第1節(jié) 聲音的產(chǎn)生與傳播第1課時聲音的產(chǎn)生與傳播第2課時聲速與回聲知識與技能1通過觀察和實驗，初步認識聲音產(chǎn)生和傳播的條件。2知道聲音是由物體振動產(chǎn)生的。3知道聲音傳播需要介質(zhì)，聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。過程與方法1通過觀察和實驗的方法，探究聲音是如何產(chǎn)生的，聲音是如何傳播的。2通過學習，鍛煉學生初步的觀察能力和初步的研究問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀1通過教師、學生雙邊的教學活動，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，使學生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理。2注意在活動中培養(yǎng)與其他同學合作的意識。重點1聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。2聲音的傳播需要介質(zhì)，以及聲是以聲波的形式傳播的。3聲速與介質(zhì)種類及介質(zhì)溫度有關(guān)。難點1聲音在介質(zhì)中以聲波形式傳播。2設(shè)計探究實驗。3聲現(xiàn)象的分析、解釋。音叉、鋼尺、小錘、鐵架臺、乒乓球(或泡沫塑料球)、水槽、水、真空玻璃罩、抽氣機、細線、小鼓、白紙、小鬧鐘(或小收音機)、小石頭、塑料袋、多媒體課件。一、創(chuàng)設(shè)情境，導入新知媒體播放：海濤聲、砂輪與工件的摩擦聲、優(yōu)美的歌聲、琴聲、鑼鼓聲、神奇的超聲波等。引導提問：聲音是怎樣產(chǎn)生的呢？為什么會有各種各樣、千差萬別的聲音？導入課題：我們聽到的如此優(yōu)美的樂曲及大千世界里如此豐富多彩的聲音是怎樣產(chǎn)生的，又是怎樣傳播的呢？我們今天就來學習“聲音的產(chǎn)生與傳播”。二、自主合作，感受新知回顧以前學的知識，閱讀課文并結(jié)合生活實際，完成探究在線高效課堂相關(guān)作業(yè)部分。三、師生互動，理解新知(一)聲音的產(chǎn)生實驗探究：怎樣利用桌上的器材，讓它們發(fā)出聲音，并探究物體發(fā)聲時的共同特征。參考器材：音叉、鋼尺、小錘、鐵架臺、帶有細線的乒乓球(或泡沫塑料球)、小鼓、紙屑等。方案1：讓學生用鋼尺做一個簡單的實驗。使鋼尺三分之二伸出桌面，一手將其另三分之一緊壓在桌邊上，另一手撥動伸出端，觀察鋼尺在發(fā)聲時的現(xiàn)象，并用語言描述現(xiàn)象。學生觀察到的現(xiàn)象是：鋼尺振動，并能聽見聲音。方案2：將懸吊著的泡沫塑料球或乒乓球接觸不發(fā)聲的音叉，球并不跳動；將音叉敲響，再使球接觸音叉，球跳動，如圖所示。方案3：讓學生在小鼓鼓面撒一些紙屑，然后用手敲擊鼓面，觀察鼓面紙屑的跳動情況。通過實驗對比，思考：鋼尺、音叉、鼓面在什么情況下跳動，在什么情況下停止跳動？實驗的物體發(fā)聲時現(xiàn)象無聲時現(xiàn)象結(jié)論鋼尺振動不振動鋼尺的振動產(chǎn)生聲音音叉振動不振動音叉的振動產(chǎn)生聲音小鼓鼓面振動不振動鼓面的振動產(chǎn)生聲音歸納鋼尺、鼓面、音叉等物體發(fā)聲時具有的共同特征，驗證自己當初的猜想，同時組織學生互相討論、交流生活中有關(guān)的現(xiàn)象和體驗。歸納總結(jié)得到結(jié)論：聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，振動停止，物體就停止發(fā)聲。交流探究：物體的發(fā)聲現(xiàn)象真是太多了，你能解釋物體的發(fā)聲原理嗎？