导学案：2.1 声音的产生与传播（学生版）

学而优教有方2.1声音的产生与传播（导学案）【学习目标】1.通过观察和实验，认识声音产生和传播的条件。2.知道声音是由物体的振动产生的。3.知道声音的传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。4.通过探究活动激发学习兴趣和求知欲，并乐于探索自然现象中蕴含的道理。【学习重点】声音的产生和传播。【学习难点】声波的概念。【自主预习】阅读教材第34页第1节《声音的产生与传播》，并完成以下内容：1．声音是由物体的产生的，振动停止，就停止。2．声音的传播需要，真空（能/不能）传声。声音以的形式传播，叫做声波。3．声速：（1）描述声音传播的物理量，它的大小等于声音在每秒内传播的。可用公式表示为：（2）声速的大小与介质的和介质的有关。一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度大小排列是：、、（按照从大到小顺序排列）。4．回声：（1）声音在传播过程中，遇到障碍物，会被回来，再传入耳朵，就是回声。（2）回声到达人耳比原声晚s以上时，人耳才能把这两次声音区分开，听到回声，人到障碍物的距离大于m。（3）回声的应用：若回声到达人耳，比原声相差不到0.1s，回声和原声混在一起，使原声。回声测距：只要测出从发声到回声的，就可算出声源与障碍物之间的距离。5.骨传导：声音通过、也能传到听觉神经，引起听觉，这种传导方式叫做骨传导。【合作探究】探究一、声音的产生1.探究声音的产生（1）进行实验，观察现象，进行分析（可选择其中几个）①用手指按住自己咽喉两侧说话，再停止说话，手指的感觉；②敲击音叉，将正在发声的音叉插入水里；再用手握住正在发声的音叉，使其停止振动；③将碎纸片放在扬声器的纸盆上，播放音乐，使扬声器发声；停止播放音乐；④拨动张紧的橡皮筋，观察橡皮筋的变化，当橡皮筋停止振动，是否还能听到声音？⑤吹响笛子，听到悠悠笛声缓慢扬起，放在笛空处的手指，能否感觉到气流的流动？然后停止吹气，能否听到声音？（2）探究分析声带、音叉、纸盆、橡皮筋是固体，固体振动能够发声；空气柱是气体，气体振动也能发声。由此可见，声音是由物体而产生的，物体不振动就不会产生声音。（3）实验结论：声音是由物体而产生的。2.实验方法——归纳推理与转换法（1）归纳推理法我们通过观察生活中一些与声音有关的现象，发现这些声音都是由振动产生的。由此得出“声音是由物体的振动产生的”这个一般性的结论，这里用到了的方法。（2）转换法上述实验中，将正在发声的音叉插入水里，水花四溅，通过水能够把音叉的振动。将正在发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球来回摆动，能够把音叉的振动放大。这是一种法。在物理学中对于一些看不见、摸不着的东西，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接的测量，这种研究方法称为转换法。3.理解声音的产生（1）声源物理学中把正在发声的物体叫做。固体、液体、气体都可以振动发出声音，如“风声、雨声、读书声，声声入耳”中的“风声、雨声、读书声”分别是由气体、液体、固体振动发出的声音。有些声源的振动，我们感觉不到，需用转换法来体现。（2）“振动停止，发声也停止”不能理解为“振动停止，声音消失”。因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍继续存在并传播。例如，对高山喊话时，声音停止，仍会听到回声，就是原来发出的声音继续存在并传播的结果。（3）物体振动发出的声音不一定能被人听见。例如，人耳听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音；当人离声源太远时，人也可能听不见声音。4.物体振动发声的现象（1）乐器的发声弦乐器靠的振动发声；管乐器是靠振动发声；打击乐器是靠的振动发声。（2）一些动物的发声部位蝉（雄性）是通过腹部的发生器官来发声的；蝈蝈后背长有透明膜状发生薄片，靠翅膀高速震动摩擦产生声音；蚊子飞行时，是翅膀迅速振动发出的。5.声音的保存方法振动可以发声。如果将发声体的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音，这样就可以将声音保存下来。早期的声音记录：唱片上有一圈圈不规则的沟槽，当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来。