新人教版八年级物理上册第二章声现象教学设计

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新人教版八年级物理上册第二章声现象教学设计
第1课时　声音的产生与传播
第2课时　声速与回声

知识与技能
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。
　　过程与方法
1．通过观察和实验的方法，探究声音是如何产生的，声音是如何传播的。
2．通过学习，锻炼学生初步的观察能力和初步的研究问题的能力。
情感、态度与价值观
1．通过教师、学生双边的教学活动，激发学生的学习兴趣和求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2．注意在活动中培养与其他同学合作的意识。

重点
1．声音是由物体的振动产生的。
2．声音的传播需要介质，以及声是以声波的形式传播的。
3．声速与介质种类及介质温度有关。
难点
1．声音在介质中以声波形式传播。
2．设计探究实验。
3．声现象的分析、解释。

音叉、钢尺、小锤、铁架台、乒乓球(或泡沫塑料球)、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机、细线、小鼓、白纸、小闹钟(或小收音机)、小石头、塑料袋、多媒体课件。

一、创设情境，导入新知
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？
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“声音的产生与传播”。
二、自主合作，感受新知
回顾以前学的知识，阅读课文并结合生活实际，完成《探究在线•高效课堂》相关作业部分。
三、师生互动，理解新知
(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、钢尺、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球(或泡沫塑料球)、小鼓、纸屑等。

方案1：让学生用钢尺做一个简单的实验。使钢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，观察钢尺在发声时的现象，并用语言描述现象。
学生观察到的现象是：钢尺振动，并能听见声音。
方案2：将悬吊着的泡沫塑料球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。

方案3：让学生在小鼓鼓面撒一些纸屑，然后用手敲击鼓面，观察鼓面纸屑的跳动情况。
通过实验对比，思考：钢尺、音叉、鼓面在什么情况下跳动，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
钢尺 振动 不振动 钢尺的振动产生声音
音叉 振动 不振动 音叉的振动产生声音
小鼓鼓面 振动 不振动 鼓面的振动产生声音
　　归纳钢尺、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？
典例解读
【例1】小明和小华一起做了下面的实验：小明把手放在喉咙处大声讲话，感觉喉头振动了；小华把正在发声的音叉放在水中，水面激起了水花。通过对这两个实验现象的分析，你能得出的结论是：__________________。小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：________________________________________________________________________。
Ｚ【解析】 ＺＺ小明大声讲话时，发出声音，喉头振动；水面溅起水花，是因为音叉的振动产生的，而音叉发出了声音。两者的共同之处是：有声音，物体在振动。所以可得出结论：发声的物体在振动。使劲敲桌子，听见了声音，但是看不见桌子振动，这时需要把桌子微小的振动放大，故可采用转换法，放一些微小的容易振动的物体在桌子上，将桌子的微小振动放大。
【答案】 ＺＺ发声的物体在振动　在桌面上撒一些纸屑或放一些轻小物体
(二)声音的传播
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？

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思考：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，可能需要物质来作媒介。
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
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：声音可以在气体中传播。声音不能在真空中传播。
思考：声音在空气中如何传播呢？
多媒体演示水波的运动。
提问：(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。
追问：(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。
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(如小闹钟或小收音机)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”。)

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。
典例解读
【例2】下列关于声的说法，错误的是(　　)
A．我们能听到远处的雷声，说明空气可以传声
B．人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼，说明水能传声
C．将耳朵贴在长钢管的一端，让他人在另一端敲击一下，你会听到1次敲击声
D．宇航员在太空中不能直接对话，说明真空不能传声
【解析】声音传播需要介质，声音可以在液体、固体和气体中传播，真空不能传声；声音在不同介质中的传播速度不同。
【答案】C
(三)声速
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，这说明声音的传播需要一定的时间。
1．声速
声音传播的快慢用声速描述，其大小等于声音在每秒内传播的距离。
思考：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？
学生阅读课本P30“小资料”，了解一些介质中的声速。
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1：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2：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。

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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，要求想出一个测量声速的方法。
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。
学生讨论交流回答：方法一：百米赛跑时，测出计时员与发令枪的发令地点之间的距离s，再测出计时员从看到发令枪发令时的烟雾到听到枪声的时间t，利用v＝st就可以计算出声音在空气中的速度。
方法二：测出海底的深度s，把恰好没在海面下的钟敲响，测出钟声传到海底，再反射回海面共用的时间t，利用v＝2st就可以算出声音在海水中的速度。
方法三：对着山崖喊话，测出从喊声发出到听到回声所用的时间t，再测出喊话者距山崖的距离s，利用v＝2st，就可以计算出声音在空气中的速度。
方法四：利用声呐对着墙壁发出超声波，它会自动记录从发出超声波到接收到被墙壁反射回来的超声波共用的时间t，再测出声呐与墙壁之间的距离s，利用v＝2st计算出声音在空气中的速度。
方法五：两个同学相距较远的距离s，让其中的一位同学喊话，并记下开始喊话的时刻t1；当另一位同学听到喊声时，也记下听到喊声的时刻t2，则利用v＝st2－t1计算出声音在空气中的速度。
2．回声

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。
提问：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)声波在传播过程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)。

学生阅读课本P30“科学世界”，了解人耳是怎样听到声音的。
人耳是由耳廓、外耳道、鼓膜、前庭、耳蜗及听觉神经等构成，如图所示。

外界传来的声音引起鼓膜振动，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，听觉神经将信号传给大脑产生听觉。其过程如下：

典例解读　
【例3】甲同学把耳朵贴在一根有水的长铁管的一端，乙同学在长铁管的另一端敲一下这根铁管，则甲同学听到的声音情况是(　　)
A．响了一下，声音是从铁管传来的
B．响了两下，先听到从空气传来的声音
C．响了两下，先听到从铁管传来的声音
D．响了三下，先听到从铁管传来的声音
【解析】 声音在不同的介质中传播的速度一般不同，声音在固体中传播最快，在液体中次之，在气体中最慢。敲一下有水的铁管，能听到三次敲击声，第一次是通过铁管传来的，第二次是通过水传来的，第三次是通过空气传来的。
【答案】 D
【例4】某学习小组同学合作测量两距离较远的建筑物间的距离。
(1)他们选择了两座建筑物A、B(相距约150 m)做实验，且当时气温大约是15 ℃，需要的实验器材是______。
(2)实验步骤如下，请你将实验操作步骤补充完整。
A．某同学在A处大喊一声，并同时开始计时，听到回声时停表，将测得的时间t记录下来。
B．两建筑物间的距离的表达式是：______。
C．重复上述步骤，再测两次，并求出距离的平均值，这样做的目的是______。
(3)请写出造成本实验误差的原因之一：____________。
【解析】 t时间内，声音的传播距离为两座建筑物间的距离的2倍，传播时间为发出声音到听到回声的时间差，利用公式s＝v声t/2(v声＝340 m/s)可以计算出两建筑物间的距离。人的反应时间会造成实验误差。
【答案】 (1)停表
(2)s＝v声t/2　减小误差
(3)人的反应时间
四、尝试练习，掌握新知
《探究在线•高效课堂》相关作业部分。
五、课堂小结，梳理新知
本节课我们学习知道了声音是由物体振动产生的；声音的传播需要介质，真空不能传声；声音在所有介质中都以声波形式传播；声速的大小与介质的种类、介质的温度有关，声在不同介质中的声速不同。
六、深化练习，巩固新知
《探究在线•高效课堂》相关作业部分。