典例解讀【例1】小明和小華一起做了下面的實驗：小明把手放在喉嚨處大聲講話，感覺喉頭振動了；小華把正在發(fā)聲的音叉放在水中，水面激起了水花。通過對這兩個實驗現(xiàn)象的分析，你能得出的結(jié)論是：_。小華同學用手使勁敲桌子，桌子發(fā)出了很大的聲響，但他幾乎沒有看到桌子的振動，為了明顯地看到實驗現(xiàn)象，你的改進方法是：_。【解析】 小明大聲講話時，發(fā)出聲音，喉頭振動；水面濺起水花，是因為音叉的振動產(chǎn)生的，而音叉發(fā)出了聲音。兩者的共同之處是：有聲音，物體在振動。所以可得出結(jié)論：發(fā)聲的物體在振動。使勁敲桌子，聽見了聲音，但是看不見桌子振動，這時需要把桌子微小的振動放大，故可采用轉(zhuǎn)換法，放一些微小的容易振動的物體在桌子上，將桌子的微小振動放大?！敬鸢浮?發(fā)聲的物體在振動在桌面上撒一些紙屑或放一些輕小物體(二)聲音的傳播花樣游泳運動員，當她們的耳朵在水中時還要靠音樂的節(jié)奏，才能使自己的動作和其他隊員保持協(xié)調(diào)一致，聲音是如何傳到耳朵的？宇航員在太空中近在咫尺為什么還要靠無線電波而不直接交談呢？思考：聲音是怎樣從發(fā)聲體傳播到遠處人的耳朵里的，是否需要什么媒介？有物體在振動我們就一定可以聽到聲音嗎？太空比地球表面缺少了什么？猜想與假設(shè)：聲音要傳播出去，可能需要物質(zhì)來作媒介。實驗探究：可以將學生分成幾個小組，分別探究固體、液體、氣體能否傳聲。實驗1：氣體傳聲實驗列舉事例：我們可以聽到身邊同學的講話，可以聽到美妙動聽的音樂，打雷時我們和雷電沒有接觸，但我們卻能聽到隆隆的雷聲。說明此聲音是由空氣傳播的。進一步猜想：如果連空氣都沒有呢？聲音能不能傳播呢？實驗探究：如圖所示，把正在發(fā)聲的電鈴放在玻璃罩內(nèi)，電鈴和罩的底座之間墊上柔軟的泡沫塑料。逐漸抽出罩內(nèi)的空氣，你聽到的電鈴聲音會有什么變化？再讓空氣逐漸進入罩內(nèi)，電鈴聲音又怎樣變化？電鈴和罩的底座之間為什么要墊上柔軟的泡沫塑料？現(xiàn)象一：抽出部分空氣后，聽到電鈴的聲音明顯變??；現(xiàn)象二：當空氣全部抽出后，聽不到電鈴的聲音；現(xiàn)象三：當空氣逐漸進入罩內(nèi)，聽到電鈴聲逐漸變大。結(jié)論：聲音可以在氣體中傳播。聲音不能在真空中傳播。思考：聲音在空氣中如何傳播呢？多媒體演示水波的運動。提問：(1)誰能描述一下你看見了什么？(一圈圈的水波，而且不斷地向四周擴散。)(2)水面上為什么出現(xiàn)了水波？(3)我手中有一張紙，怎樣才能讓它發(fā)出聲音？學生體驗：抖動手臂，引起紙的振動，發(fā)出聲音。追問：(1)紙的振動會影響到周圍的空氣嗎？(2)水滴使水面振動，發(fā)出聲音，以水波的形式傳播；振動的紙發(fā)出聲音，在空氣中會以什么形式傳播呢？我們可不可以用水波類比一下呢？播放多媒體聲波動畫讓學生有初步的認識，并提出聲波這個概念。如圖甲，音叉振動時，附近空氣隨音叉振動，形成一系列疏密相間的形狀向四周傳播，這就是聲波。這就像石塊落入水中擊起水波一樣，如圖乙。鼓聲在空氣中傳播方式：鼓面向右振動，壓縮右面的空氣，使這部分空氣變密；鼓面向左振動，使右面的空氣變稀疏；鼓面左右振動，空氣中就形成了疏、密相間的聲波，由近及遠向四周傳播出去。結(jié)論：聲以波的形式傳播著，我們把它叫做聲波。實驗2：液體傳聲實驗將能發(fā)聲的物體(如小鬧鐘或小收音機)放在密封的塑料袋中，塑料袋浸沒在水里后，仍能聽到發(fā)聲體發(fā)出的聲音，說明液體能夠傳聲。也可以在水槽里裝水，然后在水里敲打石頭，耳朵貼在容器壁上聽。水中的魚兒可以被聲音嚇跑等，如圖所示。結(jié)論：聲音可以在液體中傳播。