聲音的特性

教學(xué)目標(biāo)國

1.通過欣賞樂曲，結(jié)合生活實際，知道聲音具有音調(diào)、響度和音色的

區(qū)別。0

2.通過實驗探究，確定音調(diào)與聲源的振動頻率有關(guān)，響度與聲源的振

幅有關(guān)，音色與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)和發(fā)聲方式有關(guān)?；?/p>

3.通過演示實驗，讓學(xué)生理解振動與示波器顯示的波形之間的聯(lián)系。0

4.通過實驗探究，確定在聲音傳播過程中，音調(diào)和音色不會發(fā)生改變,

而響度會逐漸減小?；?/p>

5.通過分組實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對科學(xué)的求知欲望，體驗團

隊合作的重要性，形成樂于探索自然現(xiàn)象和生活中的物理學(xué)規(guī)律的精

神。

重點難點回

重點回

1.音調(diào)、響度、音色的基本概念。

2.音調(diào)與頻率、響度與振幅的關(guān)系。

難點回

1.頻率的定義。0

2.振動波形的理解。

教學(xué)準(zhǔn)備回

教師準(zhǔn)備回

音叉、手機、示波器、音頻處理軟件、發(fā)聲體振動快慢演示裝置、多

媒體課件等?；?/p>

學(xué)生準(zhǔn)備回

鋼尺，課前預(yù)習(xí)相關(guān)知識?；?/p>

教學(xué)設(shè)計回

一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

【教師活動】

［師生互動電

欣賞兩段樂曲，判斷它們是用什么樂器演奏的，以及它們分別是什么

曲子。（最開始把電腦音量調(diào)到很低，學(xué)生聽不清，之后再調(diào)高音量，

讓學(xué)生聽清）回

【學(xué)生活動】欣賞樂曲，進行辨析。

【教師活動】

【問題引導(dǎo)咽

問題1:你如何判斷出是哪首曲子的？

問題2:你如何知道是用什么樂器演奏的？

問題3:一開始你為什么聽不到曲子聲?團

【學(xué)生活動】團

結(jié)合自己在音樂課上學(xué)到的知識以及生活常識，根據(jù)教師提出的問

題，總結(jié)樂音的三個特征:音調(diào)高低、音量（響度）大小、音色差異。回

【設(shè)計意圖】

通過簡單現(xiàn)象引入新課，讓學(xué)生直接歸納出"音調(diào)""響度""音色"這三個

詞，方便開展進一步的探究?！?/p>

二、新課教學(xué)回

［實驗探究1］聲音的響度回

【教師活動】固定鋼尺伸出桌面的長度不變，用不同大小的力去撥動

它，聽一聽聲音有什么區(qū)別?；?/p>

【學(xué)生活動】觀察并回答:聲音的響度改變，音調(diào)不變。

【教師活動】仔細觀察用不同力度撥動鋼尺時，鋼尺的振動有什么區(qū)

別。0

【學(xué)生活動】觀察并回答:振動的幅度不同（也有同學(xué)提到振動的快慢不

同）。

【教師活動】把兩把完全相同的鋼尺固定在桌面上，讓它們伸出桌面

的長度均為15cm。指名兩個同學(xué)用不同的力壓彎鋼尺，然后一起放

手，讓其他學(xué)生觀察現(xiàn)象，看鋼尺振動的快慢是否與撥動的力度大小

有關(guān)。0

【學(xué)生活動】觀察并回答:此時兩鋼尺振動的快慢并沒有改變。

【教師活動】通過這個實驗?zāi)愕玫搅耸裁唇Y(jié)論?回

【學(xué)生活動】思考并回答:物體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。

【設(shè)計意圖】利用演示實驗證明改變振幅時一，物體振動的快慢并沒有

改變，為后續(xù)探究音調(diào)與頻率的關(guān)系做好鋪墊。0

［實驗探究2］聲音的音調(diào)團

【教師活動】現(xiàn)在試著撥動鋼尺發(fā)出不同的音調(diào)，目標(biāo)是找出Do、

Re>Mi、Fa、So.......

