中考物理总复习 声学（第1课时）知识梳理教案 新人教版-新人教版初中九年级全册物理教案.doc

第一章声现象说明：本章共需三个课时，一、知识梳理 二、类型分析三、自主练习声学 第一课时 知识梳理1、声音的产生与传播 A.声音的产生 来回往复的运动叫做振动，声音是由于物体的振动产生的。正在发声的物体叫做声源。人说话时的发声是靠声带的振动，婉转的鸟鸣声是靠气管和支气管交界处鸣膜的振动，弦乐器(二胡、京胡、琵琶、提琴等)的发声是靠弦的振动，管乐器(笛、箫、黑管、号等)的发声是靠管中的空气振动，打击乐器(锣、鼓等)的发声是靠锣面和鼓膜的振动。 B.声音的传播 声音可以在固体、液体和气体中传播，但不能在真空中传播。 一般说来，固体的传声能力比液体的强，液体的传声能力比气体的强。 C.声波 声音是一种波，叫做声波。可将不可见的声波与可见的水波进行类比，以理解声波。 由于发声体的振动产生的声音在介质中传播时，在介质中形成疏密相问的波向四周传播，传入人耳后就激起耳内鼓膜的振动，人便听到了声音。 发声停止是指声源停止向外界传送声波，而已经传送出去的声波仍可继续传播。如闪电和雷声是同时产生的，人们在看到闪电后几秒钟才听到雷声，此时声源处的振动早已停止了。声波在传播的过程中，若遇到山崖、墙壁、高大建筑物等障碍物，就会被障碍物的表面反射回来，形成回声。若回声与原声的时间间隔不小于0。1S，人耳就能听到回声，否则，回声和原声混在一起，使原声加强，修建剧场、礼堂、音乐厅都要考虑回声，以免影响音响效果。声音的反射也遵守光的反射定律。利用回声现象制成的回声测深仪、水声定向器、超声探伤仪等广泛应用于矿床勘探、材料探伤、水深测量、鱼群探测等方面。 从声源发出的声波，在传播的过程中若遇到多个反射面，就可以发生多次的反射。如夏日的雷声，有时隆隆地延续几秒钟以上，就是声波在云层、山岳和地面间多次反射造成的；再如古建筑中的“回音壁”、“三音石”以及江西弋阳境内的名胜“回声谷”等等都是属于多次反射的回声。人在室内讲话比在旷野讲话听起来要响亮，而且当讲话声停止以后，声音并没有立即消失，仍然有余音回荡，就是由于声音在物体表面连续多次反射的多次回声交混在一起形成的，称为交混回响，简称混响，这种混响可以延续一段时间。从声源发声停止，到声音减弱到听不到的一段时间，称为混响时间。如果剧场的混响时间太长，往往使声音不清晰，音色混浊、发闷，形成嗡嗡不绝的噪声；如果剧场的混响时间太短，就会使本来婉转圆润的声音变得干涩无力、生硬，一般剧场的混响时间以l.5S左右为宜。 两列声波在某种物质中传播时相遇如振幅增大，响度就增大，这种现象在声学上叫做声音的共鸣。二胡、小提琴等各种乐器在制造时都充分考虑了这一原理。 物体除了能反射声波，也能吸收声波，特别是软的多孔的材料吸收声波的效果更好。播音室内的墙壁和地面都要用吸收声波的材料来减少杂音的干扰。D、声能 声音具有能量，这种能量叫做声能。声波在传播的过程中，随着时间的推移，声能逐渐减小，若设法使声波向某一方向传播，则声能就集中，声波就能传得远些，医用听诊器、广播喇叭之所以制成那种形状，就是利用了这个道理。E、声速 (1)定义 声音每秒传播的距离叫做声速。 (2)决定因素 声速与传播声音的介质有关。空气中的声速约为340米秒。一般说来，声音在固体中传播得最快，在液体中次之，在气体中最慢，真空中的声速为零。声速还与传播声音介质的温度有关，温度越高，声速越大。 声音在同一种介质中传播时，声速不变，频率、音调不变，但振幅减小、响度减弱。 频率不同的声音在同一种介质中能传播的距离不同，频率越小，能传播的距离越远。当一个乐队慢慢地从很远的地方向你走来时，你先听到的是音调低沉的鼓声，以后才听到音调较高的喇叭声、笛声、铃声，就是这个道理，其原因是频率越大的声波，在传播的过程中被介质吸收得越多。 2、声音的特征 A.声音的三要素 响度、音调和音色组成声音的三要素。 (1)响度 定义：声音的强弱叫做响度。声源振动的幅度叫做振幅。决定因素：声音的响度与声源的振幅有关，振幅越大，响度越大；声音的响度还与距离声源的远近有关，距离声源越近，响度越大。(2)音调定义：声音的高低叫做音调。声源每秒振动的次数叫做频率。频率的单位为赫兹(Hz)。决定因素：声音的音调决定于声源振动的频率，频率越大，音调越高。弦乐器的音调决定于弦的长短、粗细和松紧。弦的材料(密度)一定时，弦越短、越细、越紧，其发出声音的音调越高。管乐器的音调由发音部分的气体体积大小决定，体积越小，音调越高。 人的发声频率大约在85Hz1100Hz之间，一般说来，成年男子的声带长而厚，振动频率为90Hz140Hz，而成年女子的声带短而薄，振动频率为270Hz550Hz，所以女子说话的音调比男子高些，儿童声带更短、更薄，童音的音调比成人的高。(3)音色 音色反映的是声音的品质，又叫音品。不同发声体发出声音的响度和音调都可能相同，但音色不会相同。决定因素：声音的音色除了与发声体发出的泛音个数、频率分布、强度分布等因素有关外，还与传声介质、距离声源的远近以及听者的年龄、经历、文化素养等因素有关。 