實驗3：固體傳聲實驗(1)兩個學生合作，同學甲在長條桌的一端用鉛筆在白紙上用力均勻地寫“一”，同時同學乙在桌子的另一端把耳朵貼在桌面上聽。(2)同學乙將耳朵離開桌面(注意調(diào)整耳朵與筆的距離，保證與上次實驗時耳朵與筆的距離相同)，同學甲在相同的條件下繼續(xù)寫“一”，與上次實驗進行比較，有什么不同？說明了什么？從以上的活動中你可以得出什么結(jié)論？(固體可以傳聲)你還可以想出其他的生活事例或者實驗方案來支持固體可以傳聲這個觀點嗎？(讓學生舉例，例如小學里曾經(jīng)制作的土電話、“隔墻有耳”。)師生歸納總結(jié)，得出結(jié)論：(1)聲音傳播需要物質(zhì)，聲音不能在真空中傳播，傳播聲音的物質(zhì)可以是固體、液體、氣體。(2)物理學中把能傳播聲音的物質(zhì)叫介質(zhì)。典例解讀【例2】下列關(guān)于聲的說法，錯誤的是()A我們能聽到遠處的雷聲，說明空氣可以傳聲B人在岸上大聲說話也能驚動水中的魚，說明水能傳聲C將耳朵貼在長鋼管的一端，讓他人在另一端敲擊一下，你會聽到1次敲擊聲D宇航員在太空中不能直接對話，說明真空不能傳聲【解析】聲音傳播需要介質(zhì)，聲音可以在液體、固體和氣體中傳播，真空不能傳聲；聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同?！敬鸢浮緾(三)聲速有時候在電影里看見這樣的畫面，演員的口形與觀眾聽到的話不是同一時間的，聽到的聲音要比演員的口形慢半拍，這說明聲音的傳播需要一定的時間。1聲速聲音傳播的快慢用聲速描述，其大小等于聲音在每秒內(nèi)傳播的距離。思考：既然固、液、氣都能傳聲，為什么游擊隊員為了聽遠處的火車聲，將耳朵貼在鐵軌上？聲音在固體、液體、氣體中傳播的速度是否一樣快？學生閱讀課本P30“小資料”，了解一些介質(zhì)中的聲速。小結(jié)：(1)聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度一般不同。(2)聲速與介質(zhì)的溫度有關(guān)。15 時空氣中的聲速為340 ms1。(3)聲音在固體中的傳播速度最快，其次是在液體中，在氣體中傳播的速度最慢。問題1：在一根空的長鐵管的一頭敲一下，在另一頭可以聽到幾次聲音(搶答并說出理由)？如果要想在另一頭聽到三次敲擊聲，你該怎么做？學生思考并回答。在思考的過程中體會傳聲速度與傳播時間的關(guān)系。說明聲速不僅與介質(zhì)的種類有關(guān)，還與介質(zhì)的溫度有關(guān)。問題2：如果我們想知道聲音在室溫狀態(tài)下空氣中的傳播速度，應(yīng)該怎么辦？說出實驗方案。引導：要測聲速，必須知道哪些量？你準備用什么辦法解決這些量？需要用到哪些器材？組織學生討論，要求想出一個測量聲速的方法。說明：在設(shè)計實驗的時候，要注意實驗方案的可行性。聲源離人耳的距離適當，不宜過近。測時間的工具也盡可能準確。當然學生會出現(xiàn)各種各樣的實驗方案，只要原理得當，應(yīng)該給予鼓勵。學生討論交流回答：方法一：百米賽跑時，測出計時員與發(fā)令槍的發(fā)令地點之間的距離s，再測出計時員從看到發(fā)令槍發(fā)令時的煙霧到聽到槍聲的時間t，利用v就可以計算出聲音在空氣中的速度。方法二：測出海底的深度s，把恰好沒在海面下的鐘敲響，測出鐘聲傳到海底，再反射回海面共用的時間t，利用v就可以算出聲音在海水中的速度。方法三：對著山崖喊話，測出從喊聲發(fā)出到聽到回聲所用的時間t，再測出喊話者距山崖的距離s，利用v，就可以計算出聲音在空氣中的速度。方法四：利用聲吶對著墻壁發(fā)出超聲波，它會自動記錄從發(fā)出超聲波到接收到被墻壁反射回來的超聲波共用的時間t，再測出聲吶與墻壁之間的距離s，利用v計算出聲音在空氣中的速度。