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第三章　聲的世界 這一章應(yīng)該要學(xué)到什么： 1．通過實驗探究．初步認(rèn)識聲音產(chǎn)生是由于振動；聲音傳播時需要介質(zhì)；了解現(xiàn)代技術(shù)與聲音有關(guān)的應(yīng)用． 2．了解樂音的特性，知道防治噪聲的途徑． 3．知道超聲和次聲，了解波在信息傳播中的作用． 第一節(jié) 科學(xué)探究：聲音的產(chǎn)生與傳播 例1 一學(xué)生用沾水的泡沫板在玻璃上摩擦，發(fā)出刺耳的聲音．對這個物理過程，你能提出有關(guān)聲音的物理問題嗎? 分析與解 在探究的各個環(huán)節(jié)中，學(xué)會提出問題是探究活動的開始．學(xué)習(xí)中可以針對問題的情景來提問題，可以從題目中出現(xiàn)的字、詞來提問題，也可以針對物理問題的延伸來提問題．在本題中．可以問：(1)為什么用沾水的泡沫板在玻璃上摩擦，會發(fā)出聲音? (2)為什么有的聲音好聽，而有的聲音很刺耳? (3)沾多少水可以發(fā)出最大的聲音? (4)這些聲音是如何產(chǎn)生的? 例2 第一次測定聲音在水中的傳播速度是1827年在日內(nèi)瓦湖上進(jìn)行的．兩只船相距14km．一只船上的實驗員在水里放一口鐘，當(dāng)他敲鐘的時候，船上的火藥同時發(fā)光；另一只船上的實驗員在水里放一個聽音器，他看到了火藥發(fā)光后10‘聽到水下的鐘聲．試計算：水中的聲速是多大? 分析與解 聲音也是一種物質(zhì)。它的傳播可以用第二章學(xué)過的速度公式進(jìn)行計算．在以后的學(xué)習(xí)中會知道，光在空氣中的傳播速度非常大，光在兩只船之間傳播的時間可以忽略不計，故可認(rèn)為聲音傳播的時間就是10s． S＝14km＝1．4104m t＝10s，利用速度公式可求v，即v=1.4103m/s 1．我們唱歌、說話時能發(fā)出聲音靠的是人體的________振動，所以聲音是由發(fā)聲體 __________而產(chǎn)生的． 2．在課本圖3—7中，揚(yáng)聲器播放音樂時．放在紙盆上的小紙片會不斷跳動，請你提出三個關(guān)于聲音的物理問題． ①_______________________________________________________________？ ②________________________________________________________________？ ③________________________________________________________________？ 3．人在房間內(nèi)講話的聲音比在曠野上講話的聲音大一些，這是因為在房間內(nèi)講話時，原聲和_______混在一起，使_______加強(qiáng)． 4．下列有關(guān)聲音傳播的情況，說法正確的是( A．只有空氣能傳播聲音 B．只有氣體和固體能夠傳播聲音 C．聲波引起耳朵里鼓膜的振動，通過聽覺神經(jīng)傳到大腦，產(chǎn)生聽覺 D．在月球上兩個宇航員通過無線電能聽到互相說話的聲音，所以真空也能傳聲 5．以下幾個實驗現(xiàn)象，能說明聲音產(chǎn)生原因的是( )． A．放在玻璃鐘罩內(nèi)的電鈴正在發(fā)聲，把玻璃鐘罩內(nèi)的空氣抽去一些以后，鈴聲明顯減弱 B．把正在發(fā)聲的收音機(jī)密封在塑料袋里，然后放入水中，人們?nèi)阅苈牭绞找魴C(jī)發(fā)出的聲音 C拉小提琴時，琴弦的松緊程度不同，發(fā)出的聲音也不同 D．撥動吉他的琴弦發(fā)出聲音時，放在弦上的小紙片會被琴弦彈開 6．在課本圖3—10中，瓶里的空氣被抽掉越多，聽到的音樂聲越?。茖W(xué)家能論證，瓶中的空氣是永遠(yuǎn)抽不完的．因此我們只能設(shè)想：如果把瓶中的空氣完全抽出來，我們就聽不到音樂聲了．這里我們用的是什么方法進(jìn)行的設(shè)想?____________________。 7．某同學(xué)在看到閃電后2s聽到雷聲．該同學(xué)與打雷處的距離是多少? 第二節(jié) 樂音與噪聲 例1 一同學(xué)為了探究聲音的響度與什么有關(guān)，他首先將一個鋸條放在桌面上，并將一部分伸出桌面外．用手按住桌子邊緣及桌面上的所有鋸條，保持鋸條的位置不變，先 撥動方式 振動幅度 聲音響度 輕輕撥 小 小 用力撥 大 大 結(jié)論 鋸條的振動幅度越大，聲音越大 后用手輕撥、重?fù)茕彈l，使鋸條按不同幅度振動，仔細(xì)辨別聲音，并同時觀察鋸條的振動．實驗中，填寫了以下表格： 這個表格的名稱應(yīng)該是什么? 分析與解 探究實驗首先要明確實驗?zāi)康?，表頭的名稱說明的正是實驗的內(nèi)容．有的同學(xué)在收集實驗數(shù)據(jù)時也知道要設(shè)計記錄表格，但往往就是不寫表頭名稱，這些同學(xué)應(yīng)該在今后的學(xué)習(xí)中加以重視．這個實驗表格的名稱可以是：鋸條振動的幅度與聲音響度的關(guān)系． 例2 我們可以用“很小的聲音唱很高的音，用很大的聲音唱很低的音”，這句話中說明的概念有什么不同? 分析與解 音調(diào)和響度是兩個很容易混淆的概念，很多同學(xué)認(rèn)為聲音小就是音調(diào)低 目中的這句話正是說明了音調(diào)和響度這兩個不同的概念． 1．