借助示波器，可以观察到不同音色的声音，它们的波形是不同的。B声音的听觉辨别及其应用音调与音色是辨别不同声音的重要依据，这两个依据必须结合起来讲。因为不同的声音既有音调的不同也有音色的不同。只不过有的情况下主要是音调不同，而有的情况下主要是音色不同。听觉的辨别是根据主要因素来进行的。例如，蜜蜂带着花蜜飞时翅膀振动的频率低，发出的音调就低些；不带花蜜飞时振动的频率高，发出的音调就高些。因此，有经验的养蜂人往往根据蜜蜂发出声音的音调高低来判断蜜蜂是飞出去采蜜还是采了蜜飞回蜂房。其实，带蜜飞行与不带蜜飞行，发出声音的音色也有差异，但主要的是音调的不同。又如，有经验的人用手指弹击碗碟，就能判断碗碟的质量，完好的与内部有损伤的碗碟发出的声音不一样音调与音色都有差异，但最明显的是音调不同。再如，在欣赏音乐时，乐队里有各种乐器齐奏，它们的音调一样，但我们还是能辨别出不同乐器发出的声音，这里的区别就主要是音色。 3。令人厌烦的噪声A.声音的分类(1)从物理学的角度来看；乐音的波形是有规律的，乐音好听悦耳；而噪声的波形是杂乱无章的，噪声难听刺耳。(2)从人的心理和环境保护的角度来看，凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音，都属于噪声。 由于声音很难用精确的物理定量来划分，而心理评价又带有很重的心理成分，因而声音的分类通常只能是相对的。B、噪声的来源按噪声的主要来源可分为三类：工业(包括建筑工业)噪声、交通噪声、生活噪声。 C.噪声的危害人们用分贝(dB)为单位来表示声音的响度。0dB是人能听到的最微弱的声音_听觉下限。分贝值越大，响度越大。(1)噪声对人的影响 不同分贝的噪声，对人的影响是不同的。3040dB是对人较为理想的声音环境。70dB以上的噪声干扰交谈，90dB以上的噪声将对人的听力造成损伤，l50dB及以上的噪声会导致人的双耳完全失去听力。为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过50dB；为了保证工作和学习，应控制噪声不超过70dB；为了保护听力，应控制噪声不超过90dB。(2)噪声的物理危害高强度噪声能够损害建筑；在特高强度噪声下，就连发声体本身也可能因疲劳而损坏。 D、噪声的控制噪声从产生到引起听觉有三个阶段：声源的振动产生声音斗空气与介质的传播斗人耳鼓膜的振动。(1)控制噪声的主要途径控制噪声声源。可以更换或改造噪声大的机器或部件，在噪声源的周围加吸声、隔声的罩子，还可以在内燃机的排气管上加消声器。 阻断噪声传播。可使装有噪声源的厂房让窗背向居民区，可以植树造林、建立隔音屏障来反射或部分吸收传来的噪声。在人耳处减弱。若条件许可，三管齐下，综合治理，控制噪声的效果将更好。(2)以声消声 根据声波的干涉原理，用话筒将噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析。根据分析结果通过喇叭发出与原来反相的新噪声，使之与原噪声相叠加，它们相互抵消而变得寂静无声。这种“以声消声”的新的反噪声术称做“有源消声技术”。 4。人耳听不见的声音 A.人耳听觉的频率范围 人耳所能听到声波的频率范围通常在2020000Hz之间，叫做可听声。频率于20000Hz的声波叫做超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波，也叫做亚声波。每个人的听觉范围并不相同，尤其以年龄不同而差异显著。有些儿童可以听到低于20Hz、高达30000Hz甚至40000Hz的声音。随着年龄的增长，能听的最低频率将升高，能听见的最高频率将降低，70岁以上的老年人一般只能听见10004000Hz的声音。B超声波的特点及其应用 (1)方向性好 利用超声波定向性好和在水中传播距离远等特点制成声呐，进行水中观察和测量。利用超声波方向性好及多普勒效应制成超声波速度测定器。(2)穿透能力强 在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度。以上两个特点使得超声波成为探伤、定位等技术的重要工具，如制作A超、B超、M超仪。(3)易于获得较集中的声能超声波可以用来粉碎人体结石，对硬质材料作切削、凿孔、焊接等加工以及用来清洗、消毒等。 C次声波的特点及其危害(1)特点 次声波可以传得很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。 可通过次声来预报地震、海啸、台风、火山爆发等自然灾害，以及监测核爆炸。 (2)危害 人体各部分器官的振动频率一般处在520Hz的次声频段。如胸腔为59Hz，腹腔为610Hz，心脏为5Hz，盆腔为5Hz，头部为20Hz，全身为520Hz。频段为520Hz的次声波容易通过共振机理使人受到伤害。 一定强度的次声波对人体会造成严重伤害。次声波对机器设备、建筑物等会造成破坏。