教学设计：2.1 声音的产生与传播

学而优教有方2.1声音的产生与传播（教学设计）年级八年级授课时间课题2.1声音的产生与传播教学目标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。教材分析学情分析由于学生刚学物理不久，虽然对学习物理有一定的兴趣，但实验、观察、分析、总结等能力还较弱，对科学研究的方法认识还较肤浅。因此本节课将以知识的学习为载体，设计相关实验活动，学生通过“做”、“看”、“感受”、“听”、

“思考”等多种多样的活动，全方位地感知发声物体的共同特征，体会科学探究的过程和方法，并尝试叙述实验步骤和实验现象。教学重点声音的产生和传播。教学难点声波的概念。教学器材音叉、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机、烧杯、手机等。本节课件包含视频资料：《音叉的发声》、《真空不能传声》、《固体、液体的传声》及《回声》等。教学过程教师活动学生活动导入新课鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬……声音对我们来说再熟悉不过了，那么声音是怎么产生的，又是如何被我们听到的呢?思考问题，进入情景。学习新课一、声音的产生1.探究声音的产生（1）学生实验，观察现象，进行分析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，声音是由物体振动而产生的，物体不振动就不会产生声音。（3）实验结论：声音是由物体振动而产生的。【播放视频】——《声音是由物体振动产生的》。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，这里用到了归纳推理的方法。（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放大。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。这是一种转换法。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声源。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弦的振动发声；管乐器是靠空气柱振动发声；打击乐器是靠乐器自身的振动发声。（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【播放视频】——《观察发声的物体》【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_________。【答案】纸屑在振动；声音是由物体振动产生的；振动停止；转换法.【解析】用木槌敲击鼓面的时候，鼓面发出声音的同时，会发现纸屑会被弹起，说明发声的鼓面在振动，故可得出结论：声音是由物体振动产生的。物体的振动有时用眼睛无法直接看到，可以通过纸屑是否被弹起判断物体是否在振动，被弹起的高度来判断物体振动幅度的大小，这种思维方法叫做转换法。如果用手按住鼓面，鼓面的振动停止，所以声音会消失。根据要求做好几个探究实验，体验、总结这几个物体发声时的共同特征。归纳推理法和知道声源的概念，进一步了解声音的产生条件。进行交流讨论，列举乐器及一些动物发声的部位。。学习新课二、声音的传播1.探究声音的传播【提问】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【演示】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小；当空气逐渐进入罩内，听到电铃声逐渐变大。【追问】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。这是一种理想实验法。【实验结论】声音可以在空气中传播，但不能在真空中传播。（2）探究固体、液体是否能传声【学生实验】让学生做好两个实验，第二个根据条件可以寻找几名学生代表做。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物质，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播。声音不能在真空中传播。（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介质。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。运用了科学推理法，又称理想实验法。【播放视频】——《固体、液体可以传播声音》2.声波【提问】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水波，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。【讲解】当鼓面向右振动时，压缩右面的空气，使这部分空气变密；当鼓面向左振动时，使右面的空气变稀疏；鼓面左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动（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。声波的定义：声以波的形式传播着，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【答案】小；无法被听到；介质；无线电波；不能；A.【解析】（1）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，随着玻璃罩内空气越来越少，会听到铃声逐渐变小。（2）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，声音就会弱到无法被听到。（3）空气越少，声音越轻，说明声音的传播需要介质，空气可以传声，但真空不能传声。（4）在月球上没有大气，所以声音无法传播，故航天员在月球上需要借助无线电波进行交流。（5）用抽气机抽气不能得到真空，所以实验结论是在实验的基础上，进行推理后得出的，是一个理想实验。故选A。通过探究真空能否传声的实验，了解科学推理法。知道什么是声波。可以与水波进行类比理解。认识声音传播的条件，了解研究方法——推理假设法。学习新课三、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？【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时间，即声音的传播有一定的速度。（1）声速表示声音传播的快慢。声速的大小等于声音在1秒内传播的距离。公式：v=s/t（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】声速的大小与介质的种类有关：声音在不同介质中的传播速度一般是v固＞v液＞v气。声速的大小与介质的温度有关：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340m/s（要记住）。2.回声（1）回声的形成【提问】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反射回来的现象叫回声。（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17m。（3）回声的应用①回声测距。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加强原声。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。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。【播放视频】——《回声》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→鼓膜振动→听小骨及其他组织→听觉神经→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：声音可以头骨、颌骨也能传到听觉神经，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。【播放视频】——《人耳是怎样听到声音的》【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？【答案】（1）温度，见解析；介质的种类，见解析；（2）见解析；（3）510。【详解】（1）从表格中的数据可以看到，声音在15℃的空气和25℃的空气中时，速度是不同的，声音在5℃、15℃、20℃的水中时，速度也是不同的，所以声速大小可能跟温度有关。从表格中的数据可以看到，声音在水、海水、冰、铁等不同介质中，速度是不同的，所以声速大小可能跟介质的种类有关。（2）从表格中的数据可以看到，软木是固体，声音在它的传播速度为500m/s，而声音在水中的速度都是大于它的，此时v固<v液，所以这个结论不严谨。（3）小南对着山峰大喊了一声，声音的传播介质是空气，从表格中数据可以看到，声音在15℃空气中传播速度为340m/s，声音从小南位置出发，到对面的山峰，又从对面的山峰回到小南的位置，所用的时间约3s，声音所走的路程为s总=vt=340m/s×3s=1020m声音所走的路程为1020m，该山峰距离小南的距离为s=12

