學(xué)而優(yōu)教有方2.2聲音的特性（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解聲音的特性。知道聲音的音調(diào)跟發(fā)聲體的頻率有關(guān)。知道聲音的響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)。知道不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)研究物理學(xué)問(wèn)題的方法。3.通過(guò)研究現(xiàn)實(shí)世界中豐富多彩的發(fā)聲現(xiàn)象，使學(xué)生更加熱愛(ài)科學(xué)。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】聲音的三種特性及其影響因素?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.感知聲音特性之間的區(qū)別；2.認(rèn)識(shí)音調(diào)及其決定性因素?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材第39頁(yè)第2節(jié)《聲音的特性》，并完成以下內(nèi)容：1．頻率是表示物體的物理量，它的單位是，符號(hào)為。大多數(shù)人能夠聽(tīng)到的聲音的頻率范圍是到，頻率高于這個(gè)范圍的聲音叫作，頻率低于這個(gè)范圍的聲音叫作。2.聲音的稱(chēng)為音調(diào)。音調(diào)與物體振動(dòng)的有關(guān)，物體振動(dòng)頻率越高，發(fā)出聲音的音調(diào)越；物體振動(dòng)頻率越低，發(fā)出的聲音的音調(diào)越。3.聲音的叫響度。物體的越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。響度除跟發(fā)聲體發(fā)聲時(shí)的振幅有關(guān)外，還跟人距離發(fā)聲體的有關(guān)系。4.音色是指聲音的特色、品質(zhì)。不同發(fā)聲體的音色是不同的，音色取決于發(fā)聲體本身的、等因素。我們能區(qū)分不同的人或物體發(fā)出的聲音，就是因?yàn)樗鼈兊挠胁顒e?！竞献魈骄俊刻骄恳弧⒁粽{(diào)1.探究聲音的特點(diǎn)【做一做】如圖所示，拿一張硬紙片在梳子上劃過(guò)，一次快劃，一次慢劃；仔細(xì)聽(tīng)兩次硬紙片發(fā)出的聲音有什么不同？【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】當(dāng)速劃過(guò)時(shí)，硬紙片發(fā)出的聲音尖細(xì)；速劃過(guò)時(shí)，硬紙片發(fā)出的聲音低沉（選填“快”或“慢”）?！鞠胍幌搿颗Ｅc蚊子發(fā)出的聲音有什么不同？歌唱家男低音與女高音發(fā)出的聲音有什么不同？發(fā)出的聲音低沉，發(fā)出的聲音細(xì)高；低音低沉渾厚，高音婉轉(zhuǎn)高亢。以上事例表明，聲音有。2.音調(diào)：聲音的叫作音調(diào)。女高音、男低音就是指音調(diào)的高低，通常女生比男生的音調(diào)高。3.探究影響音調(diào)高低的因素【想一想】音調(diào)的高低與什么因素有關(guān)？【猜想和假設(shè)】音調(diào)可能和振動(dòng)的快慢有關(guān)，可能和振動(dòng)的幅度有關(guān)?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】控制變量法：控制鋼尺的不變，只改變鋼尺伸出的（可以改變鋼尺振動(dòng)的頻率）。如圖所示，將一把鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊。撥動(dòng)鋼尺，聽(tīng)它振動(dòng)發(fā)出的聲音，同時(shí)觀察振動(dòng)的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度，使鋼尺兩次振動(dòng)的幅度大致相同，再次撥動(dòng)?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】=1\*GB3①把鋼尺緊壓在桌上，使鋼尺的3/4伸出桌面外，用手向下壓伸出的鋼尺使其振動(dòng)，觀察鋼尺振動(dòng)的快慢并聽(tīng)鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中；=2\*GB3②再分別把鋼尺的1/2、1/4伸出桌面外，仍用同樣大小的力向下壓伸出的鋼尺使其振動(dòng)，觀察鋼尺振動(dòng)的快慢并聽(tīng)鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中。