初二物理精品教案——声现象

1、声现象一、 声音的产生与传播1. 声音的产生通过对各种发声的物体的观察，我们可以发现声音是由物体的振动产生的，振动可以发声，振动停止，发声也停止。振动是指物体在某一位置附近做往复运动，往返一次叫振动一次。发声的物体我们称作声源，声源可以是固体、液体或者是气体，所谓的“风声、雨声、读书声，声声入耳”，其中的“风声、雨声、读书声”分别是由空气的振动、雨水的振动、人的声带的振动来发出声音的。注： 一切发声的物体都在振动，固体、液体、气体都可以因为振动而发出声音； “振动停止、发声也停止”，注意不要理解成“振动停止，声音也消失”，振动停止，声音不再发出声音，但是原来发出的声音还在继续传播并存在，我们能

2、够听到回声也是因为这个缘故； 振动一定会发声，但是发出的声音不一定能听得见；而不振动的物体一定不会发出声音。【例1】 如图所示的四幅图中，不能产生声音的是（ ）【例2】 如图丙所示，用硬纸片把一个喇叭糊起来，做成一个“舞台”台上小人在音乐声中翩翩起舞，这个现象说明_2. 声音的传播声音的传播是需要物质的，物理学中将这样的物质称作介质。真空技术的发展，使得人们对于声音的研究也变得越来越方便，右图是研究声音传播的一个非常重要的实验，我们可以发现随着玻璃罩里面的空气逐渐减少，我们在外面所能听到声音逐渐变弱，当里面抽成真空时，我们只能透过玻璃罩看到闹铃的振动，而完全听不到闹铃的声音了。声音以声波的形式

3、传播，声音只是声波通过固体或液体、气体传播形成的运动。【例3】 下列说法中正确的是（ ） A.只要物体振动，就一定能听到声音B.固体、液体、气体都能传播声音C.宇航员们在月球上也可以直接用口语交谈D.声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些【例4】 “南三听涛”是湛江八景之一，濒临浩瀚的南海，天水相连，涛声喧哗，巨浪排峰声音是由物体的_产生的，涛声是通过_传到人耳的3. 声速对着高墙或山崖喊话，要过一会才能听到回声，这说明声的传播需要一定的时间。声音传播的快慢用声速来描述，它的大小等于声在每秒内传播的距离。15的空气中的声速为340m/s。影响声速的因素：声速的大小与介质的种类有关，还跟介质的温

4、度有关。 声速的大小与介质的种类有关固液气。例如：某人在一根较长的有水的自来水管的一端敲击一下，另一人在另一端可以听到几次声音？ 声速的大小跟介质的温度有关声速随着温度的升高而增大，温度每升高1，声音在空气中每秒传播的距离增加0.6m。当空气在不同区域的温度有区别时，声音的传播路线总是向着低温方向，如上方的温度低，声音就向上传播，此时，地处的声音，高出的人容易听到。 例：校运会上，100m赛跑比赛正在激烈进行中，问： （1）如图所示，计时员应该在看见发令枪冒出的“烟”时开始计时，而不是在听见“跑”声后才计时，这是为什么？ （2）若计时员是在听到“跑”声后才计时，则运动员的成绩将被提高多少？（已

5、知空气中声音的传播速度为340 m /s）4. 回声对着山崖喊话，我们会听到回声。这是因为声音在传播的过程中，遇到障碍物被反射回来，反射回来的声音再传到人的耳朵里，人便听到了回声。为什么教室里听不见回声？ 区别回声和原声的条件人耳只能区别时间间隔0.1s以上的两个声音。 利用回声测距声音在同一均匀介质中传播速度是不变的，从声源发声到庭到回声的过程中，声音的运动经历了“声源障碍物”和“障碍物声源处接收器（如人耳）”两个过程，所以声音从声源到障碍物所需要的时间是整个时间的一半，即t=t/2，则s=vt/2，因此，当已知声音在某一介质中的传播速度时，只要测出从发声到回声的时间，就可算出声源与障碍物之

6、间的距离。【例5】 假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于(或等于)0.l s，人耳就能够把这两次声音分辨开也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音.请计算要听到自己的回声,人和障碍物之间的距离至少要多远?二、 我们怎样听到声音1. 人耳的构造人感知声音的基本过程：声波由耳廓收集后，通过耳道引起骨膜的振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经将信号传给大脑，这样人就听到声音了。在声音传递给大脑的整个过程汇总，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，由骨膜、听小骨等部位障碍造成的耳聋

