2.2 我们怎样区分声音

2.2 我们怎样区分声音学习目标1.知道频率及频率的单位;了解不同声音的音调高低;会描述什么是音调.2.设计实验探究音调跟什么因素有关;解释生活中与音调有关的现象.3.经历“探究影响声音高低的因素”“怎样调节弦乐器的音调”等实验探究,尝试用控制变量法研究物理问题.一、情景引入一天，小虎看到妈妈还在忙着洗衣，旁边的水壶里的水开了，他主动帮助妈妈灌开水，他妈妈在一旁提醒他：“小虎，快满了！”小虎一看水瓶，果然快满了。小虎奇怪地问：“妈妈，你是怎么知道快满了？”妈妈说：“凭声音的高低听出来的。”小虎为什么那么“利害”？凭听觉就可知道声音的高低？什么是声音的高低？让我们一起揭开这个迷吧 二、教材研究问题1什么是乐音与噪声？ 阅读课文的开始段后，对于乐音与噪声的概念应理解为： 对于乐音与噪声的理解要“以人为本”，从环保的角度去认识与理解。只要是让人不安，烦躁的，影响大多数人的工作、学习、休息的声音，不管声源是来自何处都视为噪声。问题2什么是声音的高低？ 提出问题：声音是由物体振动产生的，影响声音高低的因素是什么？ 猜想与假设：影响声音高低的因素有 设计实验：器材：钢尺一把 步骤：把钢尺的一端压在桌面上，尺的一端伸出桌面，用力拨动使其上下振动，听声音，观察尺的振动情况。 改变钢尺伸出桌面的长度，重复上述实验，听声音的变化，观察尺的振动 。 再次改变钢尺伸出桌面的长度，重复上述实验。 你还能设计出什么实验方案： 分析论证：观察到尺伸出桌面越短，尺的振动 ，声音的音调越 ，也就是声音越“尖”。 小虎妈妈凭经验就可听出水快满时，水上面空气柱的振动加快，声音变“尖”，音调越高。问题3怎样用波形比较频率？ 通过观察示波器上不同音调声音的波形或观察用Windows Media Player 播放器播放不同音乐时的波形可以知道。音调越高，波形越 ，音调越 波形越 。 人的发声频率范围大约是851100Hz。一般来讲，儿童说话的音调比成年人 ，女孩的音调比男孩 。在音乐的7个音符中，从17，音调逐渐升高。问题4怎样调节弦乐器的音调？ 生活现象：在乐器中，通过弦振动发声的，称为弦乐器，不同弦乐器的弦的根数是不同的。提出问题：影响弦乐器 的因素有哪些？猜想与假设： 。设计实验：取两根粗细相同，材料相同，长度不同的弦线。按课本图220那样，在不同长度的弦线上挂相同的钩码，然后拨动弦线，听声音的高低。 取两根长度一样，粗细一样的相同材料的弦线。按课本图220那样，先后在弦线上挂不同的钩码，使弦的松紧程度不同，然后拨动弦线，听声音的高低。 取两根长度一样，粗细不同的相同材料的弦线。按课本图220那样，在不同粗细弦线上挂相同的钩码，然后拨动弦线，听声音的高低。 分析论证：当弦的粗细、张紧程度相同时，弦越长音调越 ； 当弦的粗细、长短相同时，弦拉得越紧音高越 ； 当弦的张紧程度、长短相同时，弦越细音调越 ；思考：观察小提琴、吉他等弦乐器的结构，再观察演员是怎样调节弦的长短或松紧的。想一想，为什么弦乐器上要安装几根粗细不同的弦？三、典例分析如图所示，四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气，如果能分别吹出“dou（1）”、“ruai（2）”、“mi（3）”、“fa（4）”四个音阶，则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是 、 、 、 。解析：用嘴贴着瓶口吹气发出声音，说明声音是由空气柱的振动产生的，随着气柱由长变短，这声音的振动越来越快，振动的频率越快，音调越来越高。答案：丙乙甲丁四、达标训练1、下图所示是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形，其中声音音调相同的图 和图 ；图 的音调最高。图1图3图22、 如下图所示，7个相同的水瓶中灌入不同高度的水，敲击它们，可以发出“1、2、3、4、5、6、7”的声音来。这些声音产生的原因和决定音调的因素分别是 （ ）A.水振动，水的高度 B水振动，瓶内空气柱的高度C瓶内空气振动，水的高度D.瓶内空气振动，瓶内空气柱的高度3、昆虫飞行时翅膀都要振动,蝴蝶每秒振翅56次,蜜蜂每秒振翅300400次,当它们都从你身后飞过时,凭你的听觉（ ）A.能感到蝴蝶从你身后飞过B.能感到蜜蜂从你身后飞过C.都能感到它们从你身后飞过D.都不能感到它们从你身后飞过4、在学习吉它演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：猜想一、琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；猜想二、琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长度有关；猜想三、琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关；为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了一个能测量振动频率的仪器进行实验。（1）为了验证猜想一，应选用编号为 、 、 的琴弦进行实验。