的知识,开阔了眼界 (尤其是示波器对学生来讲很新奇),而且激发了学生学习物理的兴趣,使他们觉得物理很有趣,很有用,也很神奇.
[知识拓展]　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
1.演示:用一面小鼓或音叉,轻敲和重敲让其发出声音.问:同学们听出声音有何不同了吗?讲述:物理学中,声音的强弱叫做响度. 板书响度的定义.
2.探究:
(1)提出问题:响度与什么因素有关?
(2)设计实验和进行实验:如教材P34图2.2 - 3所示,将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,观察乒乓球被弹开的幅度.使音叉发出不同响度的声音,重做上面的实验.
(3)分析和论证:比较不同响度的情况下乒乓球被弹开的幅度.引导学生分析:音叉的响度越大,乒乓球被弹开的幅度越大;音叉的响度越小,乒乓球被弹开的幅度越小.
3.演示:关于响度跟振动的振幅的关系,除了以上所述的实验外,在纸盆喇叭上放置乒乓球,改变音量大小,敲击音叉将盛在盘内的水溅出等实验都可以观察,效果也很好.但在实验时要注意可见度,如果可见度不佳,可请后面的同学上讲台来自己做,做后大声地告诉全班同学.
4.引导学生归纳总结并板书结论.
5.演示、补充:拿出闹钟让同学们听.前排同学可以清楚地听见闹钟滴答的声音,后面几排的同学几乎听不见.表明:响度还跟离发声体的远近有关.

(1)观察、听音,然后回答:声音的强弱(或声音的大小)与哪些因素有关,了解响度的定义.
(2)探究:
①思考,提出猜想.
②设计实验:除了教材中的实验方案,有其他实验方案更好,提倡学生采用不同的实验方案.学生按照自己的实验方案进行实验.
③比较、归纳.认识到响度与振幅的关系.
(3)观察演示实验或上讲台进行实验.对实验方案有创新的同学给予很好的评价.
(4)了解振幅的意义和定义.在实验的基础上,在老师的引导下归纳出结论:物理学中用振幅来描述物体振动的幅度.响度跟物体振动的振幅有关.物体的振动幅度越大,产生声音的响度越大.
(5)观察、了解.
　　[过渡语]　同学们在一起学习相处挺长时间了,即使看不到同学,只要听到同学的说话声,就能分辨出是谁在说话,我们是靠什么分辨出来的呢?
三、音色
1.演示: 用不同乐器(如电子琴、吉他、音叉等)发出同一音调的声音.大家闭上眼睛能辨别出来是哪种乐器吗?找四个同学在后面分别念一首诗,能指出是哪一个同学吗?
讲述:除以上音调、响度外,音色也是声音的一个特性.不同乐器的音色不同,演奏同一曲子,我们可以听出差别.不同人说话的音色不同,所以就有了“闻其声而知其人”.

2.演示:观察波形.将话筒接在示波器的输入端,用不同的乐器对话筒发出相同音调的声音,例如都发C调的“1(do)”,比较各波形有什么不同.
(1)听声音、参与活动.甚至有些同学的思维得到扩散,“我们能听出敲桌子声和打碎玻璃声,是因为音色不同吗?”“在家里,我还能辨出爸爸、妈妈的脚步声,是因为音色不同吗?”等等,教师给以肯定.
(2)观察波形.对“不同乐器音色不同”获得感性认识.
[知识拓展]　每个人发音的音色不相同,不同人的声带和发音习惯不相同,对于同一个人,随着年龄的增长,音色也会发生变化.男性在初中阶段,随着身体的发育,声带变宽、变厚,音色也会产生很大的变化,因此在这个阶段要特别注意锻