7、成为传导性耳聋，而由听觉神经、听觉中枢等部位障碍造成的耳聋成为感音性耳聋。听到声音的条件： 要有振动源声源； 声源振动产生的声音在人的听觉范围内； 注：人耳能听到声音的范围是20Hz-20000Hz。 有传播声音的介质存在； 听觉正常。2. 空气传导通过空气震动引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，从而引起听觉，-空气传导。空气传导：声波耳廓外耳道鼓膜听小骨听觉神经大脑。3. 骨传导声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，这种声音的传到方式叫做骨传导。骨传导：声波听小骨听觉神经大脑。骨传导是感知声音的另一种途径，其原理是固体传声。由于骨是声音的良导体，因此，失去听觉的人

8、，只要听觉神经正常，可以通过骨传导听到声音。例：有些耳聋病人配有骨导式助听器就能听到声音的原理是 。4. 双耳效应人都有两只耳朵，声源到两只耳朵的距离一般是不同的，这样声音传到两只耳朵的时刻、强弱以及其他的特征也就不同，这些差异是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。双耳效应能让我们准确的判断声音传来的方位，我们听到的声音是立体的，这也是立体声的原理。声音从各个不同角度到达人耳有明显不同的时间差。 【例6】 人们听到自己的说话声（ ）A. 首先是人耳将声波传给听觉神经的B. 首先是骨将声波传给听觉神经的C. 是骨传导和空气传导同时将声波传给听觉神经的D. 是骨传导在先，空气传导在后，但几乎是

9、同时的【例7】 在雷雨来临之前，电光一闪即逝，但雷声却隆隆不断，这是因为（ ） A 雷一个接一个打个不停 B 双耳效应 C 雷声经过地面、山岳和云层多次反射 D 雷声传播速度比电光慢三、 声音的特性1. 声音的三要素音调、响度、音色是声音的三大要素，人正是通过这三个要素来区分声音的。2. 音调（pitch）音调是指声音的高低（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高。物体在每秒内振动的次数叫做频率，频率是用来表示物体振动快慢的物理量，物体振动的越快，频率越高；振动越慢，频率越低。如图所示，甲图中的频率比较低，而乙图中的频率相对要高。频率的测量单位为赫兹，Hz（her

10、tz），是以一个名叫海里奇R赫兹的音响奇人命名的。如果，物体在1s的时间内振动了100次，则频率是100Hz。人能感受的声音是有一定的范围的，人耳听觉范围2020000Hz，20Hz以下称为次声波，20000Hz以上称为超声波。超声波和次声波人都听不见，但是很多动物能够听见。【例8】 2004年12月26日，南亚、东南亚海域发生强烈地震，引发了罕见的大海啸，夺走了很多人的生命，后来人们在清理现场时很少发现有猫、狗、老鼠等动物的尸体，人们猜测可能是地震时产生的_声波，动物可以听到，而人听不到。3. 响度（loudness）响度是指人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由“振幅”（amplitude

11、）和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。（单位：分贝dB）1. 振幅越大 响度越大2. 响度与距离的关系：离发声体越近，响度越大3. 与发散程度有关： 声音越集中，响度越大4. 与是否遇到障碍物有关音调和响度 ( l )响度是人耳感觉到的声音的大小，它跟振幅和距发声体远近有关 ( 2 )声音是从发声体向四面八方传播的，越到远处越分散，所以大庭广众中讲话时，用一个喇叭形的传声筒，能传得远 ( 3 )音调和响度是根本不同的两个特征，音调高的声音不一定响度大，响度大的声音也不一定音调高例如：蚊子发出的声音虽然响度小，但它的音调却比老牛的叫声高得多，而老牛的叫声的响度却

12、比蚊子高得多4. 音色（music quality）音色是指不同发声体发出的声音的特色，不同发声体在音调和响度都相同时，发出的声音特色不同，即音色不同，音色由发声体的材料、结构决定。平常说：“闻其声，知其人”就是这个道理。【例9】 二胡是我国劳动人民发明的一种弦乐器。演奏前， 演员经常要调节弦的松紧程度，其目的在调节弦发声时的（ ）A响度 B音调 C音色 D振幅【例10】 小雨在课外活动中制作了一种发声装置。他在纸筒的开口端打两个孔，并用一根绳子穿过这两个孔后系紧。如图1所示，他抓住绳子的一端，以平稳的速度在头的上方转动此装置，筒中空气柱由于_发出声音。当转速增大时，他发现纸筒发出声音的音调变

