导学案：2.2 声音的特性【原卷版】

学而优教有方人教版八年级（上册）第二章《声现象》第2节声音的特性（导学案）【学习目标】1.了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。2.通过实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。3.通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象，使学生更加热爱科学。【学习重点】声音的三种特性及其影响因素。【学习难点】音调和响度的区别。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.声音的称为音调。音调与物体振动的有关，物体振动得频率越快，发出的音调就越；物体振动得越慢，发出的音调就越低。2．频率是表示物体的物理量，它的单位是，符号为。大多数人能够听到的声音的频率范围是到，高于这个范围的声叫做，低于这个范围的声叫做。3.声音的叫响度。物体的越大，产生声音的响度越大。响度除跟发声体发声时的振幅有关外，还跟有关系。4.音色是指声音的特色、品质。不同发声体的音色是不同的，音色取决于发声体本身的、等因素。我们能区分不同的人或物体发出的声音，就是因为它们的有差别。【合作探究】探究一：音调【做一做】进行下列实验，仔细听两次的声音有什么不同？如图1所示，拿一张硬纸片在梳子上划过，一次快划，一次慢划。图图1当划过时，发出的声音尖细；划过时，发出的声音低沉；快速拨梳齿，梳齿振动快，慢速拨梳齿，梳齿振动慢。1.音调：声音的高低叫音调。通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。【想一想】音调的高低与什么因素有关？【探究实验】探究音调和频率的关系。（1）猜想和假设：音调可能和振动的快慢有关，可能和振动的幅度有关。（2）探究目的：钢尺振动发声的音调和什么因素有关。（3）控制变量法：控制钢尺的不变，只改变钢尺伸出的。（4）设计实验：如图2所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。图2图2（5）实验步骤：=1\*GB3①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的1/4伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；=2\*GB3②再分别把钢尺的1/2、3/4伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；=3\*GB3③整理实验器材，分析表格，总结结论。探究音调的高低和振动快慢的现象记录表：振动钢尺长度振动钢尺长度振动快慢声音高低钢尺长度的1/4钢尺长度的1/2钢尺长度的3/4（6）归纳实验结论：音调跟发声体振动的快慢有关：钢尺伸出的越，振动越，音调越高；反之，振动越慢，音调越低。2.频率：（1）物理意义：频率是描述物体的物理量。（2）频率的定义：每秒内振动的次数叫频率。（3）频率的单位：（Hz）。例如物体在1s内振动了100次，则它的频率为。【总结】影响音调高低的因素：音调由发声体振动的音调由发声体振动的决定，振动频率越大，音调越，振动频率越小，音调越低。【做一做】如图，将一把钢尺紧按在桌面边缘，一端伸出约为尺长的一半，拨动钢尺，听它发出的声音，并观察它的振动情况。然后减小钢尺伸出长度约为尺长的1/4，再次实验，得到的结论是（）A.振动快慢不变B.振动变慢C.频率变高D.频率变低3.音调的波形将音叉发出的声信号输入计算机中，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同。观察两种不同频率声音的波形有何不同？甲甲频率低音调低乙频率高音调高【总结】通过观察示波器中的波形，我们可以清楚地看到，音调的高低与波形间的关系：高音调的声音频率高，波形高音调的声音频率高，波形；低音调的声音频率低，波形较。4.超声波和次声波①可听声：人耳感受的声音频率有一定的范围，大多数人能够听到的频率范围从到。图图5②超声波：频率高于20000Hz的声，超过人类听觉的上限；

③次声波：频率低于的声，低于人类听觉的下限。观看小资料——《人和一些动物的发声和听觉频率范围》【想想议议】请你解释为什么人们听不到蝴蝶飞过时翅膀振动发出的声音而能听到蚊子翅膀振动发出的声音？【解析】蝴蝶翅膀的振动频率不超过10Hz，蚊子翅膀的振动频率500~600Hz，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围，所以人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。探究二：响度声音有音调的不同，也有强弱的不同。1.响度：物理学中把声音的叫响度，也就是声音的。【想一想】响度的大小与哪些因素有关?【实验】探究响度和振动幅度的关系。将系在细绳上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。【实验步骤】①把系好乒乓球的细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。②用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察乒乓球被弹开的幅度。将观察到的现象记入表格中。乒乓球被弹开幅度乒乓球被弹开幅度振幅大小响度大小大大小小实验现象：音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小，音叉振动的幅度小；音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大，音叉振动的幅度大。