第2節(jié)聲音的特性（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)探究理解聲音三要素（響度、音調(diào)、音色）的物理意義；建立聲速與介質(zhì)關(guān)系的概念模型，能用波形圖分析聲音特性。（物理觀念）2.運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)探究音調(diào)與頻率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案；通過對(duì)比不同樂器的頻譜圖，發(fā)展證據(jù)推理能力。（科學(xué)思維）3.通過示波器觀測聲波波形，測量振幅與頻率。（科學(xué)探究）4.基于聲紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用案例探討技術(shù)倫理辯證思維的培育路徑。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.明確聲音的三個(gè)特性及其影響因素，即音調(diào)與頻率、響度與振幅、音色與發(fā)聲體的關(guān)系。2.能用聲音特性的知識(shí)解釋日常生活中的聲學(xué)現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.理解頻率、振幅等抽象概念，以及它們與聲音特性之間的內(nèi)在聯(lián)系。2.區(qū)分音調(diào)與響度，避免在實(shí)際應(yīng)用中混淆這兩個(gè)概念?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材第37頁《聲音的特性》，完成以下問題：一、音調(diào)1.概念：物理學(xué)中，把聲音的稱為音調(diào)。聲音清脆、尖細(xì)指音調(diào)；聲音粗獷、低沉指音調(diào)。2.頻率：概念：發(fā)聲體每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)叫，用字母表示。物理意義：用來描述物體振動(dòng)的。單位：頻率的國際單位是，簡稱，用符號(hào)表示。若發(fā)聲體1s振動(dòng)的次數(shù)為100次，則其頻率為。3.影響因素：音調(diào)的高低與有關(guān)，發(fā)聲體振動(dòng)頻率越，音調(diào)越高；振動(dòng)頻率越，音調(diào)越低。4.人耳聽覺范圍：多數(shù)人能夠聽到的聲音頻率范圍為Hz到Hz。超聲波：頻率高于的聲音，人耳聽不到。次聲波：頻率低于的聲音，人耳聽不到。二、響度1.概念：物理學(xué)中，把聲音的叫做響度。2.振幅：概念：物體振動(dòng)的。關(guān)系：物體振動(dòng)時(shí)，偏離平衡位置的最大距離越，振幅就越大。3.影響因素：振幅：發(fā)聲體的振幅越，響度越大；振幅越，響度越小。距離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近：距離發(fā)聲體越，聽到聲音的響度越大；距離發(fā)聲體越，聽到聲音的響度就越小。聲音的分散程度：聲音越，響度越大；聲音越，聽到聲音的響度越小。三、音色1.概念：不同發(fā)聲體發(fā)出聲音特有的。2.決定因素：發(fā)聲體的和。3.作用：音色是區(qū)別不同發(fā)聲體的主要標(biāo)志?！咎骄啃轮刻骄恳弧⒁粽{(diào)1.實(shí)驗(yàn)探究：決定聲音高低的因素【提出問題】聲音的音調(diào)高低和什么因素有關(guān)？【設(shè)計(jì)方案】控制變量法：控制鋼尺的振動(dòng)幅度不變，只改變鋼尺伸出的長短（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，聽它振動(dòng)發(fā)出的聲音，同時(shí)注意鋼尺振動(dòng)的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，使鋼尺兩次振動(dòng)的幅度大致相同，再次撥動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)步驟】①把鋼尺緊壓在桌上，使鋼尺的1/4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)的快慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中；②再分別把鋼尺的2/4、3/4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)的快慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中。