物理人教版八年级上册声音的特性数字化探究

第二节声音的特性 杨和中学崔全开 故事引入激发情趣 一天晚上 两只小白兔在家里等妈妈 她们等了很久 妈妈还是没有回来 这时候 她们听见轻轻的敲门声 小白兔妹妹准备开门 小白兔姐姐赶紧阻止她说 不能开门 先问清楚是谁 于是 小白兔妹妹说 请问你是谁 大灰狼轻轻地说 快开门 我是外婆 来看看你们的 小白兔姐姐听了声音之后说 妹妹 别开门 它不是外婆 它是大灰狼 请欣赏 两位歌手发音有什么不同 知识互动探究发现 我的声音比你的粗 辨别一下蚊子与牛的叫声有什么不同 一 音调 低音是低沉的音调 高音是细尖的音调 音调是指声音的高低 1 简谱中的1 2 3 4 5 6 7等表示的就是音调 2 女高音 男中音也表示的是音调的高低 高音C之王帕瓦罗蒂 中国男中音歌唱家廖昌永在奥地利维也纳金色大厅表演独唱 为什么有的声音听起来音调高 有的听起来音调低呢 思考 1 音调 声音的高低叫做音调 设计实验 将一把钢尺紧按在桌面上 一端伸出桌边 拨动钢尺 听它振动发出的声音 同时注意钢尺振动的快慢 改变钢尺伸出桌边的长度 重复三次实验 注意三次实验都要是同样大的力拨动尺子比较三种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调 自主探究 音调和频率有什么关系 提出问题 什么因素决定音调的高低 低 高 更低 快 慢 更慢 结论 音调跟发声体振动的频率有关 频率越高 声音的音调越 高 进行实验 数字探究 观察声音的波形 认识计算机传感器等设备 并用计算机传感器等设备显示声音的波形 声振动传感器 数据采集器 数据线 下面让我们一起来完成实验 一 通过计算机观察两个频率不同的音叉发出声音的波形并认真辨别音调的高低 比较不同频率的声音的波形和音调的高低有什么差别 实验过程 1 将声音传感器固定在铁架台上 在其接收端前方放置一个音叉 将声音传感器接入数据采集器 打开Edislab软件 在弹出新实验对话框的 物理实验 里选择 声音的振动图像 模板 并在该对话框的右下方点击 开启自动识别传感器 最后按 确定 2 在菜单栏 实验配置 中将 采集参数 下的 频率 拉动设为100000点 秒 最后按 确定 3 按菜单栏下的 调零 再敲击音叉 注意用力不要太大 将声波传感器移近声源 按菜单栏下的 开始 按钮即可观察到声源的波形图 然后记录此时0 01S内出现波峰的个数 数据分析 4 在菜单栏下 数据分析 中选择 拟合 并选择 正弦 然后记录此时的频率 5 在菜单栏下 文件 中选择 另存为 音调1 6 然后在菜单栏下 采集数据 中选择 清除数据 观察其图像 7 换一个频率不同的音叉重做实验一次 注意要用同样大的力轻敲击 并在菜单栏下 文件 中选择 另存为 音调2 8 比较两次图像 注意 后面的数字探究实验都要按步骤3 6操作 将实验结果填入下表 发现 频率高的声音的波形一些 音调 高 低 频率低的声音的波形一些 音调 高 低 将实验结果填入下表 发现 频率高的声音的波形一些 音调 高 低 频率低的声音的波形一些 音调 高 低 密 高 疏 低 频率低的音叉振动产生的声波波形图 频率高的音叉振动产生的声波波形图 波形稀疏 波形密集 音叉发出声音的波形比较 结论 决定音调的高低 物体振动 越高 发出的音调就越 频率 频率 高 波形图 音调高 音调低 古筝的每条琴弦的长度和粗细都不相同 细而短的音调高 粗而长的音调低 1 频率 是用来描述物体的物理量 物理学中 把物体在每秒内叫做频率 2 在国际单位制中 频率的单位是 符号 3 实验表明 频率决定声音的音调 物体振动快 频率 音调 物体振动慢 频率 音调 填 高 或 低 4 大多数人能听到的频率范围 5 超声波 高于的声 次声波 低于的声 这两种声人是听不到的 阅读教材32 33页 回答问题 振动快慢 振动的次数 赫兹 Hz 高 高 低 低 20Hz 20000Hz 20000Hz 20Hz 人和一些动物的听觉范围 为什么能听到蚊子声听不到蝴蝶翅膀振动声 某种蚊子在飞行时 5s内翅膀振动2000次 频率是 人类 填 能 或 不能 听到这种蚊子发出的声音 若蝴蝶每秒钟翅膀振动10次 那它的频率为 人类 填 能 或 不能 听到蝴蝶发出的声音 400Hz 能 10Hz 不能 你去过这里吗 你知道海豚会算术的秘密吗 地震前夕 往往出现 鸡飞狗跳 的现象 这种异常现象表明 A 鸡 狗能发出与地震频率相同的次生波B 鸡 狗能提前感觉到地面的振动C 