第八章 第八節(jié)超聲波及其應(yīng)用教案 人教版

1、第八章 第八節(jié)超聲波及其應(yīng)用教案一、教學目標（1）了解聲音是一種機械波；（2）了解樂音的三個要素；（3）了解聲音的共鳴現(xiàn)象；（4）了解噪聲的危害；增強對噪聲進行控制的環(huán)保意識。（5）了解次聲波和超聲波的應(yīng)用。二、重點、難點分析1、重點是聲波作為機械波的一些特征：縱波、聲速、波長及聽覺的頻率范圍。2、難點是對樂音三要素的理解。三、教具兩個頻率相同的音叉，金屬環(huán)，橡皮捶，細線以及乒乓球、玻璃罩，鬧鐘。四、主要教學過程復(fù)習波發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象的條件。提問：聲音是怎樣產(chǎn)生的？聲音本身又是怎么回事？學生回答，教師加以完整概述，引入新課；（一）聲波1、聲源演示實驗（1）讓學生一邊說話，一邊用手摸咽喉，感覺

2、聲帶的振動。（2）敲擊音叉使其發(fā)聲 提問：音叉發(fā)聲時是否也在振動呢？ 讓懸在線上的乒乓球靠上正在發(fā)聲的音叉，觀察乒乓球被彈開，說明音叉發(fā)聲時也在振動。（3）生活中的其它例子彈琴時看到、觸摸到琴弦的振動；用手摸打開的收音機的喇叭，或打開的電視機的音箱，都能感覺到振動。說明：其實，我們聽到的各種聲音都是由于振動產(chǎn)生的，雖然有的振動我們看不見。這些振動發(fā)聲的物體就是聲源。當然，氣體和液體也能振動發(fā)聲，如管樂器就是空氣柱的振動發(fā)聲。2、聲波聲源是怎樣產(chǎn)生聲音的呢？振動的音叉，它的叉股向一側(cè)振動時，壓縮臨近的空氣，使這部分空氣變密；叉股向相反方向振動時，這部分空氣又變疏。這種疏密相間的狀態(tài)靠空氣的相互作

3、用由聲源向外傳播，形成聲波，傳入人耳，使鼓膜振動，就引起聲音的感覺。其實，人耳只能聽到20Hz20000Hz的振動，低于20Hz或高于20000Hz的振動就不能引起人類聽覺器官的感覺。提問：從聲波的形成中我們能看出什么問題呢？（1）聲波是縱波；（2）聲波的傳播需要介質(zhì)。介質(zhì)可以是空氣，也可以是固體、液體。提問：你能舉出一些固體、液體傳聲的例子嗎？敲擊桌子時，耳朵貼在桌子上聽到更響亮的聲音，這是從桌面直接傳來的聲音；關(guān)嚴窗戶，還能聽到聲音，因為玻璃能傳聲；沒有介質(zhì)就沒有聲音。實驗演示：把鬧鐘放到玻璃罩里，用抽氣機抽出罩內(nèi)空氣，就聽不到鬧鐘的聲音。可見，聲音是在空氣或其它介質(zhì)中傳播的一種機械波。介

4、質(zhì)的性質(zhì)不同。聲波在其中傳播的波速也會不同。聲音在空氣中的傳播速度一般取340ms，在水里的傳播速度約是空氣里的4倍半，在金屬中更快。為什么說“聲音在空氣中的速度一般取340ms”呢？因為空氣的溫度不同，聲速也不同。如0時為332ms， 20時為344ms， 30時為349ms。聲音是一種機械波，就該有機械波的一般性質(zhì)。提問：波都有哪些性質(zhì)呢？    答：干涉、衍射和反射。    3、聲波的干涉和衍射    實驗：取兩個頻率相同的音叉，發(fā)出的聲音互相干涉。    學生在座位上

5、左右移動頭部位置可聽到聲音的強弱變化。    提問：同學們在生活中遇到過聲波的衍射現(xiàn)象嗎？    學校鈴聲一響，你在哪里都可以聽得到聲音繞過了障礙物。波發(fā)生明顯衍射是有條件的，聲波滿足明顯衍射的條件嗎？請計算一下聲音的波長范圍。    這個波長跟一般物體的尺寸相差不多，可以發(fā)生明顯衍射。    4、聲波的反射你見過聲波的反射嗎？試舉一些例子。在山谷里、大院子里或大的房間里能聽到回聲，就是聲波的反射現(xiàn)象。那么，在教室里說話沒有回聲，是不是說明此時聲波不發(fā)生反射呢？不是。聲波遇到

