尖子生學(xué)案人教版物理 八年級(jí)上冊(cè) 第 二 章 聲 現(xiàn) 象 利 用 “ 轉(zhuǎn) 換 法 ” 探 究 聲 音 產(chǎn) 生 的 條 件 (規(guī) 律 方 法 ) 聲 音 是 由 物 體 的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,振 動(dòng) 停 止 ,發(fā) 聲 也 停 止 .有 很 多 發(fā) 聲 體 的 振 動(dòng) 微 弱 ,不 易 被 觀 察 ,可 以 通 過(guò) 其 他 易 于觀 察 的 現(xiàn) 象 將 這 種 振 動(dòng) 表 現(xiàn) 出 來(lái) ,這 便 是 我 們 在 物 理 學(xué) 中常 用 的 “ 轉(zhuǎn) 換 法 ” .如 音 叉 的 振 動(dòng) 不 易 被 觀 察 ,我 們 可 以 把音 叉 的 振 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 為 水 花 濺 起 (如 圖 2 - 3甲 所 示 );再 如 ,用正 在 發(fā) 聲 的 音 叉 接 觸 用 細(xì) 線 懸 吊 的 乒 乓 球 ,會(huì) 看 到 乒 乓 球被 彈 開 (如 圖 2 - 3乙 所 示 );將 碎 紙 屑 放 在 揚(yáng) 聲 器 的 紙 盆 里 ,播 放 DJ音 樂(lè) ,會(huì) 看 到 紙 屑 “ 勁 舞 ” (如 圖 2 - 3丙 所 示 ). 敲 擊 音 叉 ,放 入 水 中 ,可 以 觀 察 到 水 面 有 大量 水 珠 被 激 起 來(lái) ,如 圖 2 - 4所 示 .以 上 現(xiàn) 象 說(shuō) 明 發(fā)聲 的 音 叉 在 ;正 在 發(fā) 聲 的 音 叉 ,用 手 按 住后 ,發(fā) 聲 停 止 ,這 是 因 為 . 解 析 在 此 實(shí) 驗(yàn) 中 ,將 音 叉 放入 水 中 ,可 以 觀 察 到 水 面 有 大 量 水珠 被 激 起 來(lái) ,這 樣 做 是 為 了 把 音 叉的 微 小 振 動(dòng) 放 大 ,便 于 觀 察 ,該 現(xiàn)象 說(shuō) 明 發(fā) 聲 的 音 叉 在 振 動(dòng) ;因 為 聲音 是 由 物 體 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,正 在 發(fā) 聲的 音 叉 ,用 手 按 住 后 ,振 動(dòng) 停 止 ,所以 發(fā) 聲 停 止 . 振 動(dòng)例 1 振 動(dòng) 停 止 1. 如 圖 所 示 ,用 硬 紙 片 把 一 個(gè) 喇 叭 糊 起 來(lái) ,做成 一 個(gè) “ 舞 臺(tái) ” .臺(tái) 上 小 人 在 音 樂(lè) 聲 中 翩 翩 起 舞 ,這 個(gè) 現(xiàn) 象 說(shuō) 明 . 物 體 發(fā) 聲 時(shí) 在 振 動(dòng)提 示 :喇 叭 發(fā) 聲 時(shí) 在 振 動(dòng) ,但 我 們 不 容 易 看 到 ,通 過(guò) 轉(zhuǎn)換 法 ,看 到 小 人 在 跳 舞 ,說(shuō)明 物 體 發(fā) 聲 時(shí) 在 振 動(dòng) . 例 2 如 圖 所 示 ,某 中 學(xué) 的 同 學(xué) 正 在 舉 行 吹 氣 球 比 賽 ,一個(gè) 同 學(xué) 由 于 用 力 過(guò) 大 ,氣 球 被 吹 破 了 ,發(fā) 出 “ 砰 ” 的 一 聲響 ,同 學(xué) 們 都 嚇 了 一 跳 ,這 個(gè) 響 聲 是 由 于 ( )對(duì) 聲 音 是 由 什 么 物 體 的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的理 解 不 正 確 (易 錯(cuò) 點(diǎn) )A.