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第二章 声现象
第1节 声音的产生与传播
教学目标
知识与能力：1.通过观察和实验，初步认识声音产生和传播的条件；2.知道声音是由物体的振动产生的.
3.知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。
教学重点：通过观察和实验,探究声音的产生和传播。
教学难点：组织、指导学生在探究过程中，仔细观察、认真分析，并能得出正确结论。
教学用具
音叉、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机、烧杯、橡皮筋、细线、铅笔、白纸、细砂、小闹钟（或小收音机）、小石头、塑料袋等。
教学过程
情境引入
媒体播放：海涛声、砂轮与工件的摩擦声、优美的歌声、琴声、锣鼓声、神奇的超声波等。
引导提问：声音是怎样产生的呢？为什么会有各种各样、千差万别的声音呢？
导入课题：我们听到的如此优美的乐曲及大千世界里如此丰富多彩的声音是怎样产生的，又是怎样传播的呢？我们今天就来学习《声音的发生和传播》。
二、新课教学
探究点一 声音的产生
实验探究：怎样利用桌上的器材，让它们发出声音，并探究物体发声时的共同特征。
参考器材：音叉、橡皮筋、梳子、刻度尺、纸屑或泡沫颗粒等。
方案1：让学生用刻度尺做一个简单的实验。使刻度尺三分之二伸出桌面，一手将其另三分之一紧压在桌边上，另一手拨动伸出端，观察尺子在发声时的现象，并用语言描述现象。
思考问题：(1)能听到声音吗？此时尺子处于什么状态？(2)当尺子停止振动的时候，还能听到声音吗？
学生观察到的现象是：橡皮筋、尺子振动时，能发出声音；橡皮筋、尺子不振动时，不能发出声音。
设计意图：对于橡皮筋、尺子的振动，学生能直接看见，它们发出的声音学生能直接听见，在此处让学生自己实验，通过观察和体验有利于学生理解振动的概念，建立声音和振动之间的联系。
方案2：将悬吊着的泡沫塑料或乒乓球接触不发声的音叉，球并不跳动；将音叉敲响，再使球接触音叉，球跳动，如图所示。
设计意图：学生虽然没有直接看到鼓面、音叉的振动，但可以从纸屑或泡沫塑料颗粒和球是否被弹起判断发声的鼓面、音叉是否在振动。
通过实验对比，思考问题：橡皮筋、尺子、纸屑、泡沫塑料颗粒在什么情况下跳动，在什么情况下停止跳动？
实验的物体 发声时现象 无声时现象 结论
橡皮筋 振动 不振动 橡皮筋振动时产生声音
尺子 振动 不振动 尺子的振动产生声音
音叉 振动 不振动 音叉的振动产生声音
鼓面 振动 不振动 鼓面的振动产生声音
归纳橡皮筋、尺子、鼓面、音叉等物体发声时具有的共同特征，验证自己当初的猜想，同时组织学生互相讨论、交流生活中有关的现象和体验。
归纳总结得到结论：声音是由物体的振动产生的，振动停止，物体就停止发声。
交流探究：物体的发声现象真是太多了，你能解释物体的发声原理吗？
设计说明：
1．学生探究的发声活动是在开放的互动式形式中进行，教师在学生的交流汇报中应尽可能多地让学生展示发声方法，汇报体验和感受，如果学生不会用桌上的器材进行实验，教师可做一定的提示和演示。
2．交流有趣的发声方法时，如果学生难以调动，教师可提出有趣的发声问题让学生讨论。例如，①动物的发声方法：蝉是怎么发声的？蚊子和苍蝇发出“嗡嗡”声是怎么回事？猴子和大象是怎么交流的？等等。②同一物体不同的发声方法：怎样让一个气球发出不同的声音来？人体除了声带外，还可以怎样发音？能否一试？可让学生讨论发言，增加学生对学习物理的兴趣。
探究点二 声音的传播
情景创设：花样游泳运动员，当她们的耳朵在水中时还要靠音乐的节奏，才能使自己的动作和其他队员保持协调一致，声音是如何传到耳朵的？宇航员在太空中近在咫尺为什么还要靠无线电波而不直接交谈呢？
思考问题：声音是怎样从发声体传播到远处人的耳朵里的，是否需要什么媒介？有物体在振动我们就一定可以听到声音吗？太空比地球表面缺少了什么？
猜想与假设：声音要传播出去，可能需要什么东西来作媒介？