③實(shí)驗(yàn)記錄表：振動(dòng)鋼尺長(zhǎng)度振動(dòng)快慢聲音高低鋼尺長(zhǎng)度的3/4鋼尺長(zhǎng)度的1/2鋼尺長(zhǎng)度的1/4【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】音調(diào)的高低與發(fā)聲物體的振動(dòng)有關(guān)。振動(dòng)得越快，發(fā)出聲音的音調(diào)越；振動(dòng)得越慢，聲音的音調(diào)越。4.頻率（1）物理意義：用來(lái)描述物體的物理量。物體振動(dòng)快，則頻率高；振動(dòng)慢，則頻率低。（2）定義：物體在1s振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，用符號(hào)f表示。（3）單位：，符號(hào)是Hz。如物體2s內(nèi)振動(dòng)了50次，則這個(gè)物體振動(dòng)的頻率f=Hz.（4）音調(diào)和頻率的關(guān)系：決定聲音的音調(diào)。頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低。5.音調(diào)的波形【實(shí)驗(yàn)】將音叉發(fā)出的聲信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)中，觀察聲音的波形。換一個(gè)不同頻率的音叉做實(shí)驗(yàn)，邊聽(tīng)邊分析它們的波形有何不同。【總結(jié)】通過(guò)觀察示波器中的波形（如下圖所示），我們可以看到音調(diào)的高低與波形間的關(guān)系：高音調(diào)的聲音頻率高，波形；低音調(diào)的聲音頻率低，波形較（選填“密集”或“稀疏”）。6.超聲波和次聲波（1）可聽(tīng)聲：人耳感受的聲音頻率有一定的范圍，大多數(shù)人能夠聽(tīng)到的頻率范圍從到；圖圖5（2）超聲波：把頻率高于的聲叫超聲波，因?yàn)槌^(guò)人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)的上限；

（3）次聲波：把頻率低于的聲叫次聲波，因?yàn)榈陀谌祟?lèi)聽(tīng)覺(jué)的下限。閱讀課本41頁(yè)《人和一些動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍》，了解人和一些動(dòng)物的發(fā)聲和聽(tīng)覺(jué)頻率范圍?；卮穑耗苈?tīng)到次聲波的動(dòng)物有哪些？能聽(tīng)到超聲波的動(dòng)物有哪些？【歸納】動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍一般和人的不同。有的動(dòng)物能聽(tīng)到超聲波，有的動(dòng)物能聽(tīng)到次聲波。能聽(tīng)到次聲波的動(dòng)物有：；能聽(tīng)到超聲波的動(dòng)物有：。【例題1】如圖是“探究影響音調(diào)高低因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說(shuō)法不正確的是（）A．通過(guò)改變鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度來(lái)改變鋼尺振動(dòng)的頻率B．多次實(shí)驗(yàn)中，保持鋼尺振動(dòng)的振幅相同，運(yùn)用了控制變量法C．鋼尺伸出桌面越長(zhǎng)，振動(dòng)越慢D．鋼尺振動(dòng)越快，頻率越高，發(fā)出的聲音音調(diào)越低探究二、響度聲音有音調(diào)的不同，也有強(qiáng)弱的不同。1.響度：物理學(xué)中把聲音的強(qiáng)弱叫響度，也就是聲音的。2.探究響度和振幅的關(guān)系【提出問(wèn)題】響度的大小與哪些因素有關(guān)?【猜想假設(shè)】響度可能振動(dòng)幅度有關(guān)，物體的振幅越大，產(chǎn)生的聲音響度可能越大?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①把系好乒乓球的細(xì)線拴在鐵架臺(tái)上，用正在發(fā)聲的音叉輕觸乒乓球，觀察乒乓球被彈開(kāi)的幅度。②用大小不同的力敲擊音叉，使音叉發(fā)出響度不同的聲音，重做上面的實(shí)驗(yàn)，觀察乒乓球被彈開(kāi)的幅度。將觀察到的現(xiàn)象記入表格中。乒乓球被彈開(kāi)幅度振幅大小響度大小大大小小【分析與論證】分別用不同的力敲擊時(shí)，聽(tīng)兩次音叉發(fā)出聲音的強(qiáng)弱，觀察兩次小球被彈開(kāi)的幅度；用力越大，乒乓球被彈開(kāi)的幅度越大，聲音的響度也越大?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】響度跟發(fā)聲體有關(guān)，物體振動(dòng)的幅度越大，產(chǎn)生聲音的響度越。3.振幅（振動(dòng)的幅度）物理學(xué)中用振幅來(lái)描述物體振動(dòng)的幅度。