鸡 狗能听到人耳听不到的声波D 鸡 狗能通过同类的声音传递获知地震信息 C 任务二 数字探究 响度跟什么因素有关 1 将正在发声的音叉 轻敲 轻触系在细线上的乒乓球 观察乒乓球被弹开的幅度和音叉发声的波形 2 重敲音叉 使音叉发出响度更大的声音 观察乒乓球被弹开的幅度和音叉发声的波形 将实验结果填入下表 结论 声音的响度与 有关 物体 越大 响度越 将实验结果填入下表 结论 声音的响度与 有关 物体 越大 响度越 振幅 振幅 大 小 大 小 大 小 大 示波器上不同响度的声音波形图 波形图 响度大 响度小 声音的波形 自主学习 阅读课本P34 P35 完成下面的内容 1 物体振动时偏离原来位置远近 叫做物体振动幅度 简称 2 声音的强弱叫做 3 老师在教室前说话 前面同学听到的声音 后面同学听到的声音 结论 声音的响度与 有关 物体 越大 响度越 响度还跟听者与发声体的有关 声音是从发声体向四面八方传播的 越到远处越 所以距离发声体越远 听到的声音 振幅 响度 振幅 振幅 大 距离 分散 越小 大 小 议一议 图中的两个情景有什么共同点呢 减少声音的分散 增大声音的响度 你能举个生活中利用这个原理的工具吗 听诊器 你认为图中的鼓手们要提高击鼓声音的响度 应该采用的方法是 A 用更大的力击鼓 使鼓面振动振幅大些B 改变频率高一些的鼓来敲击C 离击鼓处远一些 听到的声音就会强些D 击鼓击得快些 A 巩固练习 巩固练习 码头上轮船的汽笛能传得很远 是因为 A 汽笛声音调高B 汽笛声音色好C 汽笛声响度大D 汽笛声传播的速度快 C 由于每个人的声音千差万别 因此声音可以用作安全认证的依据之一 美国的一座智能化大厦就采用了声音识别的方式 到大公司门口时 你必须通过安全检查 电子声控门卫将问候 早上好 你也该回答 你好 或 早上好 之类的礼貌用语 此时电子门卫通过你的声音来辨别你是不是该公司的工作人员 如果确认你是 它将主动为您打开门 但如果不是 电子门卫将客气地将你 拒之门外 思考 电子门卫靠什么辨别每个人的声音 生活中的物理 游戏 找朋友 规则 背对同学找出喊你的朋友 找对了给你的团队加3分 找错了 给朋友的团体加2分 任务三 音色跟什么因素有关 3 音色小游戏 听音辨乐器 听歌声辨人 不同乐器演奏同一首乐曲 梁祝 乐器1 乐器2 这是用 乐器 演奏 这是用 乐器 演奏 小提琴 二胡 这两个声音 你知道是谁的吗 声音1 声音2 王菲 汪峰 不同发声体的材料 结构不同 发出声音的音色就不同 欣赏与观察 C调波形图 巩固练习 1 闻其声而辨其人 最重要是因为各人声音的 不同 2 有一种新型锁 声纹锁 只要主人说出事先设定好的暗语就能把锁打开 别人即使说出暗语也打不开 这种声纹锁辨别声音的主要依据是 音色 音色 3 红楼梦 中林黛玉进贾府时 有一段对王熙凤的描写 只听后院中有人笑声 说 我不曾迎接远客 黛玉只见得一听此声音 仆人们个个敛声屏气 恭肃严整 原们人们都知道这是人称 凤辣子 的王熙凤要进来了 不见其人 先闻其声 也能判断谁在说话 依据是 A 说话的响度不同B 说话的音调不同C 说话的音色不同D 说话的语气不同 C 课堂练习 1 声音特性的三个要素是 2 音调表示声音的 它由发声体振动的 所决定 越大 音调越 3 响度表示声音的 它与发声体的振幅有关 振幅越 响度越 音调 响度 音色 高低 频率 频率 强弱 或大小 大 或小 强 或弱 大 4 蒙上眼睛 你也能分辩同学们的声音 是因为每个同学声音的不同 楼道里挂牌常写着 慢步轻声 轻声 是指减小声音的 音色 响度 5 一位男低音歌手正在放声歌唱 为他轻声伴唱的是女高音歌手 则音调高 响度大 女高音歌手 男低音歌手 6 同一个音叉 一次轻敲 一次重敲 比较两次发出的声音 不同的是 A 响度B 音调C 音色D 音调和音色 A 7 图中实验目的是探究声音的高低由什么因素决定 下列关于该实验的现象结论的说法中正确的是 A 伸出桌面的长度越长锯条振动越快 B 锯条振动越快 听到的声音越大C 锯条振动越快 听到的声音越高 D 声音的高低由锯条振动的次数决定 C 8 如图所示是声音输入到示波器上不同乐器发声的波形图 其中声音音调相同的是图和图 响度相同的是图和图 甲 乙 乙 丙 9 医生给病人检查时使用 听诊器 的目的是 A 保持声音的音调 B 保持声音的音色 C 保持声音的频率 D 减少声音的分散 增大响度 D 10 手机拜年是时下最 闪亮 的拜年方式 小强大年三十就收到了一个同学的祝福电话 他一