实验探究：可以将学生分成几个小组，分别探究固体、液体、气体能否传声。
实验1：气体传声实验(演示)
列举事例：我们可以听到身边同学的讲话，可以听到美妙动听的音乐，打雷时我们和雷电没有接触，但我们却能听到隆隆的雷声。说明此声音是由空气传播的。
进一步猜想：如果连空气都没有呢？声音能不能传播呢？
实验探究：如图所示，把正在发声的电铃放在玻璃罩内，电铃和罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料。逐渐抽出罩内的空气，你听到的电铃声音会有什么变化？再让空气逐渐进入罩内，电铃声音又怎样变化？电铃和罩的底座之间为什么要垫上柔软的泡沫塑料？
现象一：抽出部分空气后，听到电铃的声音明显变小；
现象二：当空气全部抽出后，听不到电铃的声音；
现象三：当空气逐渐进入罩内，听到电铃声逐渐变大。
结论：声音传播需要介质。声音不能在真空中传播。
提出问题：声音在空气中如何传播呢？
多媒体演示水波的运动。
问题：1.谁能描述一下你看见了什么？(一圈圈的水波，而且不断地向四周扩散)
2．水面上为什么出现了水波？
3．我手中有一张纸，怎样才能让它发出声音？
学生体验：抖动手臂，引起纸的振动，发出声音。
问题：1.纸的振动，会影响到周围的空气吗？
2．水滴使水面振动，发出声音，以水波的形式传播；振动的纸发出声音，在空气中会以什么形式传播呢？我们可不可以用水波类比一下呢？
播放多媒体声波动画让学生有初步的认识，并提出声波这个概念。
如图甲，音叉振动时，附近空气随音叉振动，形成一系列疏密相间的形状向四周传播，这就是声波。这就像石块落入水中击起水波一样，如图乙。
鼓声在空气中传播方式：鼓面向右振动，压缩右面的空气，使这部分空气变密；鼓面向左振动，使右面的空气变稀疏；鼓面左右振动，空气中就形成了疏、密相间的声波，由近及远向四周传播出去。http:// www.x kb1.com
结论：声以波的形式传播着，我们把它叫做声波。
实验2：液体传声实验
将能发声的物体(如音乐卡、手机、闹铃等)放在密封的塑料袋中，塑料袋浸没在水里后，仍能听到发声体发出的声音，说明液体能够传声。
也可以在水槽里装水，然后在水里敲打石头，耳朵贴在容器壁上听。
水中的鱼儿可以被声音吓跑等，如图所示。
结论：声音可以在液体中传播。
实验3：固体传声实验
(1)两个学生合作，同学甲在长条桌的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写“一”，同时同学乙在桌子的另一端把耳朵贴在桌面上听。
(2)同学乙将耳朵离开桌面(注意调整耳朵与笔的距离，保证与上次实验时耳朵与笔的距离相同)，同学甲在相同的条件下继续写“一”，与上次实验进行比较，有什么不同？说明了什么？
从以上的活动中你可以得出什么结论？(固体可以传声)
你还可以想出其他的生活事例或者实验方案来支持固体可以传声这个观点吗？(让学生举例，例如小学里曾经制作的土电话、“隔墙有耳”)
新$课$标$第$一$网
师生归纳总结，得出结论：
(1)声音传播需要物质，声音不能在真空中传播，传播声音的物质可以是固体、液体、气体。
(2)物理学中把能传播声音的物质叫介质。
探究点三 声速
情景引入：有时候在电影里看见这样的画面，演员的口形与观众听到的话不是同一时间的，听到的声音要比演员的口形慢半拍，这说明声的传播需要一定的时间。
1．声速：我们把声音在每秒钟传播的距离叫声速。
思考问题：既然固、液、气都能传声，为什么游击队员为了听远处的火车声，将耳朵贴在铁轨上？声音在固体、液体、气体中传播的速度是否一样快？
多媒体展示：声速表。快速地熟悉声音在空气、水、钢铁中的传播速度。
一些介质中的声速v(m·s－1)
空气(15 ℃) 340 海水(25 ℃) 1 531
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3 750
软木(25 ℃) 500 大理石 3 810
煤油(25 ℃) 1 324 铝(棒) 5 000
水(常温) 1 500 铁(棒) 5 200