氣 球 皮 被 吹 大 時(shí) 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲B.吹 氣 時(shí) 氣 球 內(nèi) 空 氣 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲C.破 裂 時(shí) 氣 球 皮 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲D.氣 球 破 裂 時(shí) 引 起 周 圍 空 氣 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲 解 析 一 切 聲 音 都 是 由 物 體 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,向 氣 球 內(nèi) 吹 氣 時(shí) ,氣 球 內(nèi) 的 氣 體 逐 漸 增 多 ,球 皮受 到 的 壓 力 達(dá) 到 一 定 程 度 時(shí) ,就 會(huì) 破 裂 ,氣 球 內(nèi)氣 體 急 速 沖 出 ,引 起 周 圍 空 氣 振 動(dòng) ,從 而 發(fā) 出 響聲 .故 正 確 答 案 為 D.【 解 題 歸 納 】 解 答 此 類 判 斷 聲 源 問(wèn) 題 ,切 忌 僅憑 感 覺(jué) 來(lái) 判 斷 ,一 定 要 認(rèn) 清 在 某 一 情 景 中 是 什么 物 體 在 振 動(dòng) ,以 便 準(zhǔn) 確 判 斷 出 聲 源 . 例 2 如 圖 所 示 ,某 中 學(xué) 的 同 學(xué) 正 在 舉 行 吹 氣 球 比 賽 ,一個(gè) 同 學(xué) 由 于 用 力 過(guò) 大 ,氣 球 被 吹 破 了 ,發(fā) 出 “ 砰 ” 的 一 聲響 ,同 學(xué) 們 都 嚇 了 一 跳 ,這 個(gè) 響 聲 是 由 于 ( )對(duì) 聲 音 是 由 什 么 物 體 的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的理 解 不 正 確 (易 錯(cuò) 點(diǎn) ) DA.氣 球 皮 被 吹 大 時(shí) 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲B.吹 氣 時(shí) 氣 球 內(nèi) 空 氣 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲C.破 裂 時(shí) 氣 球 皮 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲D.氣 球 破 裂 時(shí) 引 起 周 圍 空 氣 振 動(dòng) 發(fā) 出 的 響 聲 2. “ 風(fēng) 聲 、 雨 聲 、 讀 書 聲 、 聲 聲 入 耳 ”中 的 聲 源 分 別 是 、 、 .空 氣提 示 :風(fēng) 聲 是 由 空 氣 的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,雨 聲 是 由 雨 滴的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,讀 書 聲 是 由 人 聲 帶 的 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 .雨 滴 聲 帶 對(duì) “ 振 動(dòng) 停 止 ,發(fā) 聲 停 止 ” 的 理 解 (易 錯(cuò) 點(diǎn) ) 聲 音 是 由 物 體 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 ,振 動(dòng) 停 止 ,發(fā) 聲停 止 .