第2節(jié) 聲音的特性第1課時音調(diào)第2課時響度和音色知識與技能1了解聲音的特性包括：音調(diào)、響度和音色。2知道樂音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動頻率有關(guān)，響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)。3不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同。過程與方法1通過做“音頻與頻率有關(guān)的實驗”和“響度與振幅有關(guān)的實驗”進(jìn)一步了解、學(xué)習(xí)用科學(xué)探究的方法研究物理問題。2學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象和實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律，嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋具體問題。3培養(yǎng)學(xué)生合作的能力，初步的評估和聽取反饋意見的意識。情感、態(tài)度與價值觀1樂于探索自然現(xiàn)象和身邊的物理道理，樂于參與觀察、實驗、探究活動。2有主動與他人合作交流的愿望，敢于發(fā)表自己的見解。3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(xué)。重點音調(diào)、響度、音色的概念及其相關(guān)因素。難點探究決定音調(diào)、響度的因素。鋼尺、示波器、音叉、小錘、乒乓球(系有細(xì)繩)、鐵支架、話筒、多媒體課件。一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知生活中我們接觸到的聲音各種各樣，千差萬別。其中有許多聲音讓我們感到悅耳、動聽。例如：音叉發(fā)出的聲音、人歌唱的聲音、各種樂器的演奏聲等，它們都是物體做規(guī)則振動時發(fā)出的聲音，物理學(xué)中把這類聲音叫做樂音。有的聲音聽起來音調(diào)高，有的聲音聽起來音調(diào)低，聲音為什么會有音調(diào)高低的不同呢？讓我們一起來做下面的探究活動。 二、自主合作，感受新知回顧以前學(xué)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)音調(diào)同學(xué)們在講話時，女同學(xué)的聲音尖細(xì)，男同學(xué)的聲音粗啞。聲音的這種差別物理中用音調(diào)高低來反映。女同學(xué)的音調(diào)高，男同學(xué)的音調(diào)低。樂器中小提琴的音調(diào)高，大提琴的音調(diào)低。聲音為什么會有音調(diào)高低的不同？什么因素決定音調(diào)的高低？提示：聲音是由物體振動產(chǎn)生的，音調(diào)的高低一定與發(fā)聲體的振動有關(guān)。大家先用一張硬卡片先后快撥和慢撥木梳的齒，注意聽卡片發(fā)出的聲音有什么不同？哪一次卡片振動得快？你認(rèn)為聲音的高低與聲源振動的快慢有關(guān)嗎？有什么關(guān)系？再用鋼尺來探究這個問題。把鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊，撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音的高低，并注意觀察它振動的快慢。(1)鋼尺伸出桌邊的長度短一些，注意觀察鋼尺振動發(fā)聲時振動的快慢及聲音的特點。(2)使鋼尺伸出桌邊的長度較長一些，再次撥動，注意要使鋼尺兩次振動的幅度大致相同，比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發(fā)出聲音的音調(diào)?？偨Y(jié)：物體振動得快，發(fā)出的聲音音調(diào)就高，振動得慢，發(fā)出的聲音音調(diào)就低?？梢姲l(fā)聲體振動的快慢是一個很重要的物理量，它決定著音調(diào)的高低，物理學(xué)中用頻率來描述物體振動的快慢。請同學(xué)們閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，回答下面的問題：(1)頻率的物理意義是什么？什么叫頻率？(2)在國際單位制中，頻率的單位是什么？(3)物體振動的快慢、頻率跟音調(diào)的關(guān)系是什么？(4)大多教人能夠聽到的頻率范圍是多少？(5)什么叫超聲波？什么叫次聲波？總結(jié)：頻率是用來描述物體振動快慢的物理量，物理學(xué)中把物體在每秒內(nèi)振動的次數(shù)叫頻率。在國際單位制中，頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號為Hz。實驗表明，頻率決定聲音的音調(diào)。物體振動得快，頻率高，發(fā)出的聲音音調(diào)高。物體振動得慢，頻率低，發(fā)出的聲音音調(diào)低。大多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍是從20 Hz到20000 Hz。其中20 Hz是人類聽覺的下限，20000 Hz是人類聽覺的上限。頻率高于20000 Hz的聲音叫做超聲波。頻率低于20 Hz的聲音叫做次聲波。有趣的是很多動物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。例如蝙蝠，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物。海豚也有完善的“聲吶”系統(tǒng)，使它能在渾濁的水中準(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚的位置。觀察聲波的波形。提問：(1)通過示波器觀察兩個頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形，比較不同頻率的聲音的波形有什么差別。(兩個頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形相似，但頻率高的音叉的波形要密一些。)(2)通過示波器觀察不同的男、女同學(xué)發(fā)出聲音的波形，比較男、女學(xué)生聲音的波形有什么不同。