小结：(1)声音在不同介质中的传播速度一般不同。
(2)声速与介质的温度有关。15 ℃时空气中的声速为340 m·s－1。
(3)声音在固体中的传播速度最快，其次是在液体中，在气体中传播的速度最慢。
问题：在一根空的长铁管的一头敲一下，在另一头可以听到几次声音？(抢答并说出理由)。如果要想在另一头听到三次敲击声，你该怎么做？
学生思考并回答。在思考的过程中体会传声速度与传播时间的关系。
说明声速不仅与介质的种类有关，还与介质的温度有关。
问题：如果我们想知道声音在室温状态下空气中的传播速度，应该怎么办？说出实验方案。
引导：要测声速，必须知道哪些量？你准备用什么办法解决这些量？需要用到哪些器材？
组织学生讨论，要求每组想出一个测量声速的方法。
学生讨论交流。
说明：在设计实验的时候，要注意实验方案的可行性。声源离人耳的距离适当，不宜过近。测时间的工具也尽可能准确。当然学生会出现各种各样的实验方案，只要原理得当，应该给予鼓励。
参考方案：
探究器材 卷尺、小铜锣、小槌、秒表、温度计
进行实验和收集证据
①在室外一块空地(如运动场)上量出一段约150～300 m的直线距离；
②如图所示，你站在直线的一端，让你的同学携带小铜锣站在直线的另一端；
③让你的同学敲击小铜锣，当你看见他敲击小铜锣时按下秒表开始计时，当你听到铜锣声时立即停止计时；
④重复以上步骤几次；
⑤将测得的实验数据记录在下列表格中：
声音传播的距离/m 次序 声音传播的时间/s 声音传播的速度/(m·s－1) 声音在空气中传播速度的平均值/(m·s－1)
1
2
3
探究评析 测量时按下秒表时刻对结果影响较大，注意眼疾手快，眼、耳、手并用。
2．回声：
问题：如果对着山崖大喊一声，会发生什么现象？这种现象产生的原因是什么？
由此引入回声的概念：声波在传播过程中遇到障碍物会反射回来的现象。如图所示
问题：如果对着教室的墙大喊一声，有回声产生吗？
学生讨论：听到回声的条件。
学生总结：(1)回声到达人耳应比原声晚0.1 s以上。
(2)如果相差不到0.1 s，回声和原声混在一起，使原声加强。
思考：(1)开山放炮时为什么能听到隆隆不绝的响声？
(2)人在屋里说话为什么比在旷野里听起来响亮？
说明：(1)声波在传播中遇到障碍物会发生以下情况：一部分声波在障碍物表面反射；另一部分声波有可能进入障碍物，被该物体吸收甚至穿过障碍物，我们能隔墙听到相邻房间中的声音就是这种情况；
(2)不同的障碍物对声波的反射和吸收能力不同，通常，坚硬光滑的表面反射声波的能力强，松软多孔的表面吸收声波的能力强；
(3)当两个声音传到人耳时间大于0.1 s时，人耳就能分辨这两个声音。若小于0.1 s则原声加强(如图所示)。
科学世界：人耳是怎样听到声音的
人耳是由耳廓、外耳道、鼓膜、前庭、耳蜗及听觉神经构成，如图所示。
外界传来的声波引起鼓膜振动，这就像鼓槌击鼓使鼓面振动一样。鼓膜振动通过前庭及其他组织传到听觉神经，听觉神经信号传给大脑产生听觉。其过程如下：
三、板书设计
第1节 声音的发生
一、声音的产生
一切正在发声的物体都在振动。
二、声音的传播
1．声音靠介质传播，真空不能传声
介质：能够传播声音的物质
2．声音在空气中是以声波的形式传播
3．声速：
（1）150C时，v声 =340米/秒
（2）传播速度与温度有关
四、教学反思
本课的教学核心概念是：声音是由物体振动产生的。学生在此前往往关注的是动作本身，而不是发声物体的状态。这也是教学的难点所在，要想突破难点，就应该顺应学生的思维，才能更好地激活学生的思维。在学生认识到“声音由物体振动产生”后，再次提供音叉，让学生设计实验，用视觉看到物体的振动。这样处理，使探究“振动”的内涵由易到难，由显到隐，由固体、到液体再到气体，逐步丰富概念外延。思维的顺应和激活，实现了教学的“层递性”。
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发表于 2020-7-30 12:33:54
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