现代的声音记录:随着技术的进步，人们还发明了用磁带、激光唱盘和存储卡等记录声音的方法。早期的机械唱片表面【例题1】如图所示，在鼓面上撒一些纸屑，他用木槌敲击鼓面的时候，既能听到鼓声，又能观察到________。通过实验现象得出结论________。这种科学研究方法叫做_________（选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”）。将敲响的鼓面用手按住，响声会消失，这是因为_________。探究二、声音的传播1.探究声音的传播【想一想】人们听到声音时往往和发声的物体有一定的距离，那么声音是怎样从发声的物体传播到远处的呢?（1）探究真空是否能传声【实验】把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，注意听声音的变化。再让空气逐渐进入罩内，电铃声音又怎样变化？【实验现象】抽出部分空气后，听到电铃的声音明显变；当空气逐渐进入罩内，听到电铃声逐渐变。【想一想】假如将玻璃罩内的空气全部抽出，能否听到声音？在实验结论的基础上进一步推理：如果能把罩内抽成真空，就听不到铃声。这是一种法。【实验结论】声音可以在空气中传播，但不能在中传播。（2）探究固体、液体是否能传声【实验】在两个实验中，注意是否能听到声音。①把你的耳朵贴在桌面上，让一位同学用手指甲轻刮桌子（不要让附近的同学听到声音）。②将正在发声的手机装入塑料袋，扎紧袋口后用细线悬挂在水中。【分析现象，归纳结论】上述实验中，均能听到声音，说明固体和液体都能传播声音。（3）归纳结论声音的传播需要，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播。但不能在中传播。（4）介质①介质：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作。气体、液体、固体都可以充当传播声音的介质。②空气越稀薄，传声效果越差，真空不能传声。月球上没有空气，故在月球表面的航天员只能通过电子通信设备交流。③一般而言，固体传声效果最好，液体次之，气体传声效果最差。（4）实验方法一科学推理法在探究真空能否传声的实验中，虽然不可能将玻璃罩内的空气完全抽出，但通过“玻璃罩内空气越来越少，听到的声音越来越小”能够推理出真空不能传声。运用了法，又称理想实验法。2.声波【想一想】同学们能够听到老师的声音，老师发出的声音在空气中是怎样传播的？实际上，声波的传播与水波的传播相似，可以与水波进行类比理解。（1）水波的形成：用一根木棍不端的轻点水面，水面就会形成一圈一圈的，不断向外传播。（2）声波：以敲鼓为例，了解声音在空气中是怎样传播的。【分析】当鼓面向右振动时，压缩右面的空气，使这部分空气变；当鼓面向左振动时，使右面的空气变；鼓面左右振动，空气中就形成了疏密相间的（声波），由近及远向四周传播出去。声音的传播类似于水波，所以，我们把声也叫。声波的定义：声以的形式传播着，我们把它叫做声波。【例题2】小明做探究真空是否能传声的实验，如图所示。（1）如图甲，把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变______；（2）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越弱；如果玻璃罩内抽成真空后，声音就____；（3）结论：声音的传播需要_______，真空不能传声；（4）由上述结论小明想到：将来中国航天员登月的时候需要用________（选填“无线电波”或“声波”）交流信息，因为在月球上没有空气；（5）此实验中，用抽气机抽气_____（填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过______（填序号）得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。A．推理假设B．实验验证C．归纳总结探究三、声速1.声速【想想议议】①百米比赛时，计时员是什么时候开始计时呢？为什么？②雷电时，为什么总是先看到闪电，后听到雷声呢？【分析归纳】①百米比赛时，终点计时员先看到发令枪的烟雾，后听到发令枪的声音，所以应该在看到发令枪的烟雾时开始计时。②发生雷电时，闪电和雷声同时发生，但是光比声音传播的快，总是先看到闪电，后听到雷声。这些现象说明声音的传播需要，即声音的传播有一定的。（1）声速表示声音传播的。声速的大小等于声音在1秒内传播的距离。公式：（2）影响声速的因素③阅读P37页小资料“一些介质中的声速”并找出声速传播的规律。