汽車的喇叭聲一般比摩托車的喇叭聲大，這是因為這兩個聲音的________不同； 樂隊指揮很容易發(fā)現(xiàn)是笛子吹得不好，還是二胡演奏得不行，這是因為這兩個聲音的_________不同；笛子的聲音高亢嘹亮，大提琴的聲音低沉婉轉(zhuǎn)，這是因為這兩個聲音的 _______不同． 2．凡是危害人們__________和__________的聲音都是噪聲． 3．為了保護(hù)聽力，在一般情況下應(yīng)該控制噪聲不超過( ) A．30 dB B．50 dB C．90 dB D．110dB 4．為了減弱噪聲，下列措施中不可行的是( )． A．將噪聲大的機(jī)器換成噪聲小的機(jī)器 B．在公路和住宅間設(shè)立屏障或植樹 C．在耳孔中塞上一團(tuán)棉花 D．關(guān)閉所有的電源 5．有條件的同學(xué)可以登錄相關(guān)網(wǎng)站，查一查有關(guān)聲音的知識． 第三節(jié) 超聲與次聲 例 蝴蝶從身旁飛過，我們憑聽覺不能發(fā)現(xiàn)蝴蝶在飛行，其原因是蝴蝶翅膀發(fā)出的聲音屬于________。蝙蝠用超聲測知墻壁等障礙物，其發(fā)出的聲波，人聽不到的原因是因為它發(fā)出的聲波的頻率_________。 分析與解 正常人的耳朵的聽覺頻率范圍是20～20 000Hz，低于20Hz的聲音叫次聲 波，高于20 000Hz的聲音叫超聲波．蝴蝶翅膀的振動頻率約5～6 Hz，屬于次聲波，因此人耳聽不見．而人聽不到蝙蝠發(fā)出的超聲，是因為它發(fā)出的聲波的頻率大于20 000Hz．所以答案填：次聲波，大于20 000Hz， 1．正常人的耳朵能聽見的聲音的頻率范圍是_________ Hz到_______ Hz之間。 2．請各舉兩例說明超聲和次聲在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。 超聲①___________________________________________________________。 ②___________________________________________________________。 次聲①___________________________________________________________。 ②___________________________________________________________。 3．大象進(jìn)行交流的“聲音’’是一種次聲波，人類聽不到大象的“聲音”，是因為( ) A．大象發(fā)出的聲音太小 B．次聲波無法傳到人耳 C．次聲波的頻率大于20 000Hz D．次聲波的頻率小于20Hz 達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 1．花樣游泳運(yùn)動員在水中表演時，也能聽到岸上喇叭里的音樂聲，這是因為聲音可以在_______中傳播． 2．雷雨天，我們先看到云層中閃電，然后聽到雷聲，這是因為如果看見閃電ls后，才聽到雷聲，閃電處距人約_________m？一次閃電后聽到的是隆隆雷聲，這是__________________緣故． 3．運(yùn)動會上同學(xué)們敲鑼打鼓，這鑼聲、鼓聲是由于鑼面和鼓面的_________產(chǎn)生的，再通過________向四周傳播開來。 4．“余音繞梁，三日不絕“是描寫優(yōu)美動聽旋律的詩句，但從物理學(xué)的角度看，說明的是_________________物理現(xiàn)象． 5．入耳要聽清楚聲音時，必須滿足下列條件：(1)一定要有正在振動的物體，即___________；(2)振動的物體和人耳之間必須有傳播聲音的_______；(3)振動物體的頻率一定在人的聽覺范圍內(nèi)，即頻率___________Hz；(4)聲音到達(dá)人耳處的響度至少達(dá)____dB 6．古代人民在曠野地區(qū)常用“伏地聽聲’’的辦法來判斷有無馬群的到來，他們這是應(yīng)用了________________的知識。 二、選擇題 1．聲音在下列物質(zhì)中傳播最快的是( A．鋼軌 B．湖水 C．煤油 D．空氣 2．用玻璃制造的封閉的電話亭隔音效果好，這主要是因為玻璃( )． A．能較好地吸收聲音 B．能較好地反射聲音 C．聲音在玻璃中不易傳播 D．以上說法都正確 3．在一些城市的公路旁，常見到一種監(jiān)測噪聲的設(shè)備．當(dāng)有汽車行駛過來時．設(shè)備上顯示的數(shù)字會發(fā)生變化，這個數(shù)字的單位應(yīng)該是( )． A．Hz B．dB C．km／h D．km 4．一些會口技的演員能模仿動物的叫聲，從物理學(xué)角度看，他們所模仿的是( )． A．音調(diào) B．響度 C．音色 D．頻率 三、綜合題 1．技術(shù)人員在檢查機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常時，常把一根金屬棒的一端放在機(jī)器的各個部位上，把另一端靠近耳朵聽，這樣做的道理是什么? 2．請你舉出兩個應(yīng)用超聲波的例子 3．用一根拉緊的棉線或金屬絲線連接兩個小紙杯，這樣就制成了一個“土電話機(jī)”，幾個同學(xué)在一起用“土電話機(jī)”做實驗， (1)相距同樣遠(yuǎn)，講話者以同樣的響度講話．若連接“土電話機(jī)”的是棉線，聽者聽到的聲音小；若連接”土電話機(jī)”的是金屬線，聽者聽到的聲音大．