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第二章声现象第一节声音的产生与传播●教学目标一、知识目标1.通过观察和实验，初步认识声音产生和传播的条件.2.知道声音是由物体的振动产生的.3.知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同.二、能力目标1.通过观察和实验，探究声音是如何产生的?声音是如何传播的？从而培养学生初步的研究问题的方法.2.通过学习活动，锻炼学生初步的观察能力.三、德育目标1.通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生对科学的热爱，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.2.注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识.●教学重点通过观察和实验,探究声音的产生和传播.●教学难点组织、指导学生在探究过程中，仔细观察、认真分析，并能得出正确结论.●教学方法探究法、讨论法、实验法、观察法.●教学用具橡皮筋、塑料尺、军鼓、小提琴、口琴、气球、闹钟、接有抽气机的玻璃罩、实物投影仪、录像带、电视机、录像机.●课时安排1课时●教学过程一、创设问题情境，引入新课［师］我们生活的世界充满了各种声音.优美动听的音乐可以陶冶情操，给人以美的享受，而电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.在漆黑的夜晚，几声呱呱的蛙声划破了村野广阔的夜空，给宁静的乡村夜色增添了一分美丽.我们从呱呱坠地的那时起，就无时无刻不在与声（sound)打交道，声音无时不有，无处不在，声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道.同学们想知道与声有关的哪些问题呢？［生甲］声音是怎样产生的？［生乙］声音在空气中能传播，在固体、液体中能传播吗？［生丙］声音在真空中能传播吗？［生丁］声音在不同介质中传播的快慢一样吗？［师］同学们对声有这样浓厚的兴趣，这很让我高兴，要想知道这些问题的答案，就需要同学们和老师共同协作，一起做好一系列的探究活动和演示实验.二、进行新课［探究］声音是怎样产生的？［师］请每组选一位同学，做各种活动，使物体发声，其他同学仔细观察.［生甲］把一根橡皮筋张紧，拨动橡皮筋，橡皮筋振动发出声音.［生乙］把一只塑料尺压在桌边，使一端伸出桌外，用手拨动尺的伸出端，尺振动发出声音.［生丙］用鼓棰打击鼓面，鼓面振动，听到宏亮的击鼓声.［生丁］拨动小提琴的琴弦，弦振动发出悦耳的琴声.［生戊］我这个活动，需要全体同学来配合一下：请同学们把手指放在喉结处，让我们从1数到10，声带振动，发出声音.［师］通过同学们的探究活动，总结概括物体发声时的共同特征.［生甲］打击或拨动物体可以产生声音.［生乙］我们发声时没有打击，也没有拨动.［生丙］所有发声的物体都在振动.［师生共同活动］声音是怎样产生的？声音是由物体的振动（vibration）产生的.［师］经过我们的共同努力，声音产生的奥秘被我们揭开了谜底，为我们的成功合作鼓掌.［生］沉浸在成功的喜悦中，情绪十分高涨.［想想议议］［师］物体振动发声的现象真是太多了，同学们能列举出生活及自然界中一些神奇的发声现象吗？［生甲］吹口琴的声音，是由于气流的冲击，琴内的弹簧片发生振动发出的.［生乙］悠扬的萨克斯声是由于气流通过管时，使管内空气柱振动而发出的.［生丙］吹口哨声是口腔内空气振动产生的.［生丁］炎热的夏天，响亮的蝉鸣是蝉的发音肌收缩时，引起发音膜的振动而产生的.［生戊］气球爆炸声是气球膜的振动引起周围空气的振动而产生的.［生己］声势浩大的瀑布声是水撞击石头，引起空气的振动发出声音.［生庚］笑树能发出笑声是果实的外壳上面有许多小孔，经风一吹，壳里的籽撞击壳壁发出声音.……［师］同学们刚才列举了生活与自然界中丰富多彩的声音，而且能把所学的知识应用到实践中去，这很好.关于声音的发生，同学们还有什么疑问呢？［生］我们平常听唱片、录音是怎么回事？［师］同学的这个问题提得很好.振动可以发声.如果将发声体的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音，这样就可以将声音保存下来.