要 注 意 的 是 ,振 動(dòng) 停 止 ,只 是 不 再 發(fā) 聲 ,而 原來(lái) 發(fā) 出 的 聲 音 仍 然 可 繼 續(xù) 以 聲 波 的 形 式 存 在 并 向四 周 傳 播 .人 若 聽 到 聲 音 一 定 有 發(fā) 聲 體 在 振 動(dòng) ,但有 發(fā) 聲 體 振 動(dòng) ,人 卻 不 一 定 能 聽 到 聲 音 . 例 3 除 夕 夜 ,熱 鬧 的 春 節(jié) 文 娛 晚 會(huì) 進(jìn) 行 到 午夜 時(shí) ,大 家 都 會(huì) 等 待 新 年 的 第 一 聲 鐘 響 ,在 人們 敲 響 大 鐘 后 ,有 同 學(xué) 發(fā) 現(xiàn) ,雖 然 停 止 了 對(duì) 大鐘 的 撞 擊 ,但 是 大 鐘 仍 “ 余 音 不 止 ” ,其 原 因是 ( )A.一 定 是 大 鐘 的 回 聲B.是 人 的 聽 覺(jué) “ 延 長(zhǎng) ” 了 時(shí) 間C.有 余 音 說(shuō) 明 大 鐘 仍 在 振 動(dòng)D.大 鐘 雖 已 停 止 振 動(dòng) ,但 空 氣 仍 在 振 動(dòng) 解 析 由 于 聲 音 是 由 于 物 體 振 動(dòng) 而 產(chǎn) 生 的 ,則 有 聲 音 發(fā) 出 ,物 體 一 定 在 振 動(dòng) ,振 動(dòng) 停 止 ,發(fā)聲 也 隨 之 停 止 .大 鐘 仍 “ 余 音 不 止 ” ,說(shuō) 明 大 鐘一 直 在 振 動(dòng) 發(fā) 出 聲 音 ,雖 然 停 止 對(duì) 大 鐘 的 敲 擊 ,但 不 等 于 大 鐘 的 振 動(dòng) 停 止 ,故 C項(xiàng) 正 確 .回 聲 是由 于 聲 音 在 傳 播 過(guò) 程 中 遇 到 障 礙 物 反 射 回 來(lái) 而形 成 的 ,其 效 果 與 本 題 所 講 的 “ 余 音 不 止 ” 不同 ;人 的 聽 覺(jué) “ 延 長(zhǎng) ” 只 是 主 觀 臆 測(cè) ,不 能 成 為大 鐘 “ 余 音 不 止 ” 的 原 因 ;空 氣 只 能 傳 播 鐘 聲 ,而 不 能 產(chǎn) 生 鐘 聲 ,故 A,B,D錯(cuò) .故 正 確 答 案 為 C. 例 3 除 夕 夜 ,熱 鬧 的 春 節(jié) 文 娛 晚 會(huì) 進(jìn) 行 到 午夜 時(shí) ,大 家 都 會(huì) 等 待 新 年 的 第 一 聲 鐘 響 ,在 人們 敲 響 大 鐘 后 ,有 同 學(xué) 發(fā) 現(xiàn) ,雖 然 停 止 了 對(duì) 大鐘 的 撞 擊 ,但 是 大 鐘 仍 “ 余 音 不 止 ” ,其 原 因是 ( )A.一 定 是 大 鐘 的 回 聲B.是 人 的 聽 覺(jué) “ 延 長(zhǎng) ” 了 時(shí) 間C.有 余 音 說(shuō) 明 大 鐘 仍 在 振 動(dòng)D.大 鐘 雖 已 停 止 振 動(dòng) ,但 空 氣 仍 在 振 動(dòng)C 3.古 人 用 “ 余 音 繞 梁 ,三 日 不 絕 ” 來(lái) 形 容優(yōu) 美 的 琴 聲 ,用 夸 張 的 語(yǔ) 言 表 達(dá) 物 理 學(xué) 上 的 道 理 ,在 物 理 學(xué) 上 ,“ 余 音 ” 指 ,“ 三 日 不 絕 ”指 . 提 示 :聲 音 是 一 種 波 ,在 傳 播 過(guò) 程 中 遇 到 障 礙物 會(huì) 發(fā) 生 反 射 現(xiàn) 象 ,“ 余 音 ” 就 是 由 于 回 聲 現(xiàn)象 產(chǎn) 生 的 ,且 聲 波 會(huì) 不 斷 反 射 ,直 到 它 的 能 量全 部 消 失 為 止 . 