为了验证猜想二，应选用编号为 、 、 的琴弦进行实验。编号ABCDEFGHI材料铜铜铜铜铜铜钢尼龙丝尼龙丝长度（cm）606060801008080100横截面积（mm2）0.760.891.020.760.761.021.021.02（2）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据。（3）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是 。5、养蜂员为什么能根据蜜蜂的嗡嗡声判断它是正飞出去采蜜蜂还是采蜜归来？6、一天，小虎看到妈妈还在忙着洗衣，旁边的水壶里的水开了，他主动帮助妈妈灌开水，他妈妈在一旁提醒他：“小虎，快满了！”小虎一看水瓶，果然快满了。小虎奇怪地问：“妈妈，你是怎么知道快满了？”妈妈说：“凭经验听出来的。”请你从物理学的角度研究一下这个问题。想一想：能够听水位的高低？提出问题： 设计实验： 7、冬天，寒风吹到野外的电线上，发出呜呜的哨声，但夏天却听不到，这是为什么？8、某同学用5只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验，如图所示，用嘴分别对着5只瓶口吹气，发现瓶子越高，发出的音调越低，由此现象，你认为：（1）嘴对5只瓶口吹气，瓶能发出声音的原因是什么？（2）高度不同的小瓶产生的不同音调的原因是什么？（3）应用上述实验结论，说明吹笛子时，用手指堵住不同笛孔能产生不同音调声音的原理。9、张建同学学习了声音的知识以后，做了一个如图所示的小实验。A是一根一端固定在桌面上的橡皮筋，另一端通过绕过一个定滑轮的细绳连接着小盘B。在小盘中逐渐地增加小石子或硬币的个数，同时用竹片去拨动橡皮筋，使橡皮筋振动发声。结果听到了橡皮筋发出了不同的声音。那么：（1）这些声音的主要区别是什么不同；（2）张建同学是想探究声音的哪个特性及其影响因素？（3）从该实验中可得出的结论是什么？10、小宇想进一步了解有关声音的一些知识，于是她查找了如下资料。两个发声频率相同的物体，如果彼此相隔不远，使其中一个物体发声，另一个也有可能跟着发声，这种现象就叫“共鸣”。有趣的是：几乎随便什么容器里的空气（叫做空气柱），也会同发声物体共鸣。拿一个发声体靠近容器，如果频率适当的话，那么，空气柱就会发生共鸣，使声音大大增强。根据声学家的研究，只要波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍，4/5倍的声音，传入容器后就能引起共鸣。这些是我们把耳朵贴在热水瓶等容器上能听见嗡嗡声的原因。（1）什么条件下空气柱会发生共鸣？（2）一只普通热水器瓶内部高度大约是30cm，则波长为 cm的声音传入热水瓶，会引起共鸣。（3）在日常生产和生活中，哪些地方利用了此现象？请举一例。五、中考试题当我们向暖水壶内倒开水时，能听到从壶内发出的声音，天翔同学对此作了专门的探究。（1）刚开始，瓶内传出低沉的轰鸣声，随着水越来越多，声音逐渐变得尖厉。请你用专业的物理语言来描述这个现象：随着瓶内水的增多，声音的 。（2）天翔想：这个声音是什么物体振动发出来的呢？他猜想，可能是水从高处落下时冲击瓶内水引起振动而产生的，也可能是水的振动引起瓶内空气柱振动产生的。你认为还有其它的可能吗？请把你认为可能的原因填在后面的空格处 （只填一种可能）。答案：（1）音调越来越高；（2）可能是由于暖水壶壁振动产生的【或可能是水在下落过程中振动产生的、或可能是水下落时与瓶内空气摩擦引起空气振动产生的或其它合理的猜想】六、课堂测评1、声音的高低叫 ，与物体的振动 有关。物体振动 ，音调越高。2、人发出的声音的频率范围大约是 Hz到 Hz；而人能听到的声音的频率范围是 Hz到 Hz。这两个频率范围是不同的。3、在演奏前，弦乐队演奏员们都要调节自己的乐器拧紧或放松琴弦，这样做的目的是改变乐器发出声音的 。4、一般地说，成年男性与女性的声音很容易区分，其主要的原因是 。5、现有一梳子，拿一张硬纸片，让它在梳子边划过，要改变其发声的音调，可以 。6、我们平时所说的“女高音”、“男低音”这里说的“高”和“低”指的是 。7、深夜了，门前正睡着一只狗，四周漆黑一片，静悄悄的。突然这只狗抬起头来，竖起耳朵，并环顾四周，似乎发现了什么东西。而坐在层里的人却一点也觉察不到屋外有什么动静。请问你认为这只狗的反应是否正常？请说出你的道理。参考答案四、达标训练1、1 2 3 2、 D 3、B 4、（1）ABC ADF （2）80 1.02 （3）任选一根琴弦，先后改变弦的松紧程度，用相同的力拔动琴弦，听声音的高低5、采蜜的蜜蜂，飞出去和飞回来的由于自重的不同，翅膀扇动的次数不同。其音调就不同。因此养蜂人可以根据蜜蜂飞行时声音的音调来区分。6、水位高低对声音有什么影响？找几个相同的瓶子，装入不同量的水，用嘴向瓶内吹气，感受声音的不同。7、冬夏温度不同，电线的张紧程度不同，风吹动时，产生声间的音调不同，冬天时，电线紧，音调高，频率达到了20次以上，所以人人们就听到了。8、（1）瓶内空气柱的振动；（2）空气柱的长短不同；（3）用手指堵住不同的孔时，改变了笛内空气柱的长短不同。因此发出声音的音调就不同了。9、（1）声音的高低不同；（2）音调、探究