【學(xué)生活動】兩人一組進行實驗?；?/p>

【教師活動】學(xué)生實驗操作，教師巡視指導(dǎo)?；?/p>

【學(xué)生活動】逐漸找到音調(diào)的變化規(guī)律。

【教師活動】請找到音調(diào)變化的小組到講臺前來進行表演。團

【學(xué)生活動】小組進行表演。

【教師活動】提問:如何讓鋼尺發(fā)出的音調(diào)逐漸升高?回

【學(xué)生活動】思考并回答:讓鋼尺伸出桌面的距離變短。

【教師活動】慢動作演示:鋼尺在不同長度時的振動。0

【學(xué)生活動】仔細觀察。

【教師活動】提問:改變鋼尺的振動長度時，鋼尺的振動快慢發(fā)生了什

么變化?回

【學(xué)生活動】觀察并回答:鋼尺伸出桌面的長度變短，振幅變小，但是

振動變快。

【教師活動】那么，振幅和振動快慢哪一個是使得鋼尺的音調(diào)發(fā)生變

化的原因呢?團

【學(xué)生活動】思考并回答:振動的快慢影響音調(diào)，振幅影響的是聲音的

響度回

【教師活動】結(jié)合我們判斷物體運動快慢的方法，我們?nèi)绾尾拍鼙容^

準(zhǔn)確地判斷物體振動的快慢呢?回

【學(xué)生活動】回憶速度的定義，聯(lián)想比較振動快慢的物理量。0

【教師活動】給出頻率的物理意義、定義和單位

物理意義:用來描述物體振動快慢的物理量?；?/p>

定義:每秒內(nèi)振動的次數(shù)。：單位:赫茲(Hz)。0

【學(xué)生活動】理解頻率的定義。0

【教師活動】提問:一個物體的振動頻率是20Hz,那么，它每分鐘振動

多少次?回

【學(xué)生活動】計算并回答:1200次。

【教師活動】提問:鋼尺伸出桌面的長度與振動頻率之間有什么關(guān)系?回

【學(xué)生活動】思考并回答:鋼尺伸出桌面的長度越短，振動的頻率越

高。

【教師活動】提問:那么，音調(diào)與振動頻率之間應(yīng)該是怎樣的對應(yīng)關(guān)系

呢?回

【學(xué)生活動】思考并回答:物體的振動頻率越高，音調(diào)越高。

【設(shè)計意圖】通過有目的性地引導(dǎo)學(xué)生在鋼尺上尋找不同音調(diào)的過

程，調(diào)動學(xué)生主動探究的積極性。讓學(xué)生通過親自動手進行實驗并觀

察，分析出影響音調(diào)變化的因素，加深學(xué)生對知識的理解。團

利用學(xué)生的原有知識進行遷徙，促進他們對新概念一一頻率的學(xué)習(xí)。

同時，從鋼尺長短對應(yīng)音調(diào)高低和鋼尺長短對應(yīng)振動頻率的改變，推

導(dǎo)出音調(diào)高低對應(yīng)振動頻率的改變，強化學(xué)生的邏輯思維能力?；?/p>

［演示實驗1］振動圖象與示波器團

【教師活動】讓一位同學(xué)手拿一支粉筆，在黑板上沿豎直方向快速地

上下移動，另一個同學(xué)慢慢地勻速拖動黑板，在黑板上就會留下一個

波形圖，這便是振動圖象。0

示波器就是可以顯示聲源振動圖象的儀器(出示示波器)。0

【學(xué)生活動】觀察、思考，認識示波器。0

【教師活動】利用示波器對比頻率的差異。0

利用音頻處理軟件生成262Hz(Do)、294Hz(Re)和330Hz(Mi)的三個波形

圖，播放它們對應(yīng)的聲音，對比聲音與波形之間的關(guān)系?；?/p>

【學(xué)生活動】觀察后發(fā)現(xiàn):頻率越高，音調(diào)越高，同時，示波器顯示的

波形越密。

【教師活動】示波器的波形圖可以顯示聲音頻率的差異，那么，它能

否顯示聲音響度的差異嗎?該如何用實驗來驗證呢?回

【學(xué)生活動】設(shè)計實驗進行探究:利用音叉和手機上的示波器進行探

究，通過用不同的力敲擊同一個音叉，觀察示波器上波形的變化?；?/p>

【設(shè)計意圖】從富有趣味性的活動入手，介紹示波器顯示的振動圖象

的含義，再通過手機和電腦上的示波器軟件展示頻率和響度在波形圖

上的特征。在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、總結(jié)能力和語言表達能

力。

［演示實驗2］音色的區(qū)別回

【教師活動】使用音頻處理軟件演示相同頻率、不同波形的聲音的區(qū)

