2.2 音调-沪粤版八年级《物理》上册导学案

2.2音调(导学案)1.通过实验探究，理解音调的概念，知道音调由声源振动的频率决定，掌握频率的定义、单位及物2.掌握弦乐器音调高低的影响因素，能运用控制变量法分析弦的长短、粗细、松紧对音调的影响。3.了解人和不同动物的发声频率范围与听觉频率范围，能解释生活中常见的音调相关现象。4.能通过声波波形图判断频率高低与音调高低，体会控制变量法在物理探究中的应用，提升实验观察与分析归纳能力。【学习难点】1.频率概念的理解与波形图分析；2.用控制变量法探究弦乐器音调的影响因素；1.物理学中，把声音的高低叫做音调；声音的高低与声源振动的频率有关。2.声源振动次数和所用时间之比称为频率，用字母f表示；其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。3.声源振动的频率越高，音调越高；声源振动的频率越低，音调越低。6.弦越短、越细、越紧，它发出声音的音调越高；弦越长、越粗、越松，音调越低。7.人的发声频率范围约为85~1100Hz;人的听觉频率范围约为20~20000Hz。8.拉二胡时，手指在琴弦上上下移动，是通过改变弦振动的长度来改变音调的高【情境引入】同样是发声，有的声音尖细高昂，有的声音低沉浑厚，这种声音高低的差异，就是音调实验操作：将钢尺一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，用大小相同的力拨动钢尺，观察振动快慢，1.音调：声音的高低叫做音调，是声音的基本特性之一。定义：声源振动次数与所用时间的比值，描述物体振动的快慢。3.实验结论：声音的高低与声源振动的频率有关。声源振动的频率越高，音调越高；频率越低，音4.波形图分析：相同时间内，波形越密集，说明振动次数越多，频率越高，音调越高；波形越稀疏，频率越低，音调越低。1.实验中拨动钢尺时，为什么要保持每次拨动的力度大致相同?这用到了什么研究方法?保持每次拨动的力度大致相同，是为了控制钢尺振动的幅度一致，排除声音音调由发声体的振动频率决定。儿童的声带更短、更薄、更紧致，振动频率更高，因此说话的音调比成年人高；同理，女孩的声带通常比男孩更短更薄，振动频率更高，所以音调普遍比男孩高。【例题1】要使小提琴发出的声音的音调变低，可以采取的方法是()A.拉紧弦线B.增加发声部分弦的长度C.缩短发声部分弦的长度D.用更大的力弹拨弦线实验操作：固定琴弦的粗细、张紧程度，改变弦的长度，弹拨琴弦听音调变化；固定长度和张紧程度，换用粗细不同的弦对比；固定长度和粗细，改变钩码数量改变张紧程度对比。实验结论：在其他条件相同时，弦越短，音调越高；弦越细，音调越高；弦越紧，音调越高。1.演奏小提琴时，演奏者的手指在琴弦上不断移动位置，这样做的目的是什么?2.吉他调音时，拧紧或拧松琴弦的旋钮，是在改变什么因素来调节音调?【例题2】中阮是中华民族传统弹拨乐器，也是古琵琶的一种，已有两千多年的历史。如图是重庆鲁人的发声频率范围：约85~1100Hz;人的听觉频率范围：约20~20000Hz。不同动物的发声和听觉频率范围差异很大，例如蝙蝠、海豚蝴蝶飞行时翅膀振动频率低于20Hz,不在人的听觉范围内，因此人听不到蝴蝶飞用相同的玻璃杯装入不同量的水，敲击杯子时，杯子和水共同振动发声：水越多【讨论交流】1.为什么人耳听不到蝙蝠发出的全部声音?人耳的听觉频率范围是20\20000Hz,而蝙蝠的发声频率范围约为10000\120000Hz,其中大部分高于20000Hz(属于超声波),超出了人耳的听觉范围，因此人耳听不到蝙蝠发出的全部声音。2.向保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断水位的高低，这是为什么?向保温瓶灌开水时，发声体是瓶内的空气柱。随着水位升高，瓶内空气柱的长度逐渐变短，空气柱的振动频率逐渐升高，音调也随之逐渐变高。因此我们可以通过音调的变化，判断瓶内水位的高低。【例题3】蝴蝶的翅膀在10s内振动了60次，其振动频率是6Hz,蚊子的翅膀在2s内做了1200次振【解析】[1][2]蚊子的翅膀在2s内振动了1200次，则蚊子的频率为人类能听到的频率范围是20Hz～20000Hz,人耳听不到蝴蝶飞行时的声音。