人教版八年級（上冊）第二章《聲現(xiàn)象》第3節(jié)聲的利用（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解聲的有關(guān)知識和應(yīng)用，知道聲可以傳遞信息，傳遞能量。2.通過學(xué)習(xí)聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，體會科學(xué)、技術(shù)與社會的聯(lián)系?！緦W(xué)習(xí)重點】了解聲的有關(guān)知識和應(yīng)用，知道聲可以傳遞信息，傳遞能量。【學(xué)習(xí)難點】聲傳遞信息與聲傳遞能量的區(qū)別?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.聲波可以傳遞。大象之間的交流靠波（超聲/次聲），蝙蝠通過的方法可以確定目標(biāo)的位置和距離，是因為蝙蝠在飛行時會發(fā)出波（超聲/次聲）。2.利用系統(tǒng)，人們可以探知海洋的深度，捕魚時漁民可以獲得水中魚群的信息。3.醫(yī)生向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，同時接收體內(nèi)臟器的反射波，反射波所攜帶的信息通過處理后顯示在屏幕上，這就是平時說的“”。4.聲波不但傳遞信息，而且還可以傳遞。這方面的應(yīng)用有很多，例如外科醫(yī)生可以利用的振動除去人體內(nèi)的結(jié)石?！竞献魈骄俊刻骄恳唬郝暸c信息1.聲音是人們獲取信息的重要渠道?！鞠胍幌搿克伎枷旅鎺讉€問題，歸納結(jié)論。①現(xiàn)在，同學(xué)們正在彼此探究“聲與信息”，靠什么進(jìn)行交流？說明什么？②聽到雷聲就知道馬上要下雨。③鐵路工人只要敲擊鐵軌就可知道是否有松動的螺栓?！練w納】以上事例表明：人們都是利用了聲音可以傳遞?！鞠胍幌搿恳陨鲜强陕犅晜鬟f的信息，那么超聲、次聲能否傳遞信息？2.次聲波傳遞信息自然界中的聲現(xiàn)象很多。除了人類，動物中也有不少是利用聲的高手。你能舉出一些例子嗎？大象的活動是在無聲無息中進(jìn)行的，大象主要靠笨重的身體和緩慢的踏步給同伴傳遞信息，所以大象的交流靠。這些“悄悄話”蘊(yùn)藏多種信息。【閱讀】回憶次聲波的概念，閱讀教材P38有關(guān)內(nèi)容，完成下列填空。（1）次聲波指振動頻率低于的聲波。大自然的許多活動，如地震、火山爆發(fā)、臺風(fēng)、海嘯等，都伴隨有的產(chǎn)生。次聲波傳播的距離很遠(yuǎn)，即使在幾千千米以外，使用靈敏的聲學(xué)儀器也能接收到它們產(chǎn)生的。處理這些，可以確定這些活動發(fā)生的和。（2）次聲波的特點：破壞力強(qiáng)、能量、傳播距離。（3）利用次聲波傳遞的信息=1\*GB3①利用所接收到的次聲波，可以探測聲源的、大小和研究其他特性。例如，通過接收核爆炸、火箭發(fā)射或者臺風(fēng)產(chǎn)生的，來探測出這些次聲源的有關(guān)參量。=2\*GB3②預(yù)測自然災(zāi)害性事件。許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會輻射出，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來預(yù)測和預(yù)報這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生?！究偨Y(jié)】次聲波來源、特點及危害3．超聲波傳遞信息【想想議議】蝙蝠在夜間是怎樣發(fā)現(xiàn)前面的障礙物或獵物的呢？【小結(jié)】①回聲定位：蝙蝠飛行時發(fā)出，這些碰到墻壁或昆蟲時會，根據(jù)回聲到來的和，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置和距離，這種方法叫做。受蝙蝠的啟發(fā)，現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)明了超聲導(dǎo)盲儀、聲吶和倒車?yán)走_(dá)等。②聲吶：根據(jù)回聲定位原理，超聲波遇到障礙物又會反射回來，于是，人們利用它制造出水下探測和通訊儀器——聲吶。利用聲吶系統(tǒng)，人們可以探測海洋的深度，繪出水下數(shù)千米的海底地形圖；漁民利用聲吶獲得魚群信息。