13、高了，这是由于_(填“振幅”或“频率”)变大的缘故。【例11】 通常情况下，人耳能听到声音的频率范围是2020000HZ，其频率高于20000HZ的声波称为 。请你列举一个人们利用这种声波的实例： 。四、 噪声的危害和控制1. 乐音是由做周期性振动的声源发出的，是有规律的声音。2. 噪声从物理学角度看，噪声是指不规则的、间歇和、随机的振动产生的声音。从环境保护的角度看，噪声指任何难听的、不和谐的、高分贝的声音或干扰，即凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及干扰人听觉的声音都属于噪声。也就是说，从环境保护的角度讲，乐音和噪声没有严格的界限，所有的声音，包括乐音都有可能成为噪声。区别乐音噪音

14、定 义听起来优美动人的声音，如音乐家演奏乐器的声音。听起来嘈杂刺耳的声音，如各种机器发出的声音。产生原因物体按一定规律振动产生的声音。物体做无规则振动产生的声音环保角度凡是影响人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音都属于噪声。波 形 图联系乐音和噪音都是由物体振动产生的，并没有严格的界限，有些声音从物理学角度来看是属于乐音，但是从环境学角度看却是噪音。3. 噪声的等级和危害 声音的等级（dB）人的感觉与危害0人刚能听到的最微弱声音听觉下限3040较为理想的安静环境5060影响睡眠和休息70干扰谈话，影响工作效率90听力受到严重影响，并产生神经衰弱、头痛、高血压等疾

15、病150鼓膜破裂出血，双耳完全失去听力4. 噪声的控制我们知道，声音从产生到引起听觉有三个阶段：声音的振动产生声音 空气介质的传播 鼓膜的振动，所以不难想出控制噪声的几种方式。 在声源处减弱 声音是物体振动而产生的，有声音就有产生声音的声源，因此控制噪声，首先要在声源处着手，降低声源发出声音的分贝数，这是防止噪声之本。 在传播过程中减弱由于声音传播需要介质，声音在传播途中遇到障碍物可以被反射、被吸收一部分，因此可以考虑在声音传播途中设置障碍物来阻断它的传播。 在人耳处减弱由于声音要被人所感知首先要通过人耳的耳道，堵住了这一通道，也可以减小噪声对人造成的危害，因此要防止噪声进入人耳。【例12】

16、下列是小明同学观察到人们在生活中的一些行为和措施，其中属于防止噪声污染的是（ ）A在图书阅览室内，谈笑风生B小明的邻居在晚上看球赛时，将音响的音量开得很大C某货车司机为了超车，不断地按喇叭D师傅在用切割机械雕刻精美的石雕时，用棉花团塞住耳朵或戴防声耳罩【例13】 近年来，城市建设和发展越来越注重以人为本，如主要城区汽车禁鸣、机场搬迁、轨道两旁安装隔音板等。这些措施的共同特点是（ ）A.减少大气污染 B.降低噪声污染C.缓解“热岛效应”D.绿化居住环境【例14】 娄底市区主要道口设有噪声监测设备. 某时刻该设备的显示屏上显示49.20的数字，这个数字的单位是 . 五、 声音的利用1. 声音与信息

17、 声音可以传递信息铁路工人通过敲击铁轨，会从铁轨发出声音的音色发现松动的螺丝；卖瓜师傅通过听敲打西瓜的声音来判断西瓜是否成熟；人体内许多器官都在不停地运动着，运动引起振动，当器官发生病变或者异常时，声音会发声变化，医生可以通过听诊器了解病人的心肺的工作状况；古代雾中航行的水手通过号角的回声来判断距离。由此可见，生活中只要我们稍加细心观察，就会发现很多通过声音获取信息的例子。 回声定位蝙蝠的回声定位器是非常精确的导航仪器，能使蝙蝠畅通无阻的在拉紧的铁丝间飞来飞去。科学家根据回声定位原理，发明了声纳。利用声纳系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米的地形图。渔民通过声纳系统来获取鱼群的信息。2