振動(dòng)部分長度振動(dòng)快慢音調(diào)高低3/4鋼尺長慢低2/4鋼尺長快高1/4鋼尺長最快最高【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】音調(diào)的高低與發(fā)聲物體的有關(guān)。振動(dòng)得越，發(fā)出的聲音音調(diào)高；振動(dòng)得越慢，聲音音調(diào)。2.頻率（1）定義：物體1s振動(dòng)的次數(shù)叫頻率。用符號(hào)f表示.（2）單位：赫茲，符號(hào)是Hz.如物體1s內(nèi)振動(dòng)了50次，則這個(gè)物體振動(dòng)的頻率f=50Hz.（3）物理意義用來描述物體振動(dòng)快慢的物理量。物體振動(dòng)快，則頻率高；振動(dòng)慢，則頻率低。（4）音調(diào)和頻率的關(guān)系頻率決定聲音的音調(diào)。頻率越高、音調(diào)越高；頻率越低、音調(diào)越低。3.音調(diào)與波形圖【典例1】為了探究音調(diào)與什么因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示，你認(rèn)為不能夠完成探究目的的是（）4.超聲波和次聲波（1）可聽聲：多數(shù)人能夠聽到的聲音頻率范圍為：20Hz～20000Hz。（2）超聲波：把高于20000Hz的聲波叫作超聲波，因?yàn)樗鼈兂^人類聽覺的上限。（3）次聲波：把低于20Hz的聲波叫作次聲波，因?yàn)樗鼈兊陀谌祟惵犛X的下限。（4）聲：聲音、超聲波、次聲波統(tǒng)稱聲。注意：聲與聲音的區(qū)別聲音是指人耳能聽的見的，可聽聲；聲包括可聽聲和不可聽聲?！镜淅?】某種昆蟲靠翅膀振動(dòng)發(fā)聲，如果它的翅膀在4分鐘內(nèi)振動(dòng)了96000次，則它的振動(dòng)頻率是Hz，人類（選填“能”或“不能”）聽到該頻率的聲音。探究二、響度1.響度：指聲音的大小2.探究響度的影響因素【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】將系在細(xì)繩上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度。使音叉發(fā)出不同響度的聲音，重做上面的實(shí)驗(yàn)?！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)，觀察乒乓球被彈開的幅度?！痉治雠c論證】分別用不同的力敲擊時(shí)，聽兩次音叉發(fā)出聲音的強(qiáng)弱，觀察兩次小球被彈開的幅度；用力越大，乒乓球被彈開的幅度越大，聲音的響度也越大。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】聲音的響度與物體振動(dòng)的幅度有關(guān)，物體振動(dòng)的幅度越大，產(chǎn)生聲音的響度也越大。3.振幅物理學(xué)中用振幅來描述物體振動(dòng)的幅度。物體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。4.響度與波形圖5.影響響度大小的因素（1）振幅：發(fā)聲體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。（2）與人距發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)：離發(fā)聲體距離越遠(yuǎn)，聲音越分散，響度越小。(3)減少聲音的發(fā)散，如聽診器、喇叭口等?！镜淅?】醫(yī)生用聽診器檢查病人心臟跳動(dòng)主要是為了（）A．適當(dāng)改變心臟跳動(dòng)頻率，使音調(diào)變高B．減少聲音的分散，增大聲音的響度C．縮短和病人之間的距離，增大聲音的響度D．可以增大心臟跳動(dòng)振幅，使響度增大探究三、音色1.定義：音色又稱音質(zhì)或音品，它指聲音的特色。