別。0

【學(xué)生活動】聽辨不同波形，發(fā)現(xiàn)聲音的區(qū)別。

【教師活動】展示鋼琴與黑管的振動波形，讓學(xué)生體會兩者音色之間

【學(xué)生活動】仔細觀察，發(fā)現(xiàn)不同的樂器發(fā)出的聲音產(chǎn)生的波形不

同。雖然它們產(chǎn)生的聲音的響度和音調(diào)相同，但是聲音的音色有很大

區(qū)別。0

【教師活動】師生共同總結(jié)不同樂器發(fā)出的聲音產(chǎn)生的波形有差異的

原因:樂器的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、演奏方式等不同。0

【設(shè)計意圖】將音色差別與波形差別形象化，幫助學(xué)生進行理解和記

憶。0

增強學(xué)生的觀察能力和歸納總結(jié)能力?；?/p>

現(xiàn)演示實驗3］聲音的三要素與聲源距離的關(guān)系團

【教師活動】在音叉附近放置兩個相同的手機，同時打開手機里的示

波器軟件。敲擊音叉，觀察兩個手機中形成的波形圖的區(qū)別。0

提問:這個實驗說明了什么問題？

組織學(xué)生交流和總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。0

【學(xué)生活動】回

觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)歸納:距離音叉近的，波形圖中的振幅大;距離音叉

遠的，波形圖中的振幅小。但波的疏密程度相同，波形也相同?；?/p>

思考后回答:聲音的響度隨著與聲源距離的增大而減小，但是音調(diào)和音

色不改變。0

相互交流和總結(jié)。0

【設(shè)計意圖】讓學(xué)生有意識地分析交流并總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生歸納整理的

能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力。團

三、知識拓展團

交響樂常識知多少因

根據(jù)發(fā)聲方法，樂器可以分為三種主要的類型，即打擊樂器、弦樂器

和管樂器。小提琴、鋼琴、豎琴等弦樂器通過弦的振動發(fā)聲;長笛、各

種號等樂器，它們內(nèi)部包含一段空氣柱，吹奏時空氣柱振動發(fā)聲，屬

于管樂器;鼓、鑼等樂器受到打擊時振動發(fā)聲，稱為打擊樂器。

管樂器又可以分為木管樂器與銅管樂器。銅管樂器是一種將氣流吹進

吹嘴之后，造成嘴唇振動的樂器。木管樂器靠簧片或氣流振動來發(fā)

聲。以最簡單的木管樂器為例，當(dāng)往里面吹氣時，進入和通過“吹孔”的

空氣會撞擊管子中的一些部位，并通過這根管子來輸送空氣的振動，

從而發(fā)出聲音?；?/p>

交響樂團的打擊樂器可以分成兩大類:第一類是可以調(diào)整音調(diào)的，包括

定音鼓、木琴、鋼片琴等;第二類是不可以調(diào)整音調(diào)的，包括三角鐵、

鈴鼓、錢、小鼓、大鼓和鑼等。

交響樂團是根據(jù)樂器發(fā)出的聲音和演奏的難度來進行排列的。一般情

況下，體積較大的樂器音調(diào)低，響度大。從聲部發(fā)聲平衡上來說，弦

樂器響度偏小，銅管樂器響度偏大。弦樂器占整個交響樂團樂器的一

大半。弦樂器是交響樂隊的基礎(chǔ)和靈魂，是最富表現(xiàn)力的一組樂器，

因此，它們總是排列在舞臺的最前面。在弦樂器后面會設(shè)有兩排管樂

器。木管樂器種類較多，色彩性極富麗，音色突出，所以總是分門別

類地排列在舞臺的中間，位于第二小提琴和中提琴的后面。銅管樂器

與打擊樂器音量宏大并富有刺激性，所以它們總是排列在后面或后側(cè)

面，且打擊樂器組一般位手銅管樂器之后。0

“水杯編鐘”中的物理道理

我們可以用水杯做一件樂器，方法很簡單:拿一只水杯，用一支筷子或

小匙敲擊它，它就會發(fā)出一定音調(diào)的聲音，無論輕敲重敲，它的音調(diào)

