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第2節(jié) 聲音的特性 【教學目標】 知識與技能 1、了解聲音的三個特性。 2、知道聲音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動頻率有關；響度跟發(fā)音體的振幅和與距離發(fā)聲體的遠近有關； 3、不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同。 過程與方法 通過實驗探究影響音調(diào)與響度的因素，進一步了解和學習物理學研究問題的方法。 情感、態(tài)度與價值感 體會現(xiàn)實世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，從而更加熱愛世界，熱愛科學，熱愛生活。 【教學重點】 讓學生在探究中體會和理解音調(diào)、響度、音色的概念及其相關因素。 【教學難點】 音調(diào)與響度的區(qū)分 【教學準備】 教師準備：多媒體、示波器或計算機、樂器（有條件的老師或?qū)W校） 學生準備：鋼尺、鼓、音叉（256Hz和512Hz）和小錘、系線的乒乓球、鐵架臺、手機 【教學過程】 教 學 過 程 教學環(huán)節(jié)及內(nèi)容 教 師 活 動 學生活動 一、創(chuàng)設情境，導入新課 【創(chuàng)設情境】振動會發(fā)出聲音，可是，在生活中，你聽到過蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音嗎？聽到過蚊子發(fā)出的聲音嗎？你猜想是什么原因呢？ 鼓勵學生對精彩回答掌聲鼓勵，然后乘勢提出問題：剛才為什么用力鼓掌比輕輕拍掌發(fā)出的聲音大？ 【導入新課】可見不同的聲音有強弱、高低之分，這就是我們這節(jié)課所要探究的內(nèi)容。 板書課題：2.2聲音的特性 （設計意圖：從學生習以為常但又不能科學解釋的生活現(xiàn)象入手，在激發(fā)學生學習興趣的同時，點出本節(jié)課的學習主題。） 學生對問題很感興趣，積極說出自己的想法。 積極討論，踴躍發(fā)言 聽老師總結(jié)，步入本節(jié)課的學習之旅。 二、合作探究： 探究問題一：音調(diào) 1、音調(diào) 2、音調(diào)與頻率的關系 3、超聲波與次聲波 【創(chuàng)設情境】播放男低音演唱的《送別》和女高音發(fā)出的《海豚音》。讓學生感受兩首歌曲中聲音有什么差別？ 【提出問題】我們接觸到的各種聲音有的高有的低，在物理學中，把聲音的高低叫做音調(diào)。聲音為什么會有音調(diào)高低不同？什么因素決定音調(diào)的高低呢？ 【探究實驗】如圖，將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌面，撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢，改變鋼尺伸出桌面的長度，再次撥動鋼尺。比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發(fā)聲的音調(diào)，它們之間有什么關系？（強調(diào)：兩次實驗要用相同大小的力） 教師巡視，對個別學生的實驗過程進行指導，讓學生代表對實驗現(xiàn)象進行描述并填寫記錄表格（答案見附件1） 鋼尺伸出長度 振動快慢 聲音高低 伸出5cm 伸出10cm 伸出15cm （設計意圖：簡單易操作，直觀易感知，學生很容易將音調(diào)的高低與振動的快慢聯(lián)系在一起，找到它們之間的關系。） 【自主學習】指導學生自學，并思考下列問題： 1、物理學中描述物體振動快慢的物理量是什么？怎樣定義的？單位是什么？ 2、如果一個物體的振動頻率是100 Hz，它表示的物理意義是什么？ 3、你認為影響音調(diào)的因素是什么？ 4、人的聽覺頻率范圍是多少？ 5、什么是超聲波？什么是次聲波? 6、閱讀小資料說明：為什么有時在你認為很靜、沒有任何聲音時，狗卻突然表現(xiàn)得非常警覺？ 【演示實驗】為了很好地了解物體振動發(fā)聲的情況，我們可以將聲音的波形在示波器或計算機上展現(xiàn)出來。 