6、障礙物都會被反射，但能否聽到回聲跟我們的聽覺特點有關(guān)系：回聲到達人耳比原來的聲音滯后0.1秒以上，我們才能把它們區(qū)分開。如果滯后時間小于0.1秒，我們就無法區(qū)別它們而認為是一個聲音。    據(jù)此，同學們計算一下距離障礙物至少多遠才能聽到回聲？    另外，打雷時雷聲連續(xù)不斷也是雷聲被障礙物不斷反射造成的。北京天壇的回音壁也是利用聲音的反射造成的，充分顯示了我國勞動人民的智慧。（二）樂音    1、樂音和噪聲    播放一段錄好的音樂和噪聲。   

7、 提問：它們的區(qū)別是什么？    樂音：好聽悅耳的聲音叫樂音。噪聲：嘈雜刺耳的聲音叫噪聲。    指出：樂音和噪聲是按主觀感覺分的，但它們客觀上也是有差別的。樂音是由周期性振動的聲源發(fā)出的；而噪聲是由無規(guī)則的非周期性振動的聲源發(fā)出的。    2、音調(diào)    我們所說的高音歌唱家，這里的“高”，指的是什么呢？音調(diào)。    音調(diào)的高低在物理上的差別是什么呢？    聲源的振動頻率越高，音調(diào)越高。男人聲帶寬而厚，振動頻率低

8、，所以聲音低沉；    女人聲帶窄而薄，振動頻率高，所以聲音尖細。    3、聲強和響度     提問：說話的嗓門有大有小，這是聲音的什么不同呢？    答：振幅不同。    聲源的振幅越大，聲波傳遞的能量越多，確切地說，單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的能量越多。在聲學中，單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的能量叫做聲強。但人們發(fā)現(xiàn)，即使聲強相同，頻率不同的聲音引起人們強弱的感覺也是不同的。  &

9、#160; 我們把人們主觀感覺到的聲音強弱叫響度。    響度從主觀感覺上描述聲音強弱，而聲強是從客觀上描述聲音的強弱。響度跟音調(diào)不同，    比如女同學說悄悄話，響度很小，但音調(diào)依然較高；而男生即使大聲喊，音調(diào)還是較低。    4、音品    兩個人唱歌，即使完全按歌譜來唱，響度也一樣，我們還是聽著不同，這是為什么呢？鋼琴不同，所以二者聽起來不同。    這里，頻率最低的音叫基音，其余頻率的音叫泛音。正是泛音的多少、泛音頻率的振幅大小，決定了不

10、同的樂器各有特色，具有不同的音品。    音調(diào)、響度和音品叫樂音的三要素。    5、聲音的共鳴    實驗演示：取兩只頻率相同的音叉，使它們音箱的開口相對靠近放置。用橡皮槌敲擊音叉A，稍停用手按住A，聽到音叉B發(fā)出聲音。    提問：怎么解釋這種現(xiàn)象？與學生一起給出一個說明。    實驗演示：給音叉B箍上一個金屬環(huán)，重復(fù)剛才的實驗，聽不到B發(fā)音。    提問：為什么這樣？    指出：

11、剛才的B受振發(fā)音屬于共振現(xiàn)象，振動比較強烈，能夠發(fā)聲。這種聲音的共振現(xiàn)象叫聲音的共鳴。后一個實驗改變了B的固有頻率，不能再引起共鳴。（三）噪聲的危害和控制    1、從環(huán)境保護的角度講，什么是噪聲？    2、試列出幾條噪聲的危害，你有哪些體會？你覺得噪聲危害大嗎？    3、你所遇到的噪聲來源于什么？    4、樣控制噪聲？（四）超聲波及其應(yīng)用  提出問題，讓學生通過閱讀自己回答。問題如下：    1、什么是次聲波？什么情況下會產(chǎn)生次聲波？它有哪些應(yīng)用？    2、若聲納向海底發(fā)出超聲波脈沖后t時間收到反射信號，設(shè)超聲波在水中的速度是v，則海底深度是多少？    3、超聲波探傷是利用了超聲波的什么性質(zhì)？