2.音色與波形圖分別用吉他、鋼琴與薩克斯發(fā)出的C調(diào)1（do）的聲音的圖像，比較它們的圖像有什么相似和不同。從波形可知：三者的波形整體上疏密程度相同，即音調(diào)相同，振幅也相同，即響度相同，但波的形狀不相同，即音色不同。3.影響音色的因素（1）音色是由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)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)?！镜淅?】如圖所示聲波的波形圖，下列說法正確的是（）A．甲、乙的音色、響度相同，音調(diào)不同 B．甲、丙的音色、音調(diào)相同，響度不同C．乙、丁的音色，音調(diào)，響度都不同 D．丙、丁的音色相同，音調(diào)和響度不相同探究四、科學(xué)世界：樂器和樂音1.樂音許多聲音悠揚(yáng)、悅耳，聽到時(shí)感覺非常舒服，例如歌唱家的歌聲、演奏家演奏的樂曲聲。這類聲音都是樂音。2.樂器 樂器可以分為打擊樂器、弦樂器和管樂器等不同類型。（1）打擊樂器編鐘、鼓、鑼等樂器受到敲擊時(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）弦樂器 古琴、琵琶、二胡、小提琴和鋼琴等樂器通過弦的振動(dòng)發(fā)聲。長而粗的弦發(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。弦樂器通常有一個(gè)共鳴箱來使聲音更洪亮。（3）管樂器 簫和笛等樂器，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)改變空氣柱的長度，從而改變音調(diào)。長的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音?！镜淅?】CCTV推出一檔大型文博探索節(jié)目《國家寶藏》，小琳特別關(guān)注了“賈湖骨笛”和“曾侯乙編鐘”兩件國寶，下面說法錯(cuò)誤的是（）A．敲擊編鐘，編鐘因振動(dòng)而發(fā)出聲音B．輕敲或重敲編鐘同一位置，編鐘發(fā)出聲音的響度不同C．吹奏骨笛時(shí)，按壓骨笛不同位置的氣孔，發(fā)出聲音的音色不同D．悅耳的骨笛聲是通過空氣傳入人耳中的【課堂總結(jié)】總結(jié)：聲音的特性——音調(diào)、響度、音色音調(diào)響度音色物理意義指聲音的高低（聲音的粗細(xì)）指聲音的強(qiáng)弱（聲音的大?。┲嘎曇舻奶厣⑵焚|(zhì)影響因素頻率振幅和距發(fā)聲體的距離材料和結(jié)構(gòu)解題要點(diǎn)題中出現(xiàn)“敲擊不同部位”，“改變弦的松緊”，“改變空氣柱的長度”，“尖細(xì)”，“低沉”等題目中出現(xiàn)“改變用力大小”、“洪亮”、“輕聲”、“遠(yuǎn)近”等字眼題目中出現(xiàn)“模仿”、“分辨”、“區(qū)別”等字眼【課堂練習(xí)】1．碼頭上輪船的汽笛聲傳得很遠(yuǎn)，是因?yàn)槠崖暎ǎ〢．頻率高 B．音調(diào)低 C．響度大 D．傳播得快2．往保溫瓶里灌開水的過程中，聽聲音就能判斷保溫瓶里水位的高低，這是因?yàn)殡S著水位升高（）A．音調(diào)逐漸升高B．音調(diào)逐漸降低C．音調(diào)保持不變，響度越來越大D．音調(diào)保持不變，響度越來越小3．泰興黃橋古鎮(zhèn)被稱為“提琴之鄉(xiāng)”，關(guān)于琴聲說法正確的是（）A．演奏小提琴時(shí)，聲音是通過空氣的振動(dòng)而產(chǎn)生的B．琴弦的粗細(xì)不同，琴弓撥動(dòng)琴弦時(shí)發(fā)出聲音的音色不同C．用同樣的力帶動(dòng)琴弓撥動(dòng)琴弦，粗弦比細(xì)弦音調(diào)高D．撥動(dòng)同一琴弦的力度越大，發(fā)出聲音的響度越大4．“五一”聯(lián)歡會(huì)期間，小王在演出前調(diào)節(jié)了二胡弦的松緊程度。他是在調(diào)（）A．音調(diào) B．響度 C．音色 D．振幅5．能區(qū)分男高音和男低音的主要依據(jù)是（）A．響度 B．音色 C．頻率 D．幅度6．音樂會(huì)上，女中音放聲獨(dú)唱，男高音輕聲伴唱。下列關(guān)于兩人聲音的描述，正確的是（）A．女中音比男高音音調(diào)低，響度大 B．女中音比男高音音調(diào)低，響度小C．女中音比