回 聲聲 音 的 不 斷 反 射 圖 文 信 息 題 如 圖 2-6所 示 ,將 懸 掛 的 乒 乓 球 輕 輕 接觸 正 在 發(fā) 聲 的 音 叉 ,觀 察 到 乒 乓 球 被 音 叉 多 次 彈 開 ;聲 音 消 失 ,乒 乓 球 便 會(huì) 停 止 運(yùn) 動(dòng) .此 現(xiàn) 象 表 明 聲 音 ( )A.是 由 物 體 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 的B.可 以 通 過(guò) 固 體 傳 播C.不 能 在 真 空 中 傳 播D.是 以 波 的 形 式 傳 播 的 解 析 乒 乓 球 接 觸 正 在 發(fā) 聲 的音 叉 被 彈 開 說(shuō) 明 音 叉 正 在 振 動(dòng) ,聲音 消 失 后 乒 乓 球 便 會(huì) 停 止 振 動(dòng) 說(shuō)明 音 叉 振 動(dòng) 停 止 ,發(fā) 聲 停 止 .所 以此 現(xiàn) 象 說(shuō) 明 聲 音 是 由 物 體 振 動(dòng) 產(chǎn)生 的 ,故 正 確 答 案 為 A. A例 1 情 景 信 息 題 (2015 常 州 中 考 )2015年 1月 ,科 學(xué)家 在 南 極 洲 發(fā) 現(xiàn) 一 個(gè) 隕 石 凹 坑 ,形 狀 如 圓 形 平 底 鍋 ,如 圖 所示 .小 明 在 圓 心 A點(diǎn) 大 喊 一 聲 ,經(jīng) 過(guò) 6s聽 到 回 聲 .設(shè) 空 氣 中 聲速 為 340m/s,圓 形 凹 坑 的 直 徑 為 ( ) A.510m B.1020mC.2040m D.4080m 解 析 聲 音 到 凹 坑 壁 的 時(shí) 間 :t= 6s=3s,從 A點(diǎn) 到 凹 坑 壁 的 距離 (半 徑 )r=vt=340m/s 3s=1020m,圓 形 凹 坑的 直 徑 d=2r=2 1020m=2040m.故 正 確 答 案 為C.例 2 C 實(shí) 驗(yàn) 探 究 題 在 探 究 固 體 能 否 傳 聲 時(shí) ,小 明 和 同桌 在 課 堂 上 用 衣 服 架 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) .在 實(shí) 驗(yàn) 中 ,小 明 將 細(xì) 繩 的 兩端 分 別 繞 在 兩 只 手 的 食 指 上 ,同 桌 用 鉛 筆 輕 輕 敲 兩 次 衣 服架 .小 明 第 一 次 聽 聲 音 的 方 式 如 圖 所 示 ,這 時(shí) 聽 到 的 聲 音 是通 過(guò) 空 氣 傳 遞 的 ;他 第 二 次 聽 聲 音 則 應(yīng) 該 將 手 指 ,此 時(shí) ,小 明 聽 到 的 聲 音 是 通 過(guò) 傳 遞 的 ,聽 起 來(lái) 像 寺 廟 中 大 鐘 發(fā) 出 的 .這 個(gè) 現(xiàn) 象 說(shuō) 明固 體 且 ;由 此 ,他 理 解 了 用 音 效 較 好 的 手 機(jī) 錄 一段 自 己 講 話 的 聲 音 再 播 放 出 來(lái) 后感 覺(jué) 與 直 接 聽 到 的 聲 音 (填“ 相 同 ” 或 “ 不 相 同 ” )這 一 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 的 原 因 . 堵 住 耳 朵例 3 解 析 聲 音 的 傳 播 是 需 要 介 質(zhì) 的 ,聲 音 在 空氣 中 傳 播 最 快 . 細(xì) 線能 夠 傳 聲 傳 聲 效 果 比 空 氣 好不 相 同 表 格 信 息 題 在 長(zhǎng) 為 1300m的 金 屬 管 的 一 端 敲 擊一 下 ,在 另 一 端 先 后 聽 到 兩 次 聲 音 ,兩 次 聲 音 相 隔 約 3.56s.