s=讨论声音的传播有一定的速度归纳出影响声速的因素。声源到障碍物的距离。了解什么是骨传导，体验骨传导的过程。做例题3并思考回答。会通过分析信息，归纳结论。了解声音在不同介质中传播的速度不同，会根据声速计算有关问题。课堂练习课堂练习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【答案】C。【详解】声音的传播需要介质，介质不同，传播速度不同，一般情况下，声音在气体中传播较慢，在液体中较快，在固体中更快。故选C。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空气快【答案】D【详解】A．一切声音都是由于物体振动产生的，故A错误；B．声音的传播需要介质，真空不能传声，故B错误；C．所有的固体、液体、气体都可以传声，故C错误；D．一般来说，固体传播声音比液体快，液体传播声音比气体快，故D正确。故选D。3．到寺庙景点旅游时，僧人敲响大钟，我们能听到大钟洪亮的声音，僧人停止撞击大钟，却仍“余音不止”，其主要原因是（）A．声的回音 B．人的听觉发生延长C．钟还在振动 D．钟停止振动，但空气还在振动【答案】C.【详解】AC．回声是声音在传播过程中，遇到障碍物时，被障碍物反射的现象；停止对大钟的撞击后大钟“余音不止”，是大钟仍在振动，不是回声现象，故A错误，C正确；B．人的听觉不会发生“延长”现象；故B不符合题意；D．停止对大钟的撞击后，大钟不能立即停止振动（如同敲击音叉一样），激起的空气的振动是声波传播时导致的现象，而不是“余音不止”的原因；故D不符题意。故选C。4．2023年7月20日，神舟十六号航天员圆满完成出舱活动的全部任务。如题图所示，在太空中，面对面的航天员必须借助无线电设备才能进行交谈。其原因是（）A．太空中是真空，不能传声B．太空中声音的传播速度太慢C．太空中航天员声音响度太小D．太空中航天员声音音调太低【答案】A.【详解】在太空中，面对面的航天员必须借助无线电设备才能进行交谈，是因为声音的传播需要介质，太空中是真空，真空不能传声，故A符合题意，BCD不符合题意。5．佳怡同学按如图所示实验装置做实验，请你回答下列问题：（1）如左图所示，轻轻敲击音叉，听到音叉发出声音，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明______________；在本实验中泡沫塑料球的作用是_____________；（2）如中间的图所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明___________________；（3）把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内，逐渐抽出其中空气，发现铃声明显减小，如图所示，实验推理可以得出真空__________。【答案】声音是由物体振动产生的，将微小的振动放大；声音可以在空气中传播；不能传声。【详解】（1）由题意可知，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，即发声的音叉在振动，所以这个现象说明声音是由物体振动产生的。由于音叉的振动幅度较小，不易观察，所以借助泡沫塑料球接触发声的音叉，泡沫塑料球将会明显摆动，从而说明音叉振动，所以在本实验中泡沫塑料球的作用是将微小的振动放大。（2）由题意得，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，说明声音通过空气传播到了左边，即这个现象说明了声音可以在空