【归纳整理】2.2音调秒振动1次实验探究活动1:钢尺振动实验活动2:弦乐器实验动物：如蝙蝠发声10000~120000Hz,听觉1000~120000Hz;狗发声452~1800Hz,听觉15~50000Hz大调“1”频率262Hz,D大调“1”频率294Hz音调【课堂练习】1.如图，甲鼓发声时鼓皮每秒振动的次数比乙的少，甲、乙相比，甲鼓皮()甲A.发声的响度一定较大B.发声的音调一定较低C.振动的振幅一定较小D.振动的频率一定较高【解析】D.频率是物体在单位时间内振动的次数，根据题意知道B.音调是指声音的高低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低；由于甲鼓振动AC.响度是由发声体振动的幅度决定的，振幅越大、响度越大，根据题意，不能判断两鼓的振幅，故不能判断响度，故AC不符合题意。故选B。2.如图所示，同学们自制了一件乐器水瓶琴，在8个相同的透明玻璃瓶中装有不同高度的水，下列说法错误的是()D.用同样大小的力从左到右吹气，音调依次升高【答案】BB.用同样大小的力从左到右敲击时，瓶内的水越多，振动越慢，频率越小，音调越低，所以音调依次降D.向瓶子里吹气时，瓶子里的空气柱越短，越容易振动，频率越大，音调越高，故从左到右音调依次升高，故D正确，不符合题意。故选B。3.童谣《小蜜蜂》的歌词与乐谱如图所示，当唱到“大家一起”这四个字，声音的音调逐渐升高，主要是A.声波的频率逐渐变高B.声波的振幅逐渐变大C.声音的响度逐渐变大D.声音的音色逐渐变好【答案】A故选A。4.如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒(如图所示)。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来量筒abcde频率/Hz (1)量筒a气柱振动100次，需要秒，音调最高的是量筒(填字母代号);(2)若探究猜想①,应选量筒,本实验所用到的探究方法是;(3)若选择的是量筒b、c,则探究的猜想是(选填“②”或“③”);(4)若选择的是量筒_,小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调(选(5)如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声，所发出的声音音调较高。编号长度(cm)横截面积(mm²)编号长度(cm)横截面积(m²)A铜E铜B铜F铜C铜GD铜H ②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，根据这一实验现象，我们可以提出一个探究问题：;6.小明在观察图甲所示的二胡时猜想：弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝，设计了如图乙所示的装置，拨动枕木AB间的钢丝，进行了四次对比探究，四次实验的部分信息如丙表所示。固定点固定点枕木钩码钢丝实验次数1234粗细3343(1)实验中，在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的;(2)第1、2两次实验是为了探究音调与弦的关系。拨动后发现第1次实验发声音调低，则小(3)为了探究其余猜想，关于第3、4两次钢丝(4)探究结束反思实验时，小明认为可以将钢丝换成易于拉长和缩短的橡皮筋更方便探究音调与弦的长度关系。你认为可行吗?为什么?;(5)二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丁中小明两手指按压的是音【答案】松紧粗细当长度、松紧相同时，弦越粗(细)音调越低(高)D不可同，通过1和3或2和3可探究音调与松紧程度的关系，则3的粗细可与1的相同，粗钢丝，或与2的相和4或2和4可探究音调与长度的关系，则4的粗细可与1的相同，粗钢丝，或与2的相同，细钢丝。所以3、4次钢丝的粗细可为粗钢丝，也可为细钢丝。故D符合题意，ABC故选D。(4)[5]用橡皮筋替代钢丝不可行，因为在改变橡皮筋的长度时，橡皮筋容易发生形变，则粗细及松紧也(1)发声体振动，而且必须是每秒振动次；(2)一定要有传播声音的(3)要有正常良好的接收声音的。这三个条件缺一不可。人、蝙蝠的发声和听觉的频率