一、知識梳理
1,聲音的產(chǎn)生和傳播
聲音是由物體振動產(chǎn)生的,聲音可以在固體、液體和氣體中傳播,但不能在真空中傳播,聲音是一種波,具有能量,通常情況下,聲音在固體中傳播得最快,在液體中次之,在空氣中傳播得最慢,速度(室溫環(huán)境下)大約是340m/s。
2,聲音的特性
響度是由聲源的振幅決定的,聲源振動的幅度越大,響度越大,同時,響度還跟距離聲源的遠近有關音調是由聲源振動的頻率決定的,聲源振動的頻率越高,音調越高,由于不同發(fā)聲體的材料、結構不同,所以發(fā)出的聲音的音色也就不同,音色不同,聲波的波形也就不同。
3,噪聲的危害及控制
樂音通常是指那些動聽的、令人愉悅的聲音,它的波形是有規(guī)律的噪聲通常是指那些難聽的、令人厭煩的聲音,它的波形是雜亂無章的,人們把噪聲稱為“隱形殺手”,90dB以上的噪聲將會對人的聽力造成損傷,減少噪聲的主要途徑有:控制噪聲聲源(改變、減少或停止聲源振動);阻斷噪聲傳播(主要方法是隔聲、吸聲和消聲):在人耳處減弱噪聲(戴防耳器,如耳塞、耳罩、頭盔等)
4,人耳聽不見的聲音
人耳能聽到的聲波的頻率范圍通常在20-20000Hz之間,叫做可聽聲,頻率高于20000Hz的聲波叫做超聲波,超聲波具有方向性好、穿透能力強、易于獲得較集中的聲能等特點,可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石等,頻率低于20Hz的聲波叫做次聲波次聲波可以傳得很遠,很容易繞過障礙物,而且無孔不入監(jiān)測與控制次聲波有助于減少它的危害,并可用來預報地震、臺風和監(jiān)測核爆炸。
二、重、難點剖析
1,不同介質的傳聲效果一樣嗎?
同體的傳聲效果比液體和氣體好,如古代士兵夜里睡覺時,通常枕在箭筒上,可以聽到遠處敵人的馬蹄聲,我們用一根木棒放在對方的胸口,能聽到心跳的聲音,卻聽不到從空氣中傳來的聲音,這是因為固體傳聲不僅快,而且在傳遞過程中聲音的能量損失少。
2,怎樣理解音色?
不同的發(fā)聲器,由于它們的材料、結構不同,即使發(fā)出聲音的響度與音調都相同,但其聲音的音色是不同的,而聲音的音色和音調都是辨別不同發(fā)聲體聲音的重要依據(jù),但在鑒別時有的聲音主要是音調不同,有的聲音主要是音色不同,例如:有經(jīng)驗的人用手指彈擊瓷碗時,就能判別瓷碗的優(yōu)劣,完好的與內部有損傷的瓷碗發(fā)出的聲音的音調與音色都有差異,但主要是音調不同,又如二胡手拉二胡發(fā)出的聲音和彈鋼琴時發(fā)出的聲音,其發(fā)出聲音的音調與音色也往往不同,但我們主要是通過聲音的音色來辨別哪個聲音是二胡還是鋼琴發(fā)出的聲音。
3,如何認識噪聲?