18、. 声音与能量声波与水波非常类似，水波可以传递能量，声波也可以传递能量，并且应用起来更为广泛、有用。可以清洗精密仪器，可以降低污染、美化环境，也可以帮助外科医生出去人体内的结石等。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播。在超声波的作用下，液体会剧烈震动，一会儿受压变密，一会儿受拉变疏，洗涤液在受拉变疏时会发声碎裂，产生许多小气泡，小气泡在转眼间又会破裂，产生很强的微冲击波。由于超声波的频率在20000Hz以上，振动非常迅速，小气泡会急剧的生了又破，破了又生，就好像许多无形的小刷子，不间断的冲击着钟表等零件的各个角落，把机械上的污垢给敲击下来而不会损害被洗的物体。【例15】 有一种电动

19、牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙干净又舒服，则下列说法正确的是（ ）A、电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播B、超声波不是由物体振动产生的C、超声波的音调很低所以人听不到D、超声波能传递能量回声定位：利用超声波碰撞，根据回声传来的方位和时间，可以 确定目标的位置与距离。【例16】 声音在海水中的传播速度是1530m/s，为了开辟新航道，某科学探测船装有回声探测仪器，探测水下有无暗礁，探测船发出的声音信号0.6s被探测仪器接收。（1）测船发出的声音为了有更好的回收效果，最好用什么声波？为什么？(2)过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？超声波具有方向性好、穿透能力

20、强、易于获得较集中的声能等特点。利用它发出的超声波碰到物体反射所形成的回声，可以绘测物体的形状。次声波可以传得很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。共鸣：频率相同才能产生共鸣。甲 乙【例17】 当敲响音叉乙时，观察到与音叉甲接触的乒乓球将会 ，这一现象说明发声的物体在 ，也能说明声音可在空气中传播，还能说明声波能传递 。练习【1】 2008年5月12日，我国四川汶川发生8.0级的大地震给生命和财产造成严重伤害，牵动着每一个中华儿女的心。地震后有些被埋在废墟下的人为了保存体力不是大声呼救而是用硬物敲击墙壁或管道，向营救人员求救，最后获得了生的机会。用物理学知识解释他们是利用了声音可以在中传播的原

21、理，在他们的求救行为中发出的声音是由于用硬物敲击后墙壁或管道发生而产生的。【2】 “不敢高声语，恐惊天上人”。这里的“高”指的是声音的_ (填“音调”、“响度”或“音色”)大。月宫里的嫦娥不会听到你说话的声音，因为_不能传声。“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上向地面传回最后一段语音“经过一年的太空遨游，我的任务已经结束，”这段语音是通过_传回地球的。【3】 两人相距较远说话时，听不到对方的声音，但同样情况下，用自制的土电话就可以听到相互的说话声；耳朵贴在铁轨上能听到远处火车开来的声音而站起来就听不到了。对此，请你提出一个要研究的问题 。示波器：用仪器将声音用波形表示出来。【4】 如图a所示，伍实同学

22、用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度.他将钢锯条的下端夹紧在台钳上，上端用手扳动一下，使钢锯条振动发声.实验中，他进行了两次实验，第一次锯条发出的声音响，第二次锯条发出的声音轻，他同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图b、c所示，则他得出的实验结论是：_.图d、e是两种声音的波形图，从图形可知：图_是乐音的波形.请提出一种控制噪声的方法 _.【5】 你观察过下列现象吗？安静的傍晚，狗竖起耳朵在警觉地谛听.这是由于（ ）A狗听到很远处的人们手机的对话 B狗听到火星发出的声音C狗听到人耳所不能觉察的某些高频率的声音 D狗听到无线电波【6】 噪声是当代社会的公害之一，它是由发声体的_产生的，有资料显示，噪声每经过一条100m宽的林带可降低2025分贝，从减弱噪声的途径看，这是在_中降低噪声的。【7】 控制噪声是城市环保主要项目之一。下列哪种措施不能减弱噪声？（ ） A.市区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放C.在汽车的排气管上装消声器 D.城市街道两旁和空地多种草、多植树【8】 医生在诊病时使用听诊器，听诊器（ ）A、能使心脏振动的振幅增加，响度增大B、能改变心跳的频率，使音调变调C、能改变心跳的音色，使声音好听些D、能减小声音传播过程中的能量损耗【9】 下列关于声现象的说法中，正确的是（ ) A 悦耳动听的歌声是由歌唱家的声带振动发生的B 声音传播