实验结论：响度跟发声体有关。2.响度的波形图：将音叉发出的声信号输入计算机中，观察声音的波形。换一个响度不同的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同。图图5比较甲、乙两个发声体声音的波形可知：甲的振幅，响度；乙的振幅小，响度小。【想想议议】响度还与其它因素有关吗？请列举一些事例说明。用手机通话时，离耳朵近可以清楚地听见声音，离得远几乎听不见。表明：响度还跟离有关。距离越远，声音越分散，响度越小。减小声音的，可增大响度。生活中的喊话器、医生用的听诊器都利用了这个道理。听诊器听诊器喊话器【总结】影响响度大小的因素：物体的越大，产生的声音响度越大。响度还跟离有关。距离越远，声音越分散，响度越小。3.区分音调与响度音调和响度是声音两个不同的特性。响度大的声音，音调不一定高；音调高的声音，响度不一定大。【想想议议】蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？哪个响度大？蚊子的叫声音调；黄牛的叫声响度。【做一做】男低音独唱时由女高音轻声伴唱，对二人声音的描述正确的是（）A.男低音比女高音音调低、响度大B.男低音比女高音音调低、响度小C.男低音比女高音音调高、响度大D.男低音比女高音音调高、响度小探究三：音色【做一做】找几名同学站在你看不见处念一首诗，每人读一句，你能否判断出每一句分别是哪一位同学念的。为什么？我们之所以能听出熟悉的人，熟悉的乐器的声音，是因为不同的人，不同的乐器发出的声音音色不同。1.音色：不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。2.音色与发生体的、有关。3.音色的波形图。【想想议议】观察音叉、钢琴、长笛的波形图，这三种乐器的频率、响度相同吗？为什么波形不同？音叉钢琴长笛观察上面的波形可知，这三种乐器发出的波形，总体上的疏密程度是相同的，即相同；振动幅度相同（振幅相同），相同；但是波的形状不同，即它们的不同。【做一做】为鼓励抗击新冠肺炎疫情的信心，2020年央视春晚，由6位央视主持人共同表演的情景报告《爱是桥梁》作为春晚临时增加节目，引起人们的强烈关注和高度好评。下列说法正确的是（）A．表演者发出的声音是由空气振动产生的 B．表演者的声音可以在固体、液体和真空中传播 C．后排观众听到的声音比前排小，是因为他们听到的声音音调低 D．观众能依据音色的不同分辨出是哪位主持人在朗诵探究四：乐音和乐器阅读《科学世界》，完成下列问题：①什么是乐音？②常见的乐器：打击乐器、弦乐器、管乐器靠什么发声？音调的高低与什么有关？乐器乐器打击乐器（鼓）弦乐器管乐器发声器件（鼓皮）音调的高低鼓皮越，音调越弦越、越、越，音调越空气柱越，音调越【总结】1.乐音：悠扬、悦耳，听起来很舒服的声音叫乐音。从音叉、钢琴和长笛的波形图中可以看出，乐音的波形（是/不是）有规则的。【精讲点拨】1.区分音调与响度：音调与响度都是声音的特性。音调是指声音的高低，与物体振动的频率有关，用高、低来描述；响度是指声音的大小，与物体的振幅有关，用大、小来描述；音调高的声音不一定响度大，响度大的声音也不一定音调高。2.音色是发声体的第三个特性，音色与发生体的材料、结构有关，与音调、响度无关。发声体不同，产生的声音音调、响度可能相同，但音色一般不同。可以通过音色的不同来区分不同的乐器、不同的人。3．注意生活中描述音调、响度的语言。物理中的“高”、“低”只用来描述音调，而声音的“大”、“小”则用来描述响度。而在日常生活中的“高”、“低”有时指音调，有时指响度，如“这个声音很高，我唱不上去”这里的“高”指的是音调；“引吭高歌”“低声细语”，这里的“高”、“低”指的是响度，注意区分。【归纳整理】第2节声音的特性音调音调响度音色定义指声音的高低（声音的粗细）指声音的强弱（声音的大小）指声音的特色、品质影响因素音调由发声体振动的频率决定。振动频率越高,音调越高，频率低则音调低。响度由发声体振动的振幅和听者距发声体的远近决定。振幅越大，响度越大；离发声体越远，响度越小。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。相关知识频率：物体1s内振动的次数。单位：Hz振幅：物体振动的幅度与振动的幅度、音调无关【课堂练习】1.我们平时所说的“女高音”“男低音”，这里的“高”“低”指的是（）A.音调B.音色C.响度D.速度2.在公共场所“轻声”说话是文明的表现，在课堂上“大声”回答问题才能让老师和同学们都能听清楚。这里的“轻声”和“大声”是指声音的。3.甲音叉发声时每秒振动256次，乙音又发声时振动频率为512Hz，相比于乙音叉，甲音叉（）A.发声时振幅一定更小B.发声时振动频率一定更高C.发出声音的音调一定更低D.发出声音的响度一定更大4.一台好的音响设备，不仅要起到“扩音”的作用，而且应有较高的“保真度”，从声学上讲，“扩音”是使声音的_______变大，较高的“保真度”是要求能较好地保持原声的_______；声音在传播过程中，响度_______（选填“变大”，“变小”或“不变”）。5.小红同学喜欢利用复读机进行英语听力训练，在音量不变的情况下，如果让复读机先正常播放一段录音，然后再快速播放同一段录音，则发出的声音（）A.响度增大，音调不变B.响度减小，音调不变C.响度不变，音调升高D.响度不变，音调降低6.如图所示分别是音叉、钢琴、长笛发出的声音在示波器上显示的波形，下面关于三者发出声音的特征描述正确的是（）音叉音叉钢琴长笛A.音调不同B.响度不同C.音色不同D.都不相同7．如图3所示的有关声现象中，能改变响度是（）图图38.医生用听诊器诊病是因为（）A．听诊器能使振动的振幅增加，响度增大B．听诊器能提高发声体