2.3聲的利用（教學(xué)設(shè)計）

年級八年級授課時間

課題2.3聲的利用

教學(xué)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。

目標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。

教材注意區(qū)分了聲和聲音這兩個概念。聲的概念比較廣，包括聲音、超聲、次聲

等：而聲音的概念相對而言要窄得多，它僅指人耳年能感覺到的那部分聲。關(guān)于聲和

聲音兩個概念，教學(xué)中教師注意正確使用即可，不必對學(xué)生明示。

聲在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用。限于篇幅，教材中只介紹“聲與信息”和“聲

與能量”。課文列舉了大量事例，讓學(xué)生感知物理與生活的聯(lián)系。本節(jié)的教學(xué)應(yīng)鼓勵

學(xué)生自己從生活中的感知或查閱的資料中了解利用聲的實例和它們的工作原理。另一

方面，應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的想象力，鼓勵他們制作一些利用聲的小發(fā)明。

教材學(xué)生在日營生活中已經(jīng)接觸過利用聲的事冽，因此，請學(xué)生說出所了解的利用聲

分析的現(xiàn)象。要求是當有人發(fā)言時，其他人必須仔細傾聽，保證每個人充分發(fā)表自己的意

見。在這種完全自由的情境下，一個人所提出的哪怕是很不成熟的觀點也可能激發(fā)其

他人的思維，產(chǎn)生一系列新的想法。

在學(xué)生充分發(fā)表各自的看法后，教師可對聲在社會生活中應(yīng)用的情況進行分類。

可以按照教材分為“聲與信息”和“聲與能量”兩類，也可按照聲在醫(yī)療、工業(yè)、軍

事、日常生活等方面的利用分類，然后根據(jù)分類進行總結(jié)性的講解，在講解中應(yīng)對學(xué)

生遺漏的例子進行補充。

也可結(jié)合音像資料對天壇進行介紹，對學(xué)生進行愛國主義教育。

學(xué)生對聲音的傳遞和能量傳遞的概念有一定的了解，但對聲音傳遞信息和能

學(xué)情量的應(yīng)用方面的知識了解較少。學(xué)生具備一定的實驗觀察和探究能力，但在實驗

分析設(shè)計和實驗結(jié)果分析方面還存在一定的困難。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較高，善于合

作，但在表達和總結(jié)方面需要進一步培養(yǎng)。

教學(xué)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。

教學(xué)難點聲傳遞信息與聲傳遞能量的區(qū)別。

酒精燈、音箱（播放聲音）、蠟燭、火柴等。

教學(xué)

多媒體課件ppt，包含視頻《聲傳遞信息》、《蝙蝠第回聲定位捕食》、

器材

《聲波具有能量》、《聲吶》。

教學(xué)過程

教師活動學(xué)生活動

導(dǎo)入新課

人從呱呱墜地時起，就開始利用聲音來表達自己的情緒和需求。人們在優(yōu)

思考問題，進

美的音樂中愉悅身心，從彼此的對話中獲得信息……除了人類，動物也能利用

入情景.