這一實驗現(xiàn)象表明：_________________________________________________________________________； (2)如果在用“土電話機(jī)”時，有人用手捏住線上某一部分，則聽的一方就聽不到對方講話的聲音，這是由于________________________________； (3)如果在用“土電話機(jī)’’時，線沒有拉直而處于松弛狀態(tài)，則聽的一方就聽不到對方講話的聲音了，這是由于________________________________。 4．用一個廢鋼鋸條(或塑料尺)，你能做幾個聲學(xué)實驗嗎?簡述各個實驗的做法． 5．對著山崖、高墻喊話，聲音會被山崖和高墻反射回來，再傳人人耳，就聽到了回聲．如到達(dá)人耳的時間比原聲晚o．1 s l,St上，人耳就能把原聲和回聲區(qū)分開來；如果不到0.1s，回聲就和原聲混合在一起，使原聲得到加強(qiáng)． 黃明同學(xué)站在高墻前，要能區(qū)別自己的拍手聲和被高墻反射回來的回聲，他至少要離高墻多遠(yuǎn)? 6．在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素影響 的，他決定對此進(jìn)行研究．經(jīng)過同學(xué)們討論，提出了以下猜想． 猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān) 猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦和長短有關(guān)． 猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)， 編號 材料 長度L／cm 橫截面積S／mm2 A 銅 60 0．76 B 銅 60 0．89 C 銅 60 1．02 D 銅 80 0．76 E 銅 F 銅 100 0．76 G 銅 80 1．02 H 尼龍 80 1．02 I 　 尼龍 100 1．02 為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了表中所列9種規(guī)格的琴弦．因為音調(diào)的高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀 器進(jìn)行實驗 (1)為了驗證猜想一，應(yīng)選用編號為 ______、______的琴弦進(jìn)行實驗． 為了驗證猜想二，應(yīng)選用編號為 ______、_______的琴弦進(jìn)行實驗． 表中有的材料規(guī)格還沒填全，為了驗證猜想三，必須知道該項內(nèi)容．請在表中填上所缺數(shù)據(jù)． (2)隨著實驗的進(jìn)行，小華又覺得琴弦音調(diào)的高低，可能還與琴弦的松緊程度有關(guān)．為了驗證這一猜想，必須進(jìn)行的操作是_________________________________________________________。 7．科學(xué)工作者為了探測海底某處的深度，向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過4s收到回波信號，海洋中該處的深度是多少m?(聲音在海水中傳播的速度是l 500m／s)； 第三章 聲的世界 第一節(jié) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1．聲帶 振動 2．①揚(yáng)聲器為什么會發(fā)出聲音 ②放在紙盆上的小紙片為什么會不斷跳動 ③這些音樂聲是怎樣傳到我們耳朵的 3．回聲 振動 4．C 5．D 6．理想實驗，科學(xué)推理 7．680m 第二節(jié) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1．響度 音色 音調(diào) 2、心理健康 生理健康　3、C　4、D　5、略 第三節(jié) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1．20 20 000 2．略　3、D 達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 一、1．水 2．聲音傳播的速度比光傳播的速度小很多 340 雷聲在云層中多次反射　3、振動　空氣 4．回聲 5．(1)聲源 (2)介質(zhì) (3)20～20 000 (4)0 　 6．大地能夠傳播聲音 二、1．A 2．B 3．B 4．C 三、1．機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時振動會發(fā)出聲音，運(yùn)轉(zhuǎn)情況不同，發(fā)出的聲音也不同，把一根金屬棒的一端放在機(jī)器的各個部位上，把另一端靠近耳朵聽，這樣可以更詳細(xì)地聽到機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)所發(fā)出的聲音，以此判斷機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的情況 2．略 3．(1)金屬線比棉線更能傳播聲音 (2)“捏住”，振動的傳播被阻止了 (3)“松弛”，振動不能在線上傳播了 4．略 5．17m 6．(1)A B C A D F 80 1．02 (2)選取一根據(jù)琴弦，用一定大小的力拉緊琴弦，撥動琴弦測出此時振動的頻率，改用不同的力拉緊琴弦，分別測出相應(yīng)的振動頻率，進(jìn)行分析比較． 7．3000m