都是不變的。然后，往水杯里倒水隨著水越裝越多，敲擊時發(fā)聲的音

調(diào)會越來越低。找八個水杯，整齊地擺成一排，依次裝上不同深度的

水，敲擊這排水杯，會發(fā)出高低不同的聲音，調(diào)節(jié)水的深淺，使這排

水杯分別發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、1”等聲音，這個打擊樂器就完

成了。我們且叫它作"水杯編鐘"吧。可以試著用它演奏簡單的曲子，如

果音域不夠，還可以增加水杯。0

為什么盛水的杯子能發(fā)出這樣高低不同的聲音呢?原來，每個物體在受

到激發(fā)開始振動后，如果不再受其他物體的干擾，其振動就有自己確

定的頻率，這個頻率叫做物體的固有頻率。如調(diào)好的琴弦有自己確定

的振動頻率不論輕輕按它還是用力撥它，它發(fā)出的聲音只是響度不

同，而音調(diào)卻是不變的;廟里的鐘振動時也有自己的固有頻率，不論輕

輕敲它還是用力敲它，它的音調(diào)都是不變的;當(dāng)然，盛水的杯子被敲擊

時也有自己的固有頻率。回

物體的固有頻率只由物體的質(zhì)量、材料、形狀等物體本身的特性所決

定，只要不改變物體本身的這些物理特性，其固有頻率就不會變。人

們利用這個性質(zhì)制成了音叉、定音哨等，讓樂隊在每次演奏前用以調(diào)

弦定音。要改變物體的固有頻率，就需要改變物體本身的物理特性。

如在音叉的一臂上系一根細小的銅絲，就可以改變音叉的振動頻率;改

變琴弦的長短和張緊程度，就可以改變其音調(diào)，這就是樂器演奏前的

調(diào)弦;增減水杯中的水，就可以改變盛水杯子被敲擊時發(fā)聲的音調(diào)，增

加水則音調(diào)降低，減少水則音調(diào)升高，這就是制作"水杯編鐘”的基本原

理。0

物體本身的物理特性變了，物體的固有頻率及其泛音頻率也都變了，

于是激發(fā)后它發(fā)出來的聲音的音調(diào)、音色就都變了。例如，銅鑼破

了，敲擊它發(fā)出的聲音就不再是清脆響亮的，而是低沉沙啞的了。反

過來，如果敲擊物體時發(fā)現(xiàn)聲音變了，就可以推知物體的物理特性有

了變化，如有了破損、裂痕、連接松脫或其他異常情況，人們往往利

用這個道理來檢查物體內(nèi)部有無異常，我們且稱它為"叩診"?；?/p>

多普勒效應(yīng)回

1842年的一天，奧地利物理學(xué)家多普勒正帶著自己的女兒散步，走在

鐵道邊時，一列飛駛的火車鳴著笛迎他而來。這時，他注意到笛聲的

音調(diào)很高，但是到火車離他而去時，笛聲的音調(diào)突然降低了。經(jīng)過認

真研究，他得出了適用于一般波動的一條原理，稱為"多普勒效應(yīng)”。

什么是多普勒效應(yīng)呢?設(shè)聲源發(fā)聲的頻率是固定的，但當(dāng)聲源向著我們

運動或我們向著聲源運動時，我們聽到的音調(diào)會升高；當(dāng)聲源遠離我

們運動或我們遠離聲源運動時，我們所到的音調(diào)會降低。這種聲源和

聽者做相對運動時、聽者所接收到的聲音頻率與聲源原有頻率不同的

現(xiàn)象就叫做多普勒效應(yīng)。

多普勒效應(yīng)有許多應(yīng)用，有經(jīng)驗的鐵路工人可以從笛聲判斷列車是開

來還是離去，雷達測速裝裝置也是根據(jù)多普勒效應(yīng)來測定車輛行駛的

速度的，聲吶裝置則根據(jù)多普勒效應(yīng)來探測潛艇運行的方向和速度。0

四、作業(yè)設(shè)計團

【隨堂練習(xí)】

1.本節(jié)課中，固定鋼尺伸出桌面的長度，用不同大小的力撥動鋼尺，鋼

尺發(fā)出聲音的不變，改變。改變鋼尺伸出桌面的長

度時，鋼尺發(fā)出聲音的改變。

2.聲音的響度與有關(guān);聲音的音調(diào)與有關(guān)，聲音的音

色與有關(guān)?；?/p>

3.從示波器上的波形圖來看，聲音的音調(diào)高低表現(xiàn)為;聲

音的響度大小表現(xiàn)為;聲音的音色區(qū)別為

答案回

L音調(diào)響度音調(diào)回

2.聲源的振幅聲源的頻率發(fā)聲體的材料和結(jié)構(gòu)

3.波形的疏密程度波形的振幅大小波形的形狀

【課后作業(yè)】

教材第37頁第1?4題。團團

板書設(shè)計團

第2節(jié)聲音的特性團

振幅---------->響度

材料結(jié)構(gòu)