海底深度的表達(dá)式：（v海水是聲波在海水中的傳播速度，t是超聲波從發(fā)射到接收所用時間）③倒車?yán)走_(dá)：小轎車上的倒車?yán)走_(dá)就是根據(jù)的原理制成的。由裝置在車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后反射此聲波，計算出車體與障礙物間的實際距離，然后提示給司機(jī)，使停車或倒車更容易、更安全。④B超：B型超聲波診斷儀在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，其工作原理與聲吶相似：醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射，然后接收體內(nèi)臟器的反射波，反射波攜帶的經(jīng)過處理后顯示在屏幕上，可以準(zhǔn)確地獲得人體內(nèi)部疾病的信息。⑤超聲波探傷儀：超聲探測儀探測金屬內(nèi)部有無缺陷等。原理：在工業(yè)生產(chǎn)中常常運用超聲透射法對產(chǎn)品進(jìn)行無損探測。超聲波發(fā)生器發(fā)射出的能夠透過被檢測的樣品，被對面的接收器所接收。如果樣品內(nèi)部有缺陷，超聲波就會在缺陷處發(fā)生反射，這時，對面的接收器便收不到或者不能全部收到發(fā)生器發(fā)射出的超聲波信號。這樣，就可以在不損傷被檢測樣品的情況下，檢測出樣品內(nèi)部有無缺陷。還有超聲波測速儀、超聲波測厚儀等應(yīng)用?！咀鲆蛔觥康卣饡a(chǎn)生次聲波。次聲波可以在遠(yuǎn)離地震中心的地方被有些動物接收到，并有所反應(yīng)。下表中是幾種動物的聽覺頻率范圍，其中在遠(yuǎn)離地震中心的地方能感覺到地震的是（）幾種動物的聽覺頻率范圍/Hz蝙蝠1000～120000海豚150～150000貓60～65000大象1～20000A.蝙蝠B(yǎng).海豚C.貓D.大象探究二：聲與能量1．水波能傳遞能量【想想議議】平靜的水池里，水面上有幾片靜止的樹葉，現(xiàn)在把一塊石頭扔進(jìn)去，會看到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：把一塊石頭扔進(jìn)水里，可以看到一圈一圈的波紋向四周散去，水面上的樹葉也隨之起伏，扔石頭的能量通過水波傳給了。水波是一種波動，說明水波能傳遞?！鞠胍幌搿柯暡ㄒ彩且环N波動，那么，聲波能傳遞能量嗎？2.聲波傳遞能量【實驗】將揚聲器對準(zhǔn)燭焰，播放音樂，你看到了什么現(xiàn)象？這說明了什么問題？現(xiàn)象：火焰（填“會”或“不會”）搖動，這說明聲波可以?！究偨Y(jié)】聲波具有能量，能通過介質(zhì)傳遞能量。一般來說，超聲波產(chǎn)生的振動比可聞聲更加強(qiáng)烈，常被用來清洗物體。3．超聲波的應(yīng)用①用來清洗物體把需要清洗的物體放在清洗液中，穿過液體并引起激烈的振動，振動把物體上的污垢敲擊下來而不會損壞被洗的物體。②利用超聲波粉碎結(jié)石外科醫(yī)生常利用超聲波振動除去人體內(nèi)的結(jié)石。向人體內(nèi)結(jié)石發(fā)射，結(jié)石會被擊成細(xì)小的微粒或粉末，再通過服用輔助排泄的藥物，結(jié)石就可以順暢地被排出體外。【例題2】下面幾幅圖片，是生活中常見利用聲音的例子。利用聲音傳遞信息的有，利用聲音傳遞能量的有。探究三：《科學(xué)世界》---建筑聲學(xué)的杰作閱讀P40《科學(xué)世界》，了解天壇“圜丘”奇妙的聲學(xué)現(xiàn)象。并討論交流下列問題。①為什么人站在天壇的圜丘中央臺上說話，會感到聲音特別洪亮？②為什么在音樂廳里聽音樂與在曠野里聽到的不一樣？【解析】①當(dāng)人在臺中心喊叫一聲，傳向四處的聲音有一部分被四周的石欄桿，射到稍有傾斜的臺面后又反射到臺。因為圜丘第三層半徑僅11.5m，從發(fā)聲到回聲返回中心約需0.07s，所以回聲跟原來的聲音混在一起，分辨不開，只覺得聲音格外，還使人覺得似乎有聲音從地下傳來。②圜丘等反映出我國古代高水平的建筑聲學(xué)成就?，F(xiàn)在建筑如禮堂、音樂廳等，也有著很高的聲學(xué)要求。設(shè)計師通過選擇和特別的，使聽到的聲音更加。探究四：聲傳遞信息與傳遞能量之間的區(qū)別關(guān)鍵是弄清楚聲在此過程中所起的作用。對于傳遞信息，聲對物體不起物理作用；對于聲傳遞能量，聲對物體產(chǎn)生了物理作用，例如，物體發(fā)生了諸如形狀、狀態(tài)、位置等物理變化?！驹囈辉嚒肯铝惺且恍┞暤睦脤嵗?，請按照“聲傳遞信息”和“聲傳遞能量”進(jìn)行分類。