【归纳规律】①声速的大小与介质的有关：声音在不同介质中的传播速度一般是v固＞v液＞v气。②声速的大小与介质的有关：声在空气的传播速度随着温度的升高而增大。平常我们讲的空气中的声速。一般指的是15℃空气中的声速（要记住）。2.回声（1）回声的形成【想一想】在山谷间喊叫时，你是否提到过回声？在教室里也有声音为什么听不到回声？【分析】声音在传播过程中，如果遇到障碍物，就会被反射。我们对着远处的高墙或山崖喊话以后听到的回声，就是反射回来的声音。回声：声音在传播过程中碰到障碍物被回来的现象叫回声。（2）人耳能区分回声与原声的条件如果回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上，人耳就能把回声和原声区分开；如果小于0.1s，回声和原声混在一起，使原声加强，此时人耳分辨不出原声和回声。所以，在屋子里讲话听起来比较响亮，在操场上讲话，听起来就小多了。根据声音在空气中的传播速度为340m/s，就可以计算出声源到障碍物的距离s总=vt=340m/s×0.1s=34m则声源到障碍物的距离s=34m/2=17m所以声源到障碍物的距离大于m。（3）回声的应用①回声。当声源静止时，声音从出发到再回到声源处所走过的距离是声源到障碍物距离的两倍。则两地距离：s=其中v为声音在介质中的传播速度，t为从发声到接收到回声的时间。回声测距加强原声运用该原理可以测定海洋的深度、冰山的距离等。②加强。当障碍物离得太近时，声波很快被反射回来，回声与原声混在一起，此时人们分辨不出原声和回声，但是会觉得声音更响亮。音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好。③回声的防止。室内讲话（比如晚会、报告会等场合）时回声有时候会使人听到多重声音，产生重音，不利于接收信息，严重时会对人的听觉系统造成危害。所以会议室的墙壁常做成凹凸不平的形状，使到达的声音向各个方向反射，从而相互抵消一部分，减弱回声的影响。3.骨传导学生阅读P37中的《科学世界》，了解并体验骨传导。（1）人耳感知声音的基本过程外界传来的声音→振动→听小骨及其他组织→听觉→大脑，人就听到了声音。人耳构造体验骨传导（2）骨传导①骨传导：声音可以、也能传到听觉神经，引起听觉。科学中把声音的这种传导方式叫做骨传导。②体验骨传声实验：用手指堵住自己的耳朵，将振动的音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头和牙齿上，能听到音叉的声音。音乐家贝多芬耳聋后，就是用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，从而继续进行创作的。【例题3】表中是某些介质中的声速：介质v/(m·s-1)介质v/(m·s-1)空气（15℃）340海水（25℃）1531空气（25℃）346冰3230水（5℃）1450软橡胶（常温）40~50水（15℃）1470软木500水（20℃）1480铁（棒）5200（1）分析表格中的信息，推断：①声速大小可能跟_________有关，依据是______________；②声速大小可能跟_________有关，依据是______________；（2）小南根据表格数据得出结论声音在介质中的传播速度满足关系式v固>v液>v气。小北认为这个结论不严谨，原因是_________；（3）小南爬山的时候，在一个小山坡上看见对面有一座山峰，她想估测出该山峰与自己的距离，于是她对着山峰大喊了一声，约3s后听到了回声。若此时的温度为15℃，则该山峰距离小南多少m？【精讲点拨】1.在进行真空铃实验进行得出真空不能传声这一结论时，注音运用科学推理法。2.声波是比较难以理解的概念，可以利用水波进行类比理解声波。3.在分析实验数据归纳结论时，注意形成横向对比、纵向对比得出结论的能力。如归纳声速的传播规律时，一是对不同温度下空气中的声速进行对比，二是对同一温度下不同介质中的声速进行对比，从而可以得出多个结论。【归纳整理】【课堂练习】1.下列关于声音传播的说法中，错误的是（  ）A.学生听到老师的讲课声是靠空气传播的B.“土电话”靠固体传声C.声音在液体中比在空气中传播得慢D.真空不能传声2．北宋时代的沈括，在他的著作《梦溪笔谈》中记载着：士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。下列有关声音的描述正确的是（）A．声音可以不由振动产生 B．声音在真空中传播的速度是340m/sC．只有牛皮制成的箭筒可以传播声音 D．一般固体传播声音比