2.4 让声音为人类服务-沪粤版八年级《物理》上册导学案

2.4让声音为人类服务(导学案)1.了解声音在音乐、建筑领域的应用，知道回音壁、三音石的声学原理，理解双耳效应与立体声的2.明确超声和次声的频率范围，了解超声与次声的特点及实际应用，能区分声音传递信息与传递能量的两类应用场景。4.了解噪声污染的防治方法，树立声环境保护意识，提升运用声学知识解释生活现象、解决实际问【学习重点】1.超声与次声的特点及生产生活应用；2.噪声的控制途径与措施辨析；3.声音的反【学习难点】1.区分声音传递信息与传递能量的应用实例；2.噪声控制三种途径的原理与场景辨析；3.超声波回声测距的相关计算。1.北京天坛的回音壁、三音石都利用了声音的反射原理：现代音乐厅通过设置吸声材料、反射板来优化室内听音效果。2.同一个声音传到人双耳的时间、强弱等特征存在微小差别，大脑据此判断声源方位，这就是双耳3.人耳的听觉频率范围是20~20000Hz;物理学中，把振动频率高于20000Hz的声音叫做超声，把振动频率低于20Hz的声音叫做次声。4.超声波既可以传递信息，如B超诊断、声呐探测、超声探伤；也可以传递能量，如超声清洗、超声焊接、超声碎石。5.利用次声波可以提前预测风暴(台风或自然灾害),还可以通过次声定位系统确定火箭发射和着6.从物理学角度看，乐音的波形规则，噪声的波形杂乱无章；从7.计量声音强弱的单位是分贝，符号为dB;居民区白天的理想噪声不高于55dB,夜间不高于45dB;长期处于高分贝环境会损伤听力，甚至诱发疾病。8.控制噪声主要在消声、吸声和隔声三个方面采取措施，分别对应在声源处减弱、在传播过程中减弱的不同思路。探究一、声音的应用——音乐与建筑音乐家通过控制音调、响度的变化，搭配伴音、和声组成不同旋律，实现情感表达与艺术传递。计算机音乐数字合成技术，能够逼真模仿各种乐器的音色，极大丰富了音乐的创作与呈现形式，推动音乐艺术发展。古代声学应用：北京天坛的回音壁利用声音的多次反射，使声波沿双耳效应：声源到两只耳朵的距离不同，声音传到双耳的时间、强弱和振动特征存在细微差异，大脑根据这些差异判断声源的方位与距离。1.为什么在空旷的大厅里说话会明显感觉到回声，而在摆满家空旷的大厅墙面光滑坚硬，对声音的反射能力强，声音反射后形成的回声与原声时间差大于0.1s,人耳可以清晰区分，因此回声明显；房间内的家具、地毯属于多孔、粗糙的材料波，大幅减弱声音的反射，回声被显著削弱2.只戴一只耳机听音乐时，很难感受到立体声的立体声的核心原理是双耳效应：声音到达两只耳朵的时间、强弱存在差异，大A.只要物体振动，我们就能听到声音D.人耳区分回声和原声，需要原声和回声接收的时间间隔超过0.1s。建筑师利用故选D。传递信息的应用：声呐探测海洋深度、定位鱼群与潜艇；B超检查人体内部器官；超声检测工业零件内部缺陷；超声导盲仪辅助盲人探路。特点：传播距离远、能量损耗小，能绕过大型障碍物传播。自然来源：地震、火山爆发、台风、海啸等自然灾害发生时，都会伴随次声波产生。1.请判断下列应用分别利用了声音传递信息还是能量：①超声波洗牙②汽车倒车雷达③超声波碎石④医生用听诊器听诊利用声音传递能量：①超声波洗牙、③超声波碎石；利用声音传递信息：②汽车倒车雷达、④医生用听诊器听诊。2.地震、台风来临前，很多动物会出现异常反应，人类却无法提前感知，这是为什么?地震、台风等自然灾害来临前，会伴随产生频率低于20Hz的次声波。人类的听觉频率范围是20~20000Hz,无法感知次声波；而很多动物的听觉频率范围更广，能够接收到次声波，提前感知到危险，因此会出现异常反应。【例题2】如图所示是一款低音频发声灭火装置，通过发出30~60Hz的低频声波，能够在短短数秒之内扑灭火焰。关于这台低音频发声灭火装置，下列说法正确的是()A.该装置发出的低频声波属于次声波C.声波可以灭火说明声波具有能量D.低音频发声灭火装置是高科技产品，声源不需要振动D.一切正在发声的物体都在振动，低音频发声灭火装置发出的声音是由物体的振动产生的，故D错【情境引入】悦耳的乐音能愉悦身心，而杂乱的噪声会干扰生活、损害健康，噪声污染已成为当代世物理学角度：发声体做无规则振动时发出的声音，对应的声波波形杂乱无章、没有规律。