唱片上有一圈圈不规则的沟槽.当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来.随着科学技术的进步，人们还发明了用磁带和激光唱片记录声音的方法.［探究］声音怎样从发声体向远处传播？［师］请同学们大胆猜想一下，声音怎样从发声体向远处传播？［生甲］声音由发声体传播出去，可能沿直线传播.［生乙］声音传播出去，可能需要什么东西来作媒介.［师］请同学们设计一个实验证实你的猜想.［生］把两张课桌紧紧地挨在一起.一个同学轻．敲一张桌面的一端，而另一个同学把耳朵贴在另一张桌面的一端，可以清晰地听到击桌子的声音.［师］刚才同学设计的这个实验简单易行，而且有力地说明了声的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质（medium）.［生］有时候好像没有介质也能听到声音.比如雷声，似乎没有什么东西把它传递来呀.［师］雷声的传播不需要介质吗？［生］意见有分歧.有的认为不需要介质，有的认为需要介质.［师］实践是检验真理的惟一标准，让我们通过实验来证实大家的想法.［演示］把一只正在响铃的闹钟放在接有抽气机的玻璃罩内，用抽气机逐渐抽出其中的空气，随着罩内空气的抽出，请同学们注意声音有什么变化？［生］随着罩内空气的抽出，铃声逐渐变小，最后直到听不到铃声.［师］请同学们再注意观察：让空气逐渐进入玻璃罩内，声音又有什么变化？［生］随着空气逐渐进入，铃声逐渐加强.［师］启发学生思考，由上面的实验同学们可以得出什么结论？［生］真空不能传声.［师］经过同学们的仔细观察，认真分析，同学们得出了真空不能传声的正确结论.实际上，我们平常能听到彼此讲话的声音，就是依靠了空气这种介质.假想云层和我们之间是真空，大家就听不到雷声了.我们周围充满了空气，空气为人类、动物传递声音信息提供了便利条件.［生］月球上没有空气，登月宇航员怎么交谈呢？［师］月球上没有空气，所以在月球上宇航员即使近在咫尺，也只能通过无线电交谈，因为无线电波在真空中也能传播.［看录像］声音在空气中的传播.声音在空气中怎样传播呢？以击鼓为例：鼓面向左振动时压缩左侧的空气，使得这部分空气变密；鼓面向右振动时，又会使左侧的空气变稀疏.鼓面不断左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动，向远处传播.这个过程和水波的传播相似.用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播.因此，声音也是一种波，我们把它叫做声波（soundwave）.［想想议议］［师］同学们已经知道固体和气体都可以传声.那么，声能在液体中传播吗？请同学们找出事实或实验来支持你的想法.［生甲］在游泳池游泳的人，潜入水底时仍能听到岸边人的谈话声.［生乙］钓鱼时要保持周边环境的安静.［生丙］渔民们常用电子发声器发出鱼喜欢的声音，将鱼诱入鱼网.［生丁］把正在响铃的闹钟由塑料袋包好，把它放入水中，仍能听到铃声.……［师］通过上面的探究活动、演示实验、想想议议，我们已经知道了：气体、液体和固体都可以做媒介将声音传播出去，那么声音在不同介质中传播的快慢一样吗？请同学们阅读课本第15页图表：几种物质中的声速，并回答下列问题：［投影］问题1：声音在15℃和25℃的空气中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？问题2：声音在25℃的空气和蒸馏水中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？问题3：对比表中的数据，你可以发现什么？［生甲］15℃时空气中的声速为340m/s，25℃时空气中的声速为346m/s.说明声速跟介质的温度有关.［生乙］25℃时空气中的声速为346m/s，25℃时蒸馏水中的声速为1497m/s.说明声速跟介质的种类有关.［生丙］声音在固体、液体中比在空气中传播得快.［想想做做］［师］请同学们分组讨论，每组想出一个测量声速的方法，尽可能的话，进行实际测量，看看哪个组的方法更合适，测得的声速更接近当时的真实值.第一组：百米赛跑时，测出计时员与发令枪的发令地点之间的距离s，再测出计时员从看到发令枪发令时的烟雾到听到枪声的时间t，利用v=ts就可以计算出声音在空气中的速度.