振幅是指發(fā)聲體偏離原來(lái)位置的最大距離，物體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。4.用波形圖表示響度的大小【演示】將音叉發(fā)出的聲信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)中，觀察聲音的波形。換一個(gè)響度不同的音叉做實(shí)驗(yàn)，邊聽(tīng)邊分析它們的波形有何不同（如下圖所示）。比較甲、乙兩個(gè)發(fā)聲體聲音的波形可知：甲的振幅，響度；乙的振幅小，響度小。5.影響響度大小的因素【想一想】響度還與其它因素有關(guān)嗎？請(qǐng)列舉一些事例?！痉治觥磕贸鍪謾C(jī)聽(tīng)音樂(lè)，離的近可以清楚地聽(tīng)見(jiàn)手機(jī)的聲音，離得遠(yuǎn)幾乎聽(tīng)不見(jiàn)。表明響度還跟離發(fā)聲體的有關(guān)。距離越遠(yuǎn)，聲音越分散，響度越小。減小聲音的發(fā)散，可增大響度。生活中的喊話器、醫(yī)生用的聽(tīng)診器都利用了這個(gè)道理?！究偨Y(jié)】①響度的大小與有關(guān)：發(fā)聲體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。②響度的大小與人距發(fā)聲體的有關(guān)：離發(fā)聲體距離越遠(yuǎn)，聲音越分散，響度越小。6.區(qū)分音調(diào)與響度音調(diào)和響度是聲音的兩個(gè)不同的特征。響度大的聲音，音調(diào)高；音調(diào)高的聲音，響度也大（選填“一定”或“不一定”）?！鞠胂胱h議】蚊子的叫聲與黃牛的叫聲相比，哪個(gè)音調(diào)高？哪個(gè)響度大？蚊子的叫聲音調(diào)；黃牛的叫聲響度?！纠}3】男低音獨(dú)唱時(shí)由女高音輕聲伴唱，對(duì)二人聲音的描述正確的是（）A.男低音比女高音音調(diào)低、響度大B.男低音比女高音音調(diào)低、響度小C.男低音比女高音音調(diào)高、響度大D.男低音比女高音音調(diào)高、響度小探究三、音色【做一做】播放用不同的樂(lè)器演奏的古典音樂(lè)《梁?！?，控制音調(diào)和響度差不多相同，你能分辨它們是哪種樂(lè)器發(fā)出的嗎？為什么？【歸納】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(gè)因素是十分重要的，它就是。1.探究不同發(fā)聲體的音色【演示或播放視頻】將音叉、鋼琴與長(zhǎng)笛發(fā)出的聲音分別輸送到計(jì)算機(jī)（或示波器）中，觀察聲音的波形圖，比較他們的波形有何異同?！痉治觥扛鶕?jù)觀察到的聲音波形可以知道：①音叉、鋼琴、長(zhǎng)笛發(fā)出的聲音波形，總體上的疏密程度是的，即頻率相同，音調(diào)。②振動(dòng)幅度相同（振幅相同），響度。③波的形狀不同，即音色（以上均選填“相同”或“不相同”）。2.音色聲音的品質(zhì)叫做音色，它反映了每個(gè)物體發(fā)出的聲音特有的品質(zhì)。3.音色的決定因素①音色是由發(fā)聲體的、等因素決定的。不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色就不同?！奥勂渎暥淙恕本褪抢妹總€(gè)人發(fā)出聲音的音色不同來(lái)辨別的。②音色是由發(fā)聲體本身決定的，發(fā)聲體有變化，音色也將變化。例如，有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人師傅，可以通過(guò)用鐵錘敲擊鋼軌發(fā)出的聲音的音色而得知鋼軌上的螺絲是否松動(dòng)?！纠}3】AI（人工智能）語(yǔ)音播報(bào)能夠模仿不同人物的聲音，是因?yàn)樗鼘W(xué)會(huì)了模仿人物聲音中的哪個(gè)特性（）A．音調(diào) B．響度 C．音色 D．振動(dòng)頻率【例題4】如圖所示，將一把鋼尺壓在桌面上，一部分伸出桌面，用手撥動(dòng)其伸出桌外的一端，輕撥與重?fù)茕摮?，則鋼尺發(fā)出聲音的______不同；改變鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，保持尺的振動(dòng)幅度不變，則鋼尺發(fā)出聲音的______不同；換用一把塑料尺子繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，其他條件不變，則尺子發(fā)出聲音的______不同。（均選填“響度”、“音調(diào)”和“音色”）探究四、樂(lè)音和樂(lè)器閱讀課本42頁(yè)《科學(xué)世界》，完成下列問(wèn)題：①什么是樂(lè)音？②常見(jiàn)的樂(lè)器打擊樂(lè)器、弦樂(lè)器、管樂(lè)器靠什么發(fā)聲？音調(diào)的高低與什么有關(guān)？【總結(jié)】1.