第八章 第八节超声波及其应用教案 人教版

1、第八章 第八节超声波及其应用教案一、教学目标（1）了解声音是一种机械波；（2）了解乐音的三个要素；（3）了解声音的共鸣现象；（4）了解噪声的危害；增强对噪声进行控制的环保意识。（5）了解次声波和超声波的应用。二、重点、难点分析1、重点是声波作为机械波的一些特征：纵波、声速、波长及听觉的频率范围。2、难点是对乐音三要素的理解。三、教具两个频率相同的音叉，金属环，橡皮捶，细线以及乒乓球、玻璃罩，闹钟。四、主要教学过程复习波发生干涉、衍射现象的条件。提问：声音是怎样产生的？声音本身又是怎么回事？学生回答，教师加以完整概述，引入新课；（一）声波1、声源演示实验（1）让学生一边说话，一边用手摸咽喉，感觉

2、声带的振动。（2）敲击音叉使其发声 提问：音叉发声时是否也在振动呢？ 让悬在线上的乒乓球靠上正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开，说明音叉发声时也在振动。（3）生活中的其它例子弹琴时看到、触摸到琴弦的振动；用手摸打开的收音机的喇叭，或打开的电视机的音箱，都能感觉到振动。说明：其实，我们听到的各种声音都是由于振动产生的，虽然有的振动我们看不见。这些振动发声的物体就是声源。当然，气体和液体也能振动发声，如管乐器就是空气柱的振动发声。2、声波声源是怎样产生声音的呢？振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩临近的空气，使这部分空气变密；叉股向相反方向振动时，这部分空气又变疏。这种疏密相间的状态靠空气的相互作

3、用由声源向外传播，形成声波，传入人耳，使鼓膜振动，就引起声音的感觉。其实，人耳只能听到20Hz20000Hz的振动，低于20Hz或高于20000Hz的振动就不能引起人类听觉器官的感觉。提问：从声波的形成中我们能看出什么问题呢？（1）声波是纵波；（2）声波的传播需要介质。介质可以是空气，也可以是固体、液体。提问：你能举出一些固体、液体传声的例子吗？敲击桌子时，耳朵贴在桌子上听到更响亮的声音，这是从桌面直接传来的声音；关严窗户，还能听到声音，因为玻璃能传声；没有介质就没有声音。实验演示：把闹钟放到玻璃罩里，用抽气机抽出罩内空气，就听不到闹钟的声音。可见，声音是在空气或其它介质中传播的一种机械波。介

4、质的性质不同。声波在其中传播的波速也会不同。声音在空气中的传播速度一般取340ms，在水里的传播速度约是空气里的4倍半，在金属中更快。为什么说“声音在空气中的速度一般取340ms”呢？因为空气的温度不同，声速也不同。如0时为332ms， 20时为344ms， 30时为349ms。声音是一种机械波，就该有机械波的一般性质。提问：波都有哪些性质呢？    答：干涉、衍射和反射。    3、声波的干涉和衍射    实验：取两个频率相同的音叉，发出的声音互相干涉。    学生在座位上

5、左右移动头部位置可听到声音的强弱变化。    提问：同学们在生活中遇到过声波的衍射现象吗？    学校铃声一响，你在哪里都可以听得到声音绕过了障碍物。波发生明显衍射是有条件的，声波满足明显衍射的条件吗？请计算一下声音的波长范围。    这个波长跟一般物体的尺寸相差不多，可以发生明显衍射。    4、声波的反射你见过声波的反射吗？试举一些例子。在山谷里、大院子里或大的房间里能听到回声，就是声波的反射现象。那么，在教室里说话没有回声，是不是说明此时声波不发生反射呢？不是。声波遇到

6、障碍物都会被反射，但能否听到回声跟我们的听觉特点有关系：回声到达人耳比原来的声音滞后0.1秒以上，我们才能把它们区分开。如果滞后时间小于0.1秒，我们就无法区别它们而认为是一个声音。    据此，同学们计算一下距离障碍物至少多远才能听到回声？    另外，打雷时雷声连续不断也是雷声被障碍物不断反射造成的。北京天坛的回音壁也是利用声音的反射造成的，充分显示了我国劳动人民的智慧。（二）乐音    1、乐音和噪声    播放一段录好的音乐和噪声。   

7、 提问：它们的区别是什么？    乐音：好听悦耳的声音叫乐音。噪声：嘈杂刺耳的声音叫噪声。    指出：乐音和噪声是按主观感觉分的，但它们客观上也是有差别的。乐音是由周期性振动的声源发出的；而噪声是由无规则的非周期性振动的声源发出的。    2、音调    我们所说的高音歌唱家，这里的“高”，指的是什么呢？音调。    音调的高低在物理上的差别是什么呢？    声源的振动频率越高，音调越高。男人声带宽而厚，振动频率低

8、，所以声音低沉；    女人声带窄而薄，振动频率高，所以声音尖细。    3、声强和响度     提问：说话的嗓门有大有小，这是声音的什么不同呢？    答：振幅不同。    声源的振幅越大，声波传递的能量越多，确切地说，单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量越多。在声学中，单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量叫做声强。但人们发现，即使声强相同，频率不同的声音引起人们强弱的感觉也是不同的。  &

9、#160; 我们把人们主观感觉到的声音强弱叫响度。    响度从主观感觉上描述声音强弱，而声强是从客观上描述声音的强弱。响度跟音调不同，    比如女同学说悄悄话，响度很小，但音调依然较高；而男生即使大声喊，音调还是较低。    4、音品    两个人唱歌，即使完全按歌谱来唱，响度也一样，我们还是听着不同，这是为什么呢？钢琴不同，所以二者听起来不同。    这里，频率最低的音叫基音，其余频率的音叫泛音。正是泛音的多少、泛音频率的振幅大小，决定了不

10、同的乐器各有特色，具有不同的音品。    音调、响度和音品叫乐音的三要素。    5、声音的共鸣    实验演示：取两只频率相同的音叉，使它们音箱的开口相对靠近放置。用橡皮槌敲击音叉A，稍停用手按住A，听到音叉B发出声音。    提问：怎么解释这种现象？与学生一起给出一个说明。    实验演示：给音叉B箍上一个金属环，重复刚才的实验，听不到B发音。    提问：为什么这样？    指出：

11、刚才的B受振发音属于共振现象，振动比较强烈，能够发声。这种声音的共振现象叫声音的共鸣。后一个实验改变了B的固有频率，不能再引起共鸣。（三）噪声的危害和控制    1、从环境保护的角度讲，什么是噪声？    2、试列出几条噪声的危害，你有哪些体会？你觉得噪声危害大吗？    3、你所遇到的噪声来源于什么？    4、样控制噪声？（四）超声波及其应用  提出问题，让学生通过阅读自己回答。问题如下：    1、什么是次声波？什么情况下会产生次声波？它有哪些应用？    2、若声纳向海底发出超声波脉冲后t时间收到反射信号，设超声波在水中的速度是v，则海底深度是多少？    3、超声波探伤是利用了超声波的什么性质？