方法五：兩個同學相距較遠的距離s，讓其中的一位同學喊話，并記下開始喊話的時刻t1；當另一位同學聽到喊聲時，也記下聽到喊聲的時刻t2，則利用v計算出聲音在空氣中的速度。2回聲如果對著山崖大喊一聲，會發(fā)生什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么？由此引入回聲的概念：聲波在傳播過程中遇到障礙物會反射回來的現(xiàn)象，如圖所示。提問：如果對著教室的墻大喊一聲，有回聲產(chǎn)生嗎？學生討論：聽到回聲的條件。學生總結(jié)：(1)回聲到達人耳應(yīng)比原聲晚0.1 s以上。(2)如果相差不到0.1 s，回聲和原聲混在一起，使原聲加強。思考：(1)開山放炮時為什么能聽到隆隆不絕的響聲？(2)人在屋里說話為什么比在曠野里聽起來響亮？說明：(1)聲波在傳播過程中遇到障礙物會發(fā)生以下情況：一部分聲波在障礙物表面反射；另一部分聲波有可能進入障礙物，被該物體吸收甚至穿過障礙物，我們能隔墻聽到相鄰房間中的聲音就是這種情況；(2)不同的障礙物對聲波的反射和吸收能力不同，通常，堅硬光滑的表面反射聲波的能力強，松軟多孔的表面吸收聲波的能力強；(3)當兩個聲音傳到人耳時間大于0.1 s時，人耳就能分辨這兩個聲音。若小于0.1 s則原聲加強(如圖所示)。學生閱讀課本P30“科學世界”，了解人耳是怎樣聽到聲音的。人耳是由耳廓、外耳道、鼓膜、前庭、耳蝸及聽覺神經(jīng)等構(gòu)成，如圖所示。外界傳來的聲音引起鼓膜振動，這就像鼓槌擊鼓使鼓面振動一樣。鼓膜振動通過前庭及其他組織傳到聽覺神經(jīng)，聽覺神經(jīng)將信號傳給大腦產(chǎn)生聽覺。其過程如下：典例解讀【例3】甲同學把耳朵貼在一根有水的長鐵管的一端，乙同學在長鐵管的另一端敲一下這根鐵管，則甲同學聽到的聲音情況是()A響了一下，聲音是從鐵管傳來的B響了兩下，先聽到從空氣傳來的聲音C響了兩下，先聽到從鐵管傳來的聲音D響了三下，先聽到從鐵管傳來的聲音【解析】 聲音在不同的介質(zhì)中傳播的速度一般不同，聲音在固體中傳播最快，在液體中次之，在氣體中最慢。敲一下有水的鐵管，能聽到三次敲擊聲，第一次是通過鐵管傳來的，第二次是通過水傳來的，第三次是通過空氣傳來的?！敬鸢浮?D【例4】某學習小組同學合作測量兩距離較遠的建筑物間的距離。(1)他們選擇了兩座建筑物A、B(相距約150 m)做實驗，且當時氣溫大約是15 ，需要的實驗器材是_。(2)實驗步驟如下，請你將實驗操作步驟補充完整。A某同學在A處大喊一聲，并同時開始計時，聽到回聲時停表，將測得的時間t記錄下來。B兩建筑物間的距離的表達式是：_。C重復(fù)上述步驟，再測兩次，并求出距離的平均值，這樣做的目的是_。(3)請寫出造成本實驗誤差的原因之一：_。【解析】 t時間內(nèi)，聲音的傳播距離為兩座建筑物間的距離的2倍，傳播時間為發(fā)出聲音到聽到回聲的時間差，利用公式sv聲t/2(v聲340 m/s)可以計算出兩建筑物間的距離。人的反應(yīng)時間會造成實驗誤差?！敬鸢浮?(1)停表(2)sv聲t/2減小誤差(3)人的反應(yīng)時間四、嘗試練習，掌握新知探究在線高效課堂相關(guān)作業(yè)部分。五、課堂小結(jié)，梳理新知本節(jié)課我們學習知道了聲音是由物體振動產(chǎn)生的；聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲；聲音在所有介質(zhì)中都以聲波形式傳播；聲速的大小與介質(zhì)的種類、介質(zhì)的溫度有關(guān)，聲在不同介質(zhì)中的聲速不同。六、深化練習，鞏固新知探究在線高效課堂相關(guān)作業(yè)部分。