樂(lè)音：悠揚(yáng)、悅耳，聽(tīng)起來(lái)很舒服的聲音叫。從鋼琴和長(zhǎng)笛的波形圖中可以看出，樂(lè)音的波形是的（選填“有規(guī)則”或“無(wú)規(guī)則”）。2.樂(lè)器：樂(lè)器可以分為打擊樂(lè)器、弦樂(lè)器和管樂(lè)器等不同類(lèi)型。（1）打擊樂(lè)器：編鐘、鼓、鑼等樂(lè)器受到敲擊時(shí)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生聲音。演奏編鐘時(shí)，敲擊大小不同的鐘能發(fā)出不同音調(diào)的聲音。擊鼓時(shí)的力度越大，鼓面的振動(dòng)幅度就越大，聲音就越響亮。（2）弦樂(lè)器：古琴、琵琶、二胡、小提琴和鋼琴等樂(lè)器通過(guò)弦的振動(dòng)發(fā)聲。長(zhǎng)而粗的弦發(fā)聲的音調(diào)低，短而細(xì)的弦發(fā)聲的音調(diào)高?？嚲o的弦發(fā)聲的音調(diào)高，不緊的弦發(fā)聲的音調(diào)低。弦的振動(dòng)幅度越大，聲音就越響。弦樂(lè)器通常有一個(gè)共鳴箱來(lái)使聲音更洪亮。（3）管樂(lè)器：簫和笛等樂(lè)器，包含一段空氣柱，吹奏時(shí)空氣柱振動(dòng)發(fā)聲。手指在不同的音孔上，就會(huì)改變空氣柱的長(zhǎng)度，從而改變音調(diào)。長(zhǎng)的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音?！纠}5】古箏，因其音域?qū)拸V、音色優(yōu)美、演奏技巧豐富、表現(xiàn)力強(qiáng)而被稱(chēng)為“眾樂(lè)之王”，亦稱(chēng)為“東方鋼琴”，是中國(guó)獨(dú)特的、重要的民族樂(lè)器之一。如圖所示是表演者彈奏古箏的情景，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．演奏時(shí)用力撥動(dòng)琴弦，音調(diào)升高B．演奏時(shí)撥動(dòng)琴弦越快，聲音傳播速度越快C．演奏前需要調(diào)弦，繃緊的弦發(fā)聲的音調(diào)高D．演奏時(shí)的聲音悅耳動(dòng)聽(tīng)，細(xì)琴弦發(fā)聲的響度大【精講點(diǎn)撥】1.音調(diào)是指聲音的高低，與物體振動(dòng)的快慢（頻率）有關(guān)，用高、低來(lái)描述；響度是指聲音的大小，與物體振動(dòng)的幅度（振幅）有關(guān)，用大、小來(lái)描述；音調(diào)高的聲音不一定響度大，響度大的聲音也不一定音調(diào)高。2.發(fā)聲體不同，所產(chǎn)生聲音的音調(diào)、響度可能相同，但音色一般不同?？梢酝ㄟ^(guò)音色的不同來(lái)區(qū)分不同的樂(lè)器、不同的人。3．物理中的“高”、“低”只用來(lái)描述音調(diào)。而聲音的“大”、“小”則用來(lái)描述響度。而在日常生活中的“高”、“低”有時(shí)指音調(diào)，有時(shí)指響度，如“這個(gè)聲音很高，我唱不上去”這里的“高”指的是音調(diào)；“引吭高歌”“低聲細(xì)語(yǔ)”這里的“高”、“低”指的是響度，注意區(qū)分?！練w納整理】【課堂練習(xí)】1.百度地圖是一款導(dǎo)航APP，在語(yǔ)音播報(bào)設(shè)置上，用戶可從系統(tǒng)中眾多演員的個(gè)性語(yǔ)音包中進(jìn)行選擇。用戶更換語(yǔ)音包能變更聲音的（）A．響度 B．音色 C．音調(diào) D．頻率2．下列關(guān)于中國(guó)傳統(tǒng)樂(lè)器的描述和分析，不正確的是（）ABCDA．彈奏琵琶時(shí)，同樣大小的力撥動(dòng)粗細(xì)不同的琴弦，可以發(fā)出音調(diào)不同的聲音B．吹葫蘆絲時(shí)，是因?yàn)榭諝庵駝?dòng)產(chǎn)生了聲音C．吹陶笛時(shí)，按住不同的氣孔是為了改變聲音的音調(diào)D．用大小不同的力敲擊揚(yáng)琴的同一位置，發(fā)出聲音的音色不相同3．曾侯乙編鐘包含若干個(gè)大小不同的鐘，用大小相同的力敲擊不同的鐘，發(fā)出的鐘聲不同，這是指聲音的什么特性不同（）A．響度 B．音調(diào) C．音色 D．傳播速度4．如圖所示是甲、乙、丙三個(gè)聲音在示波器上顯示的波形圖（縱軸數(shù)值的單位相同，橫軸中1ms＝10-3s），以下判斷正確的是（）A．乙比甲的響度大 B．甲的音調(diào)比乙低C．甲比丙的頻率小 D．甲、丙的音色相同5．某調(diào)弦軟件可以測(cè)量出吉他弦發(fā)聲的參數(shù)，吉他聲是由弦的產(chǎn)生的。下圖是先后兩次撥吉他A弦后軟件界面顯示的內(nèi)容，此時(shí)軟件顯示兩次撥動(dòng)產(chǎn)生的吉他聲不同，主要是指聲音的（填“音調(diào)”“響度”或“音色”）不同。6.為了探究聲音的三個(gè)特性，小偉同學(xué)用兩把大小完全