聲。例如，大象就可以用人類聽不到的“聲音”進行交流。你能舉出其他一些

例子嗎？

學(xué)習(xí)新課一、聲與信息

1.聲可以傳遞信息

【提問】請同學(xué)們分析以下場景有什么共同點？說明了什么問題？

①下課鈴響了；②醫(yī)生用聽診器聽心跳的聲音；③鐵路工人用鐵錘敲擊鋼分析四幅圖片

軌：④聽到遠處隆隆的雷聲.的場景有什么

下課鈴響了醫(yī)生用聽診器聽心跳的聲音共同點？說明

鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌聽到遠處隆隆的雷聲了什么問題？

【小結(jié)】分析上述場景的共同點：當人們感知到不同的聲音時，就會傳遞與老師共同歸

給人們不同的信息。納出聲可以傳

【結(jié)論】聲音可以傳遞信息。遞信息。

2.次聲波傳遞信息

（1）次聲波的產(chǎn)生

頻率低于20Hz的聲叫，'乍次聲波。大象就可以發(fā)出次聲波；地震、火山爆

發(fā)、臺風、海嘯、核爆炸等發(fā)生時，都伴有次聲波的產(chǎn)生。

（2）次聲波傳遞信息

次聲波傳播的距離很遠，發(fā)生地震、臺風、核爆炸時，即使在幾千千米以

外，使用靈敏的聲學(xué)儀器也能接受到他們產(chǎn)生的次聲波。處理這些信息可以確

定這些活動發(fā)生的方位和強度。

3.超聲波傳遞信息

（1）回聲定位

說出次聲波傳

【提問】蜘蝠通常只在夜間出來活動和覓食。但不會碰到墻壁、樹枝等障

遞信息的實

礙物，你知道蝙蝠是怎樣判析目標的位置的嗎？它采用的方法叫什么？

例。

【小結(jié)】蝙蝠在飛行時會發(fā)出超聲波，這些超聲波碰到墻壁或昆蟲時會反

彈回來，根據(jù)回聲到來的方位和時間，蝙蝠可以確定目標的位置。

這種根據(jù)回聲探測目標的方法叫做回聲定位。

蝙蝠靠超聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲

【播放視頻】一《蝙蝠靠回聲定位捕食》。

（2）回聲定位的應(yīng)用

【過渡】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

雷達等。

【課件展示并講解】超聲導(dǎo)盲儀、聲吶和倒車雷達的圖片，講解其原理。

①超聲導(dǎo)盲儀

討論交流問

采用“I可聲定位”原理制成的超聲導(dǎo)盲儀可以探測障礙物，幫助盲人出

行。超聲導(dǎo)盲儀通過發(fā)射超聲波，接收障礙物反射的回波，經(jīng)過處理后，將障題，觀看視

礙物的距離信息轉(zhuǎn)化為聲音信息，反饋給使用者，達到“以聽代視”的效果。頻，說出蝙蝠

是如何定位捕

食的？如道什

么是回聲定

位。

超聲導(dǎo)盲儀及其原理

②倒車雷達

小轎車上的倒車雷達就是根據(jù)I川聲定位的原理制成的。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，使停車或倒車更容易、更安全。

列舉生活、生

產(chǎn)中回聲定位

的應(yīng)用實例，

倒車雷達探測海底深度分析其原理。

③聲吶重點是型車雷

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，人們利用它達、聲吶、導(dǎo)

制造出水下探測和通訊儀器一一聲吶。利用聲吶系統(tǒng)，人們可以探測海洋的深盲儀。

遞信息，沒涉及到次聲波，故應(yīng)用到的物理知識是①②③，④不符合題意。

故選C。觀看視頻，進

一步理解聲能

夠傳遞信息,

知道應(yīng)用。

做例題并進行

解析，理解回

聲定位原理。

學(xué)習(xí)新課二、聲與能量

1.聲具有能量，也可以傳遞能量

【提問】把一塊石頭扔進水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水

面上的樹葉也隨之起伏。樹葉獲得的能量是從哪里來的？觀看演云實驗

這說明石頭的能量通過水波傳給了樹葉?；蛞曨l，根據(jù)

【追問】聲波也是i種波動，那么，聲波能傳遞能量嗎？實驗現(xiàn)象得出

【演示實驗】將揚聲器對準燭焰，播放音樂，你看到了什么現(xiàn)象？這說明聲波能傳遞能

了什么問題？量。

水波發(fā)聲揚聲器旁的燭焰

【實驗現(xiàn)象】發(fā)聲揚聲器旁的燭焰來回擺動。

【總結(jié)】聲具有能量，也可以傳遞能量。傳遞聲的過程實際上就是傳遞能

量的過程。

【播放視頻】-一《聲與能量》

2.聲傳遞能量的應(yīng)用

【過渡】聲是以波的形式傳播的，聲波傳遞能量應(yīng)用很廣。

【以下知識利用課件展示講解】

（1）超聲波清洗機

列舉生活中應(yīng)