從物理學角度看,噪聲是指發(fā)聲體做無規(guī)則振動時產(chǎn)生的聲音,其波形是雜亂無章的從環(huán)境保護的角度看,凡是影響人們正常學習、工作和休息的聲音,也即凡是人們在某些場合“不需要的聲音”,都屬于噪聲,一首美妙的音樂多數(shù)時候都被認為是樂音,而對人們在夜里休息時有可能就起了干擾作用,此時也就可能成為噪聲。
三、易錯點掃描
1 響度與音調
在平時我們所說的“高聲大叫”和“低聲細語”中的“高”和“低”并不是指音調的高低,而是指聲音的響度,而音樂歌手中的“男高音”和“女低音”中的“高、低”是指的是音調的高低,而不是指聲音的強弱。
2,回聲定位
回聲是聲音從聲源發(fā)出,遇到山崖、墻壁等障礙物反射回來使其又傳人人耳的聲音,利用回聲可以測定距離,例如要測定海底的深度,可以從船上發(fā)出特定的聲音,并使用特定的儀器接收到回聲信號,并記錄下回聲和原聲之間的時間間隔t,在查出聲音傳播速度v的條件下,即可求出海底的深度,這里易錯的是求海底的深度表達式,應是s=vt,而不是s=1/2vt因為從發(fā)出的聲音,到遇到海底反射回來接收到回聲信號的時間間隔t內,聲音傳播了兩個海底深度的距離。
3,超聲波和次聲波
超聲波和次聲波的產(chǎn)生與傳播的方式跟其他可聽聲沒有什么兩樣,只是聲源振動的頻率不同而已,都是靠介質傳播的,在真空中也不能傳播,另外,超聲波和次聲波的傳播跟一般聲音的傳播一樣,也伴隨著能量的傳播。
四、典型例題
例1
如圖1所示,將一把金屬叉子拴在一根約1m長的線的中間把線的兩端分別纏繞在雙手的食指上,纏繞多圈,插入耳朵,然后讓叉子撞到堅硬的物體上,等它垂下把線拉直時,你就可以聽到敲鐘似的響聲,通過撞擊,金屬又發(fā)聲,聲音主要通過______傳到入耳。
解析聲音是由于物體振動而產(chǎn)生的,通過撞擊,金屬叉子振動發(fā)出聲音,而此時金屬叉子與人耳之間有線和手指及空氣,因為固體(線和手指)的傳聲性能比空氣的傳聲性能好,所以聲音主要通過線和手指(固體)傳遞到入耳。
答案振動;線和手指(固體)。
例2針對圖2中四幅圖,下列說法正確的是(
)。
A,甲圖中,演奏者通過手指在弦上按壓位置的變化來改變發(fā)聲的響度
B,乙圖中,敲鑼時用力越大,所發(fā)聲音的音調越高
C,丙圖中,隨著向外不斷抽氣,鬧鐘鈴聲越來越大
D,丁圖中,城市某些路段兩旁的透明板墻可以減小噪聲污染
解析本題用四幅圖反映了四種物理情景,來考察同學們對音調、響度、真空不能傳聲實驗及噪聲防治的理解,反映了“從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念,甲圖中弦樂演奏者在弦的按壓位置的變化不是改變弦的響度,而是改變弦振動的頻率,從而改變弦振動的音調:乙圖中敲鑼越大,響度越大,而不是音調越高;丙圖中隨著向外不斷抽氣,瓶內空氣稀薄,鬧鐘鈴聲聽起來會比未抽氣前聲音要小,所以A、B、c選項均不正確,丁圖中城市馬路旁的透明板墻可減少噪聲污染,所以D是正確的。
答案選D。
例3小明同學文具盒里有塑料尺和不銹鋼尺,你能否利用它們幫助小明探究影響聲音三個特性的因素?
解析聲音的三個特性是音調、響度與音色,音調由發(fā)聲體的振動頻率決定:響度與發(fā)聲體的振幅有關:音色由發(fā)聲體的材料、結構等因素決定,要探究聲音的這三個特性與什么因素有關,只要將物體的振動頻率、振動幅度及物體材質這三個因素中擇其一個進行變化,觀察發(fā)聲的情況。
答案如圖3所示,將不銹鋼尺一端伸出桌面,用手按住另一端:
(1)改變不銹鋼尺伸出桌面部分的長度,用同樣大小的力去撥動不銹鋼尺,比較不銹鋼尺發(fā)出的聲音,說明振動頻率改變,聲音的高低發(fā)生變化
(2)分別用大小不同的力去撥動不銹鋼尺,使不銹鋼尺上下振動,再次比較它發(fā)出的聲音,說明振動的幅度改變,聲音的響度發(fā)生變化。
(3)換用塑料尺,讓其伸出桌而的長度與不銹鋼尺相同,用同樣大小的力去撥動塑料尺,比較塑料尺與不銹鋼尺發(fā)出的聲音,說明不同物體發(fā)出聲音的音色是不同的。