①海豚交流；②蝙蝠定位；③超聲波潔牙；④超聲波加濕器；⑤聲吶；⑥B超；⑦超聲波擊碎結(jié)石；⑧超聲波探傷儀；⑨倒車?yán)走_(dá)；⑩超聲波導(dǎo)盲儀；?超聲波清洗鐘表等精密儀器?！揪v點撥】1.對聲傳遞信息與傳遞能量之間的區(qū)別，有些同學(xué)覺得不易分清，可根據(jù)兩種情況下對物體作用的情況區(qū)分。一般情況下，聲傳遞信息時，能量比較小，對物體不會有傷害作用；傳遞能量時，能量大，對物體有“破壞”作用，例如，使物體的形狀、狀態(tài)、位置等發(fā)生物理變化。2.對于聲波的應(yīng)用，知道有哪些應(yīng)用即可，不必過分理解其工作過程。【歸納整理】【課堂練習(xí)】1．如圖所示是超聲波在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實例。其中主要利用聲能傳遞信息的是______圖，主要利用聲傳遞能量的是______圖。(均選填“甲”或“乙”)2.小明同學(xué)制作了一個聲音炮（如圖2所示）。將塑料薄膜繃緊扎在一個圓桶的桶口上，在桶底開一圓孔，在距離圓孔大約2m的地方疊放一些空紙杯子。用手迅速拍打塑料膜，發(fā)現(xiàn)紙杯被振落。此實驗表明：聲音能在____中傳播；聲波能傳遞____。（選填“信息”或“能量”）3.如圖3所示，蝙蝠飛行時能發(fā)出超聲波，這些聲波碰到墻壁或昆蟲時會反射回來，根據(jù)回聲到來的方向和時間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。下列發(fā)明與此原理相同的是（）A．手電筒B．超聲導(dǎo)盲儀C．超聲波碎石D．中醫(yī)針炙4.如圖4所示，天壇公園內(nèi)的回音壁是我國建筑史上的一大奇跡，回音壁應(yīng)用的聲學(xué)原理是（）A.聲音的反射使原聲增強(qiáng)B.聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同C.聲音的音調(diào)不同D.發(fā)聲的物體在振動5.關(guān)于聲音的應(yīng)用，下列說法中錯誤的是（）A．中醫(yī)診病通過“望、聞、問、切”四個途徑，其中“聞”是利用聲音來獲得身體各方面的信息的B．超聲波能夠傳遞能量，因此利用超聲波可以清洗精密機(jī)械C．教師在教室里講課，回聲起到了增強(qiáng)原聲的作用D．聲在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、軍事等方面有很重要的應(yīng)用，沒有危害6.現(xiàn)在大多數(shù)汽車都有倒車?yán)走_(dá)，如圖6所示，打開倒車?yán)走_(dá)，在顯示器上就能顯示出障礙物與汽車之間的距離，避免倒車時與障礙物相撞，關(guān)于倒車?yán)走_(dá)，下列說法不正確的是（）A．倒車?yán)走_(dá)利用了回聲定位原理B．倒車?yán)走_(dá)利用聲傳遞能量C．倒車?yán)走_(dá)利用聲傳遞信息D．倒車?yán)走_(dá)發(fā)出的聲波我們聽不到7．如圖7是超聲波加濕器，它是利用了超聲波能夠傳遞______，將水滴擊打成非常小的霧滴噴灑到空氣中增加“濕度”，超聲波______（填“能”或“不能”）在真空中傳播，聲音在水中的傳播速度____（填“大于”、“等于”或“小于”）在空氣中的傳播速度。8.各國航船在定位和測量海深時都要用到超聲測位儀（如圖所示）。（1）超聲測位儀是利用聲音可以在______中傳播來工作的。（2）神舟十號飛船在太空遨游時，地面的監(jiān)測設(shè)備不能用超聲測位這種方法來監(jiān)控飛船與地球之間的距離，其原因是：__________________。（3）若海的深度是6.75km，聲音在海水中的速度是1500m/s，則測位儀發(fā)出信號后需經(jīng)過多長時間才能接收到信號。______9．閱讀材料，回答問題：功勛卓著的聲吶1912年，英國商船“泰坦尼克號”在自己的第一次航行中，發(fā)生了與冰山相撞沉沒的悲劇，這次海難事件引起了全世界的關(guān)注。為了尋找沉船，美國科學(xué)家設(shè)計并制造出第一臺測量水下目標(biāo)的回聲探測儀，于1914年成功地發(fā)現(xiàn)了3km以外的冰山。第一次世界大戰(zhàn)時，德國潛水艇擊沉了協(xié)約國大量戰(zhàn)艦、船只，幾乎中斷了橫跨大西洋的海上運輸線。當(dāng)時潛水艇潛在水下，看不見、摸不著，橫行無敵。