則 聲 音 在 該 金 屬 管 中 的 傳 播 速 度 是 多 少 ?該 金 屬 管 可 能 是由 什 么 材 料 制 成 的 ?(設(shè) 當(dāng) 時(shí) 氣 溫 為 15 ) 一 些 介 質(zhì) 中 的 聲 速 v/(m.s-1)例 4空 氣 (0 ) 331 冰 3230空 氣 (15 ) 340 銅 3750煤 油 (25 ) 1324 鋁 5000水 (常 溫 ) 1500 鐵 5200 解 析 聲 音 在 空 氣 中 傳 播 的 時(shí) 間 是 ： 聲 音 在 金 屬 管 內(nèi) 傳 播 的 時(shí) 間 t2=t1- t=3.82s-3.56s=0.26s.聲 音 在 金 屬 管 內(nèi) 傳 播 的 速 度 ： 查 表 可 知 :金 屬 管 可 能 是 鋁 制 成 的 .1 1S 1300mt = = 3.82sV 340m /s 2 2S 1300mV = = =5000m /st 0.26s 實(shí) 踐 活 動(dòng) 題 (2015 團(tuán) 風(fēng) 縣 校 級(jí) 月 考 )有 一 天 雷雨 交 加 ,同 學(xué) 們 在 物 理 實(shí) 驗(yàn) 室 中 利 用 “ 聲 速 跟 氣 溫 的 關(guān) 系圖 ” 進(jìn) 行 下 列 探 究 活 動(dòng) .小 單 同 學(xué) 看 見(jiàn) 一 個(gè) 閃 電 尖 叫 起 來(lái) ,小 挺 同 學(xué) 看 見(jiàn) 閃 電 后 又 過(guò) 4 s聽 到 了 雷 聲 .小 挺 同 時(shí) 也 觀 察了 實(shí) 驗(yàn) 室 的 溫 度 計(jì) ,室 溫 為 15 ,他 們 經(jīng) 過(guò) 計(jì) 算 安 慰 小 單同 學(xué) ,打 雷 處 離 他 們 很 遠(yuǎn) ,不 要 怕 . (1)求 出 打 雷 處 離 他 們 距 離 為 多 少 . (2)已 知 人 耳 能 分 清 兩 個(gè) 聲 音 的 時(shí) 間 間 隔 至 少 為0.1 s,探 究 小 組 同 學(xué) 們 都 沒(méi) 有 聽 到 小 單 的 尖 叫 聲 的 回 聲 ,請(qǐng) 你 計(jì) 算 實(shí) 驗(yàn) 室 墻 壁 離 同 學(xué) 們 的 距 離 應(yīng) 滿 足 什 么 條 件 ?例 5 (3)物 理 實(shí) 踐 活 動(dòng) 課 上 ,同 學(xué) 們 利 用 回 聲 測(cè)聲 速 .測(cè) 得 某 一 障 礙 物 離 他 們 173 m,經(jīng) 過(guò) 1 s聽 到 了回 聲 ,則 此 時(shí) 聲 速 為 多 少 ?請(qǐng) 你 利 用 聲 速 跟 氣 溫 的 關(guān)系 圖 (圖 2 - 9),求 出 當(dāng) 時(shí) 的 氣 溫 . 解 析 (1)溫 度 是 15 ,聲 音 在 空 氣 中 的 傳 播 速度 v=340 m/s,打 雷 處 距 人 的 距 離 :s=vt=340 m/s 4 s=1360 m.(2)聲 音 從 人 傳 播 到 墻 壁 所 用 的 時(shí) 間 為 :,s=vt=340 m/s 0.05 s=17 m,故 實(shí) 驗(yàn) 室 墻 壁 離 同學(xué) 們 的 距 離 應(yīng) 小 于 17 m.(3) ， 此 時(shí) 聲 速 ，根 據(jù) 聲 速 跟 氣 溫 的 關(guān) 系 圖 可 知 ,當(dāng) 時(shí) 的 氣 溫 是 25 .= 1t=0.1 s =0.05s2 1 1t = 1 s=0.5s2 11 1S 173mV= = =346m /st 0.5s