分別把兩個不同的音叉（256Hz、512Hz）發(fā)出的聲音信號輸入示波器，注意聽音調(diào)上的差別以及觀察聲音在的波形上的區(qū)別。 （設計意圖：形象，直觀，通過觀察波形圖，易于把頻率與音調(diào)關系密切聯(lián)系起來,有助于學生的理解。） 【回眸】蝴蝶飛行時，翅膀振動在2min內(nèi)振動了600次，蚊子在飛行時，翅膀振動在1min內(nèi)振動了21000次，則它們的發(fā)聲頻率分別是__________、_________,你能聽到__________發(fā)出的聲音。 欣賞音樂，說出感受：男歌手的聲音比較低沉、渾厚；女歌手的聲音比較尖細、清脆。 聽講，思考提出的問題。 在老師的指導下分組實驗，觀察實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行描述： ——鋼尺伸出桌面越長，振動的越慢，聲音越低沉，音調(diào)越低。 ——鋼尺伸出桌面越短，鋼尺振動越快，聲音越尖銳，音調(diào)越高。 根據(jù)實驗現(xiàn)象完成表格。 認真自學，回答問題： 1、物理學中用物體物體每秒振動的次數(shù)即頻率來描述物體振動的快慢。單位：Hz 2、表示這個物體在1s內(nèi)振動了100次。 3、音調(diào)的高低與頻率有關，頻率越高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低。 4、多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍大約從20Hz到20000Hz； 5、高于20000Hz的聲叫做超聲波，低于20Hz的聲叫做次聲波。 6、狗的聽覺范圍比人的要大，能聽到人所聽不到的聲音，如：超聲波、次聲波。 仔細聽不同頻率聲音音調(diào)的高低，同時觀察不同頻率聲音波形圖的疏密。 小組內(nèi)討論并總結(jié)：頻率低，波形圖稀疏，頻率高，波形圖密集。 思考，回答：5 Hz 350 Hz 蚊子 探究問題二：響度 1、 響度 2、影響響度的因素 3、音調(diào)與響度的區(qū)別 【教師演示】分別輕輕敲擊鼓面和用力敲擊鼓面。請學生辨別聲音的變化。 點撥：物理學上把聲音的強弱叫響度。 【提出問題】根據(jù)上面的實驗，你猜想什么因素決定聲音的響度呢？ 鼓勵學生大膽猜想。 【探究實驗】你的如圖將正在發(fā)聲的音叉輕觸系在細繩上的乒乓球，觀察乒乓球彈開的幅度；使音叉發(fā)出不同響度的聲音，重做上面的實驗。 提問：你觀察到什么現(xiàn)象？乒乓球的作用是什么？ 點撥：物理學中在用振幅來描述物體振動的幅度。音叉的振動的幅度不便于直接觀察，通過乒乓球擺動的幅度可以間接反映出音叉振幅的大小，這樣我們就把音叉微小的振動給放大了，也便于我們直接觀察，這種方法叫做轉(zhuǎn)換法。 【得出結(jié)論】現(xiàn)在你能說出響度和振幅之間的關系嗎？ 鼓勵學生回答，總結(jié)出結(jié)論。 （設計意圖：培養(yǎng)學生實驗能力、觀察能力和思維能力，同時滲透轉(zhuǎn)換法。） 【情境演示】將手機鈴聲調(diào)到合適音量后，從講臺走到教室后面，再返回講臺。同學們聽到的聲音會有什么變化？ 【得出結(jié)論】上面實驗說明了什么？生活中如何增大聲音的響度？ 引導學生發(fā)言，得出結(jié)論。 （設計意圖：緊密聯(lián)系生活，讓學生把物理知識和生活實踐相結(jié)合，也體現(xiàn)了從生活走向物理的思想。） 【反饋練習】牛的叫聲與蚊子的叫聲相比較，下列結(jié)論正確的是：（ ） A、牛叫的聲音音調(diào)高，響度大 B、牛叫的聲音音調(diào)低，響度小 C、牛叫的聲音音調(diào)高，響度小 D、牛叫的聲音音調(diào)低，響度大 剖析：音調(diào)取決于發(fā)聲體振動的頻率，而響度取決于發(fā)聲體的振幅。牛叫的聲音較低沉，即振動頻率低，音調(diào)較低；蚊子聲音尖細，即振動頻率高，音調(diào)較高，但牛的叫聲明顯比蚊子大，即響度大。 說出聲音的特征變化：強弱發(fā)生變化 學生討論，提出猜想： ——可能與用力的大小有關 ——可能與振動的幅度有關 分組實驗，仔細觀察發(fā)生的現(xiàn)象，小組對實驗現(xiàn)象進行描述：用力越大，響度越大，乒乓球被彈起得越高。 