第二组：测出海底的深度s，把恰好没在海面下的钟敲响，测出钟声传到海底，再反射回海面共用的时间t，利用v=ts2就可以算出声音在海水中的速度.第三组：对着山崖喊话，测出从喊声发出到听到回声所用的时间t，再测出喊话者距山崖的距离s，利用v=ts2，就可以计算出声音在空气中的速度.第四组：利用声纳对着墙壁发出超声波，它会自动记录从发出超声波到接收到被墙壁反射回来的超声波共用的时间t，再测出声纳与墙壁之间的距离s，利用v=ts2计算出声音在空气中的速度.第五组：两个同学相距较远的距离s，让其中的一位同学喊话，并记下开始喊话的时刻t1;当另一位同学听到喊声时，也记下听到喊声的时刻t2，则利用v=12tts计算出声音在空气中的速度.［师］同学们刚才设计的方案都具有一定的科学性、可行性，祝贺同学们成功的设想，课后若同学们能通过实验测出声速，就更加完美了.［动手动脑学物理］1.学生想出了许多办法说明桌子声是由桌面的振动引起的.方法（1）：在桌子上固定一根弹性较好的细棍，细棍顶端固定一根细弹簧，弹簧上连接一个轻质小球，敲打桌子，轻质小球也随着跳起舞来.方法（2）：在桌面上撒一些碎纸屑，用力敲打桌面，纸屑会跳动起来.方法（3）：把手放在桌面上，当用力敲打桌面时，感觉手在振动，说明桌面2.通过查阅资料可知，北京到上海的铁路线距离s1=1500km，快车的速度v1=105km/h，火车从北京到上海所用的时间为t1=11vs=14.3h北京到上海的航线距离为s2=1200km，大型喷气式客机的速度v2=600km/h，则喷气式客机从北京到上海所用的时间为t2=22vs=2h声音在空气中的传播速度约为v3=340m/s,北京到上海的距离s3=1000km，声音传到上海所用的时间为t3=33vs=0.8h3.能听到两次敲打声.第一次声音是由铁传来的，第二次听到的声音是由铁管中的空气传来的.科学世界我们怎样听到声音［人耳的构造］［师］出示人耳的构造挂图.［生］分组讨论人们感知声音的基本过程.［师生共同活动］总结上述问题：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音.［生］耳聋是怎么回事？［师］在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，导致耳聋.［生］神经性耳聋和非神经性耳聋又是怎么回事呢？［师］由于听觉神经损坏而导致的耳聋为神经性耳聋；由于声音的传导发生了障碍（如鼓膜、听小骨损坏）而导致的耳聋为非神经性耳聋.［生］这两种耳聋能够治愈吗？［师］神经性耳聋不能治愈，非神经性耳聋可以治愈.［生］助听器矫正的是哪种耳聋？［师］当然是非神经性耳聋，同学们，假如我们听不到自然界中的各种声音，我们的生活将会是什么样子呢？［生］那样的话，我们将失去了获取信息的主要渠道，我们将生活在一个非常寂静的世界.［师］在我们的周围，有很多人因为各种原因失去听觉，我们每一位健康的人应该关心、帮助残疾人，致力于这方面的研究，使这些人恢复听觉.［想想做做］［师］请同学们将振动的音叉放在耳边，听音叉的声音.［生］分组操作（两个学生一组，轮换听音叉的声音）［师］在这种情况下，人是如何听到声音的？［生］音叉的振动在空气中激起声波，声波由空气传入耳内，引起鼓膜的振动，这种振动经过听小骨及其他听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音.［师］用手指将耳朵堵住，再听音叉的声音.［生］听不到了.［师］请同学们用手指将自己的耳朵堵住，把振动的音叉的尾部先后抵在前额、耳后的骨头和牙齿上，看看能否听到音叉的声音？［生］分组操作.把音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头上，能“听到”较弱的声音，把音叉放在牙齿上体验，“听到”的声音较强.［师］这个实验说明了什么道理？［生］骨能传声.［师］声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音.例如:音乐家贝多芬耳聋后，就是用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，从而继续进行创作