超聲波可以用來洗滌精密的儀器。把需要清洗的物體放在清洗液中，超聲

用聲波的?些

波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

事例：清洗

的物體。用超聲波清洗鐘表、首飾、錢幣、水果、電子元件等。

機、碎石機、

加濕器等。

超聲波清洗機超聲波碎石機

（2）超聲波碎石

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)射超聲

波，結(jié)石會被擊成細小的微粒或粉末，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。

（3）超聲波霧化器

把超聲波通入水罐中，采用超聲波高頻振蕩原理將水霧化為1?5微米的

超微粒子，再用小風扇把霧滴吹入室內(nèi)，從而達到均勻加濕空氣的目的，就可

以增加室內(nèi)空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。

對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達到患病的部位。利用超聲波的高

能量將藥液打碎成小霧滴，讓病人吸入，能夠增進療效。

知道什么是聲

波C可以與水

波進行類比理

解。

超聲波加濕器藥液霧化器

（4）次聲波武器

由「次聲波傳播的路程遠、穿透能力強、且較低頻率的次聲波達到一定強

度時可以致人死亡，所以在科技發(fā)達的今天，次聲波可以作為武器。

3.聲傳遞信息與傳遞能量

（1）聲可以傳遞信息，也可以傳遞能量。凡是聲■&弓起其他物體變化的

例子，均屬于聲音傳遞能量；聲音未能引起其他物體的變化，而是根據(jù)聲音對

物體的狀況或某些特征作出判斷，屬于聲音傳遞信息。如“雷聲震耳欲聾”，

會區(qū)分聲音傳

說明雷聲具有能量；而“聽到了雷聲預(yù)示著將要下雨”，這是雷聲傳遞信息。

遞的是能量還

（2）聲傳遞信息、傳遞能量的實例

是信息。

【提問】下列是一些聲的利用實例，請按照“聲傳遞信息”和“聲傳遞能

量”進行分類。

按照“聲傳遞

①利用回聲測距、定位；②超聲波清洗精密儀器、碎石、潔齒；③用“B

信息”和“聲

超”檢查身體；④超聲波霧化器；⑤利用超聲波探測金屬內(nèi)部裂紋；⑥次聲波

傳遞能晝”進

武器；⑦利用次聲波預(yù)測地震、監(jiān)測核爆炸等；⑧次聲波H勺破壞作用。

行分類。

【總結(jié)】

聲傳遞信息聲傳遞能量

超聲波清洗精密儀器、

利用回聲測距、定位

碎石、潔齒

用“B超”檢查身體超聲波霧化器

利用超聲波探測金屬內(nèi)部裂紋次聲波武器

利用次聲波預(yù)測地震、

次聲波的破壞作用

監(jiān)測核爆炸等

【例題2】聲波既能傳遞信息也能傳遞能量。卜.面事例中，主要利用聲波

傳遞能量的是（）

做例題2,區(qū)

A.用聲吶探測海深B.利用倒車雷達確定與車后物體的距離

分聲波傳遞的

C.利用B超做體檢D.用超聲波擊碎結(jié)石

是信息還是能

【答案】D.

量。

【解析】A.用聲吶探測海深，是利用聲波來傳遞海底深度的信息，故A

不符題意；

B.利用倒車雷達確定與車后物體的距離，是利用聲汲來傳遞車輛周圍障

礙物的相關(guān)信息，故B不符合題意；

C.利用B超做體檢，是利用聲波來傳遞身體狀況的相關(guān)信息，故C不符合

題意；

D.用超聲波擊碎結(jié)石，利用了聲波來傳遞能量，故D符合題意。

故選D。

學(xué)習(xí)新課三、建筑聲學(xué)的杰作

馳名中外的北京天壇，是明清皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音

壁、三音石、圜丘三處建筑都有非常美妙的聲音現(xiàn)象。

學(xué)生閱讀課本第48頁《科學(xué)世界一一建筑聲學(xué)的杰作》，回答問題：

（1）回音壁為什么可以讓說話聲傳播很遠？閱讀課本第48

（2）當你站在天心石上說話或唱歌時，你會覺得聲音特別洪亮。但是站頁《科學(xué)世界

在天心石以外的人聽起來，卻沒有這種感覺，站在天心石以外說話或唱歌，也——建筑聲學(xué)

沒有這種感覺。為什么？的杰作》，回

【總結(jié)】答問題.