傾聽老師的講述，理解記憶。 組內(nèi)討論，回答：物體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大；振幅越小，響度越小。 注意傾聽聲音的變化，回答：聲音的響度會變化， 思考，組內(nèi)討論回答：說明聲音的大小還與距離發(fā)聲體的遠近有關，生活中經(jīng)常用喇叭減少聲音的分撒。 結(jié)合所學知識回答：D 探究問題三：音色 1、 音色 2、與音色相關的因素 【播放聲音】多媒體播放鋼琴、二胡、笛子等一些樂器的聲音，讓學生判斷是什么樂器發(fā)出的。 提問：你是是怎樣分辨出不同聲音的？僅僅是根據(jù)音調(diào)和響度嗎？ 點撥：音色就是指聲音的品質(zhì)。 （設計意圖：緊密聯(lián)系生活，讓學生把物理知識和生活實踐相結(jié)合，容易形成音色的概念，同時體現(xiàn)課堂的趣味性，也體現(xiàn)了從生活走向物理的理念。） 【教師演示】下面分別是音叉、鋼琴與長笛發(fā)出的C調(diào)1（do）的波形圖，用計算機播放這幾個聲音片段，邊聽邊比較它們的波形有何異同。 音叉波形圖 鋼琴波形圖 長笛波形圖 【提出問題】針對上圖，提出以下問題讓學生思考： 1.從波形圖上能得出哪些信息？ 2.讓同學總結(jié)音色與哪些因素有關？ 3.能否舉出在生活中利用音色來辨別不同物體發(fā)聲的例子。 【互動小游戲】全體同學閉上眼睛，找三名同學分別說一句話，讓學生猜分別是哪位同學的聲音，并說明依據(jù)。 （設計意圖：在增加課堂愉快氣氛的同時，增強對銀音色的理解。） 聆聽聲音，判斷是何種樂器，并說出依據(jù)：是根據(jù)它們音色的不同來分辨的。 仔細觀察三個波形圖，討論，交流，回答問題： 1、音調(diào)相同的不同樂器發(fā)出的波形總體上的疏密程度是相同的，即頻率相同；但是波的形狀不同，即音色不同。 2、不同發(fā)聲體的材料不同、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色就不同。 3、根據(jù)生活經(jīng)驗，回答音色在生活中的應用：用手拍西瓜，利用音色來判斷西瓜熟不熟；輕輕敲打瓷器，利用音色來判斷瓷器是否有裂紋…… 做互動游戲，并說出分辨理由：不同人說話的音色不同，所以能“聞其聲而知其人”。 探究問題四：科學世界：樂音和樂器 指導學生閱讀教材P36“科學世界---樂音和樂器”。（有條件的教師和學校可演示這些樂器。） 提出以下問題讓學生思考： 1、什么是樂音？ 2、樂器的主要有哪幾種類型，它們是怎樣來改變音調(diào)和響度的？ （設計意圖：擴大學生的視野，了解聲音的三個特性與樂器的完美結(jié)合，了解物理知識在更廣泛領域的應用） 認真閱讀科學世界，討論交流，回答下列問題： 1、許多聲音悠揚、悅耳，聽到時感覺非常舒服，人們把這類聲音叫樂音 2、樂器主要分成打擊樂器、弦樂器和管樂器 -----改變用力程度，可以改變各種樂器的響度。 ------改變發(fā)聲體的長短、粗細、松緊等可以改變樂器的音調(diào)。 三、課堂小結(jié) 引導學生回憶、總結(jié)本節(jié)課的知識點，解決學生疑惑： 1、什么是音調(diào)？影響音調(diào)的因素是什么？ 2、人能夠聽到的頻率范圍是多少？什么是超聲波？什么是次聲波？ 3、什么是響度？影響響度的因素是什么？ 4、什么是音色？影響音色的因素是什么？ 學生討論交流，梳理本節(jié)知識要點。 四、課堂檢測 老師巡視、點撥 完成檢測題 見附件2 五、布置作業(yè) 出示作業(yè)，見附件3 課后完成， 【板書設計】 2.2聲音的特性 含 義 決 定 因 素 相 關 知識 音調(diào) 聲音的高低 發(fā)聲體振動的頻率 頻率：物體每秒內(nèi)振動的次數(shù)。 單位：赫茲（HZ） 人的聽覺頻率范圍：20HZ-20000HZ 超聲波與次聲波 響度 聲音的大小 發(fā)聲體振動的振幅 距離發(fā)聲體的遠近 振幅：物體振動的幅度。 音色 聲音的品質(zhì) 發(fā)聲體本身的材料、結(jié)構(gòu) 音色是辨別不同發(fā)聲體的依據(jù)。 