(男、女學(xué)生聲音的波形不同，女同學(xué)的音調(diào)比男同學(xué)高，波形就密一些。)(3)輕敲和重敲同一個音叉(即頻率相同的音叉)，音叉發(fā)聲的波形有什么不同？(輕敲音叉時，波形的幅度小；重敲音叉時，波形的幅度大。但兩種情況下，波形的疏密程度相同。)思考：振動會發(fā)出聲音，為什么我們聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音，卻能聽到討厭的蚊子聲？請同學(xué)們分組討論。(蝴蝶的翅膀一秒鐘振動不超過10次，蚊子的翅膀一秒鐘振動500600次，由于蝴蝶的翅膀振動的頻率低于人耳能夠聽到的頻率下限，當(dāng)然人耳聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音。而蚊子翅膀的振動頻率在人耳的聽頻范圍內(nèi)，人耳就能聽到蚊子翅膀振動發(fā)出的聲音。)典例解讀【例1】如圖所示，在同一個軸上固定著三個齒數(shù)不同的齒輪。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時，用紙片分別接觸齒輪，使紙片發(fā)出聲音的音調(diào)最高的是(填“上面”“中間”或“下面”)的齒輪?！窘馕觥?影響音調(diào)的因素是發(fā)聲體振動的頻率，發(fā)聲體振動越快，頻率就越高，音調(diào)就越高。用紙片接觸齒輪時，由于下面的齒輪間隔最小，紙片振動次數(shù)最多，頻率最高。【答案】 下面(二)響度聲音有音調(diào)的不同，也有強(qiáng)弱的不同。物理學(xué)中把聲音的強(qiáng)弱叫做響度。響度也就是我們平常所說的聲音的大小。怎樣才能使物體振動發(fā)出的聲音更響？響度與什么因素有關(guān)呢？同學(xué)們能設(shè)計一些實驗來證實你們的猜想嗎？(1)用細(xì)線把乒乓球吊起來，使乒乓球靜止在豎直位置，恰好跟音叉的一個叉股接觸。輕敲音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度。(2)重敲音叉，使音叉發(fā)出響度更大的聲音，觀察乒乓球被彈開的幅度。(3)比較音叉發(fā)出不同響度的聲音時，乒乓球被彈開的幅度有什么不同。(4)通過上面的探究活動，可以得出什么結(jié)論？總結(jié)：物體振動的幅度叫振幅。物體的振幅越大，聲音的響度就越大。實際中，響度還跟聽者與發(fā)聲體的距離有關(guān)。距發(fā)聲體越遠(yuǎn)，聽到的聲音越小，響度越小。因為聲音在傳播過程中，越到遠(yuǎn)處越分散。請同學(xué)們討論并回答，蚊子的叫聲與黃牛的叫聲相比，哪個音調(diào)高？哪個響度大？指出：音調(diào)和響度是聲音的兩個不同的特征。響度大的聲音，音調(diào)不一定高；音調(diào)高的聲音，響度也不一定大。音調(diào)和響度可以從三個方面區(qū)別：定義方面，音調(diào)指聲音的高低，即日常生活中所說的聲音尖粗，聲音尖的音調(diào)高，聲音粗的音調(diào)低；決定因素方面，音調(diào)由聲源振動頻率決定，響度由振幅決定，還與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)；波形方面，音調(diào)相同的不同樂器發(fā)出聲音的波形總體上的疏密程度是相同的，響度相同的不同樂器發(fā)出聲音波形的高低程度相同。典例解讀【例2】下列說法正確的是()A聲源離我們越近，振幅越大，響度就越大B鼓面每秒振動的次數(shù)越多，音調(diào)就越高，響度也越大C棒擊鼓面的力越大，鼓面振幅越大，音調(diào)越高，響度也越大D聲源離我們越遠(yuǎn)，振幅越大，響度就越小【解析】 聲音是從發(fā)聲體向四面八方傳播的，越到遠(yuǎn)處越分散，所以距離發(fā)聲體越遠(yuǎn)，聽到的聲音越小。物體振動頻率的高低決定了聲音音調(diào)的高低，聲音的響度決定于物體振幅的大小，振幅與音調(diào)無關(guān)?！敬鸢浮?A(三)音色頻率的高低決定聲音的音調(diào)，但是不同的物體發(fā)出的聲音，即便音調(diào)相同，我們還是能夠分辨它們。這表明在聲音的特征中還有一個因素是十分重要的，它就是音色。物理上，把不同的物體發(fā)出的聲音具有不同的特色叫音色。播放錄音(分別用小提琴和二胡演奏的二泉映月)。讓學(xué)生分辨出哪一段是用小提琴演奏的，哪一段是用二胡演奏的。找?guī)酌瑢W(xué)站在教室后面念一首詩，每人讀一句，其他同學(xué)不許回頭，能否判斷出每一句分別是哪一位同學(xué)念的?？偨Y(jié)：我們之所以能聽出熟悉的人、熟悉的樂器的聲音，是因為不同的人、不同的樂器發(fā)出的聲音音色不同。觀察波形。將話筒接在示波器的輸入端，用不同的樂器對著話筒發(fā)出相同音調(diào)的聲音(都發(fā)C調(diào)的“1”)，比較各波形有何異同。實驗結(jié)論：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。典例解讀【例3】CCTV青年歌手大賽中有道題：“先聽音樂，后判斷該音樂是用哪種樂器演奏的”。歌手能判斷出用哪種樂器演奏是根據(jù)聲音的()A音調(diào)B音色C響度 D三者均可【解析】 解答此題把握兩點：一是理解聲音三特性本身的含義；二是弄清影響三特性的因素。響度是主觀上聽到的聲音大小，與振幅和距離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)；音調(diào)反映的是聲音的高低，與發(fā)聲體的頻率有關(guān)；而音色是由于不同的發(fā)聲體結(jié)構(gòu)、材料、發(fā)聲方式等不同，造成發(fā)出聲音的音色不同，故可以通過音色判斷樂器和人等發(fā)聲體?！敬鸢浮?B四、嘗試練習(xí)，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(xué)習(xí)了聲音的特性包括：音調(diào)、響度和音色；知道樂音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動頻率有關(guān)，響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)；不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同。六、深化練習(xí)，鞏固新知探究在線高效課堂相關(guān)作業(yè)部分。