1.回音壁

回音壁是皇穹宇的圍墻3圍墻的弧度十分規(guī)則，墻面極其光滑整齊，對聲

波的傳播十分有利。只要兩個人分別站在東、西配殿后，貼墻而立，一個人靠

墻向北說話，聲波會沿著墻面以聲波的形式傳到一、二百米的另一端，無論說

話聲音多小，也可以使對方療得清清楚楚，而且聲音悠長，堪稱奇趣，給人造

成一種“天人感應(yīng)”的神秘氣氛。

2.三音石

從殿基須彌座開始的第一、第二和第三塊鋪路的條型石板就是三音石。

站在第一塊石板上面向殿內(nèi)說話，可以聽到一次回聲。站在第二塊石板上

面向殿內(nèi)說話，可以聽到兩次同聲。站在第三塊石板上面向殿內(nèi)說話，可以聽

到三次回聲。三音石的第三塊石板又稱“天聞若雷石”，就是說，站在第三塊

石板上面向殿內(nèi)說話，如果大殿僅敞開面對三音石的殿門，而且殿門到殿內(nèi)正

中的神龕之間沒有任何障礙物的話，此時聽到的1口I音尤其響亮，似乎“人間偶

語，天聞若雷”。

3.圜丘

圜丘在天壇公園的南部，始建于明嘉靖九年（公元1530年），是一座分

了解天壇“圜

成三層的圓形平臺，每層周邊都有漢白玉欄板，每層平臺II勺臺面都由光滑的石

丘”奇妙的聲

板鋪成。第三層臺面高出地面約5m.半徑約為11.5m.第三層中心是一塊圓

學(xué)現(xiàn)象，反映

形大理石，俗稱天心石。當你站在天心石上說話或唱歌時，你會覺得聲音特別

出我國古代高

洪亮。但是站在天心石以外的人聽起來，卻沒有這種感覺，站在天心石以外說

水平的建筑聲

話或唱歌，也沒有這種感覺,

學(xué)。

這種奇妙的現(xiàn)象是聲音反射形成的音響效果。圜丘第三層臺面中心略高，

四周微微向下傾斜。當有人在臺面中心說話時，傳向四周II勺聲音有一部分被四

周的石欄板反射，射到稍有陋斜的臺面后又被反射到臺面中心。因為圜丘第三

層臺面的半徑僅為11.5m,從發(fā)聲到回聲返回中心臺面所需的時間約為0.07s,

所以回聲跟原來的聲音混在一起，分辨不開，讓人覺得聲音格外響亮，似乎覺

得還有聲音從地下傳來。

【例題3】天壇的聲學(xué)三奇充分體現(xiàn)了中國古代勞動人民的智慧，如題圖

所示。

（1）回音壁可以讓說話聲傳播很遠，是因為它的表面能夠多次一聲波；

（2）當游客在圜丘臺頂?shù)奶煨氖f話時，聽到的聲音格外響亮，這里的

“響亮”是指聲音的（選填“響度大”或“音調(diào)高”）:

（3）小華站在三音召上拍手?，0.2s后聽到第一次回聲，回音壁的半徑為

m（聲音在空氣中的傳播速度約為340m/s）。

【答案】（1）反射；［2）響度大;（3）34。

做例題3,了解

【詳解】（1）當聲音遇見障礙物時會被反射回來，回音壁可以多次反射

聲學(xué)在我國古

聲波，減少了聲波能量散失，這樣聲音可以傳播的很遠。

代建筑聲學(xué)的

（2）聽到的聲音格外響亮，是指聲音的大小，即聲音的響度大。

應(yīng)用。

（3）由題中信息可知，三音石位于回音壁的圓心上，當拍掌聲發(fā)出后，

聲波就沿半徑傳播，經(jīng)回音壁反射后，又沿原半徑返回，則第1次聽見回聲

時，聲音傳播的距離是半徑的二倍。則其半徑為

r=5/2=vr/2=（340m/sX0.2s）/2=34m

1.關(guān)于超聲波和次聲波，下列說法正確的是（）

A.聲吶是利用次聲波尋找魚群信息

B.醫(yī)院利用次聲波檢查胎兒在母體內(nèi)是否正常發(fā)育

C.大自然的許多活動，如地震、海嘯等都伴有次聲波產(chǎn)生

D.這兩種聲波都能在真空中傳播

【答案】Co

【詳解】A.聲吶是利用超聲波尋找魚群信息，故A錯誤；

B.醫(yī)院利用超聲波檢查胎兒在母體內(nèi)是否正常發(fā)育，故B錯誤；

課C.大自然的許多活動，如地震、海嘯等都伴有次聲波產(chǎn)生，有些動物可以聽到次聲

堂波，所以在地震等災(zāi)害發(fā)生前會出現(xiàn)異常的行為，故c正確；

練D.聲音不能在真空中傳播，即這兩種聲波都不能在真空中傳播，故D錯誤。

習(xí)故選C。

2.有一種電子牙刷，如圖所示，它能發(fā)出超聲波，直達牙刷棕毛刷不到的地方，這

樣刷牙既干凈又舒服。關(guān)于電子牙刷，下列說法中正確的是()

A.刷牙時，人聽不到超聲波，是因為超聲波不能在空氣中傳播

B.刷牙時，人聽不到超聲波，是因為超聲波的音調(diào)很低

C.超聲波能傳遞能量

D.超聲波不是由物體的振動產(chǎn)生的

【答案】C

【詳解】AB.超聲波振動的頻率很高，音調(diào)很高，發(fā)出聲音的振動頻率高于人耳的

聽聲范圍，所以刷牙時，聽不到超聲波。故AB錯誤：

C.超聲波牙刷能將牙刷干凈，是因為超聲波攜帶的能量將污垢去除，故C正確；

D.聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，超聲波是不可聽聲，也是由物體的振動產(chǎn)生的，故

D錯誤。

故選C。

第2題圖第3題圖

3.如圖所示為一種我國自主研發(fā)的超聲導(dǎo)盲手杖。它可以發(fā)射超聲波探測周圍5m

內(nèi)障礙物的情況，并處理成語音信號及時播放出來，達到“以聽代視”的效果。該手杖

可幫助盲人辨別障礙物的方位、距離、大小甚至形狀等信息。下列說法中正確的是

()

A.超聲波的頻率低于20Hz

B.該應(yīng)用可以體現(xiàn)超聲波可以傳遞能量

C.超聲波信號遇到障礙物后不會發(fā)生反射現(xiàn)象

D.該導(dǎo)盲杖對障礙物的定位原理與蝙蝠的定位原理相同

【答案】D.

【詳解】A.超聲波的頻率高于20000Hz,故A錯誤；

課

B.導(dǎo)盲手杖為盲人提供了障礙物的信息，利用超聲波可以傳遞信息的原理，B錯

堂證;

練C.超聲波信號遇到障礙物后會發(fā)生反射現(xiàn)象。導(dǎo)盲手杖利用了聲波能夠反射的特

習(xí)點，C錯誤；

D.該導(dǎo)盲手杖依靠發(fā)射和接收超聲波，來判斷以及對障礙物定位，此原理與螭蝠的

定位原理相同，故D正確。

故選Do

4.古箏藝術(shù)是國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一。如圖所示是航天員王亞平在空間站彈

奏古箏曲目《茉莉花》，傳統(tǒng)樂器的聲音從中國空間站傳向了全世界。下列說法正確的

是（）

A.悅耳的琴聲是由空氣振動產(chǎn)生的

B.手指按壓在琴弦不同位置，可以改變琴聲的響度

C.琴聲的音調(diào)越高，在空氣中傳播得越快

D.聽眾通過琴聲可以辨別出曲目，說明聲音可以傳遞信息

【答案】D.

【詳解】A.古箏發(fā)出的聲音是由琴弦振動產(chǎn)生的，故A錯誤；

B.手指按壓在琴弦不同位置可改變琴弦振動的頻率，從而改變音調(diào)，故B錯誤；

C.聲音的傳播速度與傳音介質(zhì)和溫度有關(guān)，與音調(diào)無關(guān)，故C錯誤；

D.聲音可以傳遞信息和能量。聽眾通過琴聲可以辨別出彈奏的是什么曲目，說明聲

音能夠傳遞信息，故D正確。故選D.

5.