【教學反思】 一、亮點之處： 1、本課設計了兩條主線，一是以問題為主線，在新課導入和引導學生探究“音調(diào)”、“響度”和“音色”三個知識點時，都是首先創(chuàng)設問題情景，進而提出探究的問題，激發(fā)學生求知欲望，引導學生積極思考。二是以活動為主線，創(chuàng)設情境、提出問題之后，引導學生圍繞問題設計探究方案，并積極參與、實際操作，在合作交流中相互啟發(fā)，深化對概念的理解和應用。 2、本節(jié)的名詞、術(shù)語比較多且比較抽象，教學時以聽聲為導引，以生活為背景，讓學生直觀感受，根據(jù)生活經(jīng)驗熟悉聲音的三種不同特征，易于學生理解，讓學生感受到物理就在身邊，體現(xiàn)課堂的趣味性和從生活走向物理的理念。 二、不足之處： 1．學生對日常生活的關注不夠多，缺乏對物理現(xiàn)象觀察的針對性和敏銳性，如笛子、吉他的聲音，有的學生根本沒聽過，生活經(jīng)驗的薄弱與物理知識的脫節(jié)會對本節(jié)教學有影響。 2、學生的語言表達能力不夠強，又由于本節(jié)課物理概念比較多，導致某些學生對物理概念的把握不夠準確，有些現(xiàn)象和結(jié)論能意會卻難以用恰當?shù)恼Z言去描述，缺乏對語言表達能力的重視和訓練。 附件1：鋼條振動快慢與聲音高低的關系 鋼尺伸出長度 振動快慢 聲音高低 伸出1/5 最快 最高 伸出1/3 較快 較高 伸出1/2 慢 最低 附件2：課堂檢測 1．男低音獨唱時由女高音輕聲伴唱，則男低音比女高音( ) A、音調(diào)低，響度大 B、音調(diào)低，響度小 C、音調(diào)高，響度大 D、音調(diào)高，響度小 2．下列關于聲音的說法中不正確的是 （ ) A、“震耳欲聾”主要說明聲音的音調(diào)高 B、“隔墻有耳”說明固體也能傳聲 C、“聞其聲而知其人”主要是根據(jù)音色來判斷的 D、“輕聲細語”主要說明聲音的響度小 3．有一種專門存放貴重物品的“銀行”，當人們存放了自己的貴重物品后．要用儀器記錄下自己的“手紋”“眼紋”“聲紋”等，以便今后用這些細節(jié)獨有的特征才能親自取走物品，防止被別人取走。這里的“聲紋” 記錄的是人說話的（ ) A、音調(diào) B、響度 C、音色 D、三者都有 4．如圖所示，拿一張硬紙片．讓它在木梳齒上劃過，當劃得快時，紙片振動產(chǎn)生聲音的音調(diào)________，當劃得慢時．紙片振動得_______，產(chǎn)生的音調(diào)_______。如圖所示，撥動張緊的細橡皮筋產(chǎn)生的音調(diào)比撥動張緊的粗橡皮筋產(chǎn)生的音調(diào)___________。 5．往熱水瓶中灌開水時，可以根據(jù)發(fā)出聲音的_________變化來判斷水是否灌滿；看電視時，調(diào)節(jié)音量按鍵實質(zhì)是改變電視機發(fā)出聲音的_________。 6．蜜蜂1min振動21000次，則蜜蜂發(fā)聲頻率是____,當它都從你耳邊飛過時，你_______(“能”或 “不能”)聽到它發(fā)出的聲音。 7．聲波可以在示波器上展現(xiàn)出來。先將話筒接在示波器的輸入端，再將敲響的甲、乙兩個音叉分別對著話筒發(fā)出聲音．在示波器上出現(xiàn)了如圖所示的波形。通過對被形的分析，可知________音叉的音調(diào)高。 參考答案：1．A 2．A 3．C 4．高、慢、低、高 5．音調(diào) 響度 6．350 Hz 能 7．乙 附件3：作業(yè)題 請你根據(jù)所學知識試著制作一件樂器，和同學們一起舉辦小小音樂會，看看誰的樂器有新意，誰演奏的好，說說你的樂器的原理。 參考答案： 方案一：8個相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔細調(diào)節(jié)水的高度。敲擊它們，就可以發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、ⅰ”的聲音來。 方案二：在筷子上捆一些棉花或碎布，做一個活塞。用水蘸棉花后插入兩端開口的塑料管或竹管中。用嘴吹管的上端，可以發(fā)出悅耳的哨音。上下推拉“活塞”，音調(diào)就會改變。