环境保护角度：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们想要健康影响：70dB以上会干扰正常谈话，降低工作学习效率；长期处于80~100dB的环境中，会造成听力迟钝甚至永久性耳聋；强噪声还会诱发多种疾病，严重时可危及生命。消声：在声源处减弱噪声。例如：汽车排气管加装消声器、城区禁止机动车鸣笛、机器设备加装减震装置。吸声：在传播过程中减弱噪声。例如：录音室墙面铺设多孔隔声：在传播过程中减弱噪声。例如：高架道路两侧安装隔音板、住宅安装双层真空玻璃、道路两旁1.大雪过后，周围环境会变得格外宁静，请用声学知识解释这一现象。①摩托车安装消声器：在声源处减弱噪声(消声);②道路旁修建隔音墙：在传播过程中减弱噪声(隔声);③工厂工人佩戴防噪声耳罩：在人耳处减弱噪声；④关闭正在播放的大功率音响：在声源处减弱噪声(消声)C.从声源处减弱噪声D.以上三种减弱噪声的方法都用了【解析】减弱噪声主要有三种途径，从人耳处、传播过程中、声源处减弱，禁止燃放烟花爆竹，直接让声音为人类服务让声音为人类服务定义：超声(>20000Hz)、次声(<20Hz),人耳不可听传递能量：工业处理(清洗、焊接等)、医疗、处理种子危害：影响效率(>70dB)、损伤听力(80-100dB)、诱发疾病【答案】双耳2.在武侠小说或电影里，经常会看到一位双目失明的大侠，还能判断出前来攻击他的敌人的方位，这是因为A.他的眼睛原来没有失明B.他的耳朵有特异功能C.这是一种巧合【解析】武侠电影里经常描写一大侠双目失明，还能判断出攻击者的方位，主要是因为声音传到武侠者的两只耳朵的时刻和强弱以及其他特征也不同，这些差异就是他用耳朵判断声源方3.善于观察的同学一定会发现影剧院、大礼堂、音乐厅或录播室的墙壁上有许多跟蜂窝状似的小孔，这样设计的主要目的是()A.减弱回声对原声的影响B.增强声音的反射C.增大声音的响度D.提高装饰的效果【答案】A【解析】影剧院、大礼堂、音乐厅或录播室的墙壁上有许多跟蜂窝状似的小孔，可以减弱声音的反射；当声音传到这些墙面后，被反射到了不同的方向或被多次反射而吸收掉，这样就能A.用听诊器给病人诊病B.用超声波给工件探伤【答案】D【解析】A.用听诊器给病人诊病可以知道病人的病情，属于声传递信息，故A不符合题意；B.用超声波给工件探伤可以了解工件的质量问题，属于声波传递信息，故B不符合题意；C.用次声波预报海啸可以提前预知灾害的来临，做好应对准备，属于声波传递信息，故C不符合题意；D.用超声波清洗眼镜是利用超声波引起污渍的共振，使其脱离眼镜，属于声波传递能量，故D符合题(1)关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以体”);(2)声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz～30kHz之间，由于这种声波的频率较高，声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号的往返时间就可以确定目标的距离。人和一些动物的发声和听觉的频率范围发声频率听觉频率②停在海水中的潜艇A继续监视潜艇B,突然接收到经潜艇B反射回来的声波频率是变高的，6.地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是A.地震时会产生超声波B.声音可以传递信息故选A。7.发生地震时，有些动物比人提前感觉到，是因为地震时伴有声波产生；在相同的介质条件下，假设次声波的传播速度为v1,超声波的传播速度为v2,则它们的大小关系是v1v₂(选填vɪ=V2。AB(2)噪声居民区街道禁鸣喇叭B.街头设置的噪声监测仪设有透明板墙C.街头设置的噪声监测仪，只能起监测作用，不能控制噪声，故C不符合题意；D.高架路某些路段两侧设有透明板墙，在传播过程中减弱噪声，故D不符合题意。故选A。12.如图是生活中的两个情境，左图是居民小区噪声监测器，显示环境噪声为55.5分贝。右图是钢琴调音师正在用手机上的一个调音软件播放音叉256、512、1024、2048(Hz)的标准音来校准琴音。下列说法正确的是()钢琴调音大师钢琴调