2019秋沪科版八年级物理上册学案：第三章第3节　超声与次声

文档：2019秋沪科版八年级物理上册学案：第三章第3节超声与次声一、教学内容1.超声波与次声波的定义及特点；2.人耳的听觉频率范围；3.超声波与次声波在生活中的应用实例；4.声波的传播速度及其影响因素。二、教学目标1.让学生了解超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用；2.帮助学生掌握声波的传播速度及其影响因素；3.培养学生的实验操作能力，提高学生的科学探究意识。三、教学难点与重点重点：超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用；声波的传播速度及其影响因素。难点：超声波与次声波的产生原理及其传播规律。四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、超声波探伤仪、次声波发生器、声波传播速度实验装置。学具：实验记录表格、笔记本、笔。五、教学过程1.实践情景引入：利用超声波探伤仪检测学生带来的金属物品，让学生感受超声波的应用。同时，播放次声波发生器产生的声音，让学生初步认识次声波。2.知识讲解：（1）介绍超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用；（2）讲解声波的传播速度及其影响因素。3.实验操作：（1）让学生使用超声波探伤仪检测金属物品，记录实验数据；（2）让学生使用次声波发生器产生次声波，观察并记录实验现象；（3）让学生操作声波传播速度实验装置，探究声波传播速度与介质、温度等因素的关系。4.例题讲解：选用一道与超声波和次声波相关的例题，讲解解题思路和方法。5.随堂练习：设计几道有关超声波与次声波的练习题，让学生当场完成，检验学习效果。6.课堂小结：六、板书设计1.超声波与次声波的定义、特点；2.声波的传播速度及其影响因素；3.超声波与次声波在生活中的应用实例。七、作业设计1.请简述超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用；2.请解释声波传播速度及其影响因素；3.设计一个实验，验证声波传播速度与介质、温度等因素的关系。八、课后反思及拓展延伸1.反思本节课的教学效果，查找不足，为下一节课做好准备；2.鼓励学生课后深入了解超声波与次声波的原理及其应用，开展课外探究活动。重点和难点解析重点：超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用；声波的传播速度及其影响因素。难点：超声波与次声波的产生原理及其传播规律。解析：一、超声波与次声波的定义、特点及其在生活中的应用1.超声波的定义及特点超声波是指频率高于20kHz的声波。人耳无法听到超声波，但它们在传播过程中具有能量，可以用于各种应用。超声波的特点包括方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等。2.次声波的定义及特点次声波是指频率低于20Hz的声波。与超声波类似，次声波也具有能量，并且在传播过程中也具有方向性好、穿透能力强等特点。次声波同样无法被人耳听到。3.超声波与次声波在生活中的应用（1）医疗领域：超声波在医疗领域具有广泛的应用，如超声波碎石、超声波检查等。次声波在医疗领域也有应用，如次声波对人体组织的穿透性研究。（2）工业领域：超声波在工业领域中用于检测材料缺陷、测量厚度等。次声波在工业领域中的应用较少，但可以用于检测大型构件的内部损伤。（3）海洋探测：超声波在海洋探测领域中用于测量水深、探测海底地貌等。次声波在海洋探测领域中也有应用，如利用次声波探测海底油气资源。二、声波的传播速度及其影响因素1.声波的传播速度声波在介质中传播时，其速度受到介质类型和温度等因素的影响。声波在空气中的传播速度约为340m/s，在水中约为1500m/s，在钢铁中约为5000m/s。2.影响声波传播速度的因素（1）介质类型：声波在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声波在固体中的传播速度最快，液体次之，空气中最慢。（2）温度：声波在同一介质中，温度越高，声速越快。例如，声波在空气中的传播速度随着温度的升高而增加。（3）湿度：声波在空气中的传播速度受到湿度的影响，湿度越高，声速越快。三、超声波与次声波的产生原理及其传播规律1.超声波的产生原理及传播规律超声波通常通过超声波发生器产生。超声波发生器利用压电效应或磁致伸缩效应产生超声波。超声波在介质中传播时，具有直线传播、反射、折射、衍射等现象。超声波在传播过程中还会受到衰减、散射等因素的影响。2.次声波的产生原理及传播规律次声波的产生原理与超声波类似，通常通过次声波发生器产生。次声波在介质中传播时，也具有直线传播、反射、折射、衍射等现象。与超声波相比，次声波在传播过程中的衰减较小，散射现象较弱。继续四、超声波与次声波的产生原理及其传播规律（续）为了更好地理解超声波与次声波的产生原理及其传播规律，我们可以进一步探讨它们在特定条件下的行为。1.超声波的产生原理超声波的产生主要依靠超声波发生器，它通过电能转化为机械能，产生高频振动。在压电效应中，超声波发生器中的压电材料在电压作用下会产生形变，这种形变以超声波的形式传播出去。磁致伸缩效应则是利用磁性材料在磁场中的形变产生超声波。这些原理都基于物质的微观物理性质，因此在设计和制造超声波设备时需要精确控制。2.超声波的传播规律超声波在介质中传播时，会遵循声波的基本传播规律。它们以球面波的形式向外传播，遇到界面时会发生反射、折射和衍射。反射和折射是超声波在介质边界上的基本现象，衍射则是在障碍物尺寸与超声波波长相近时发生的现象。超声波的传播路径可以通过声学成像技术进行可视化，这在医疗成像等领域具有重要应用。3.次声波的产生原理次声波的产生通常与自然界中的大型事件有关，如地震、火山爆发、台风等。这些事件产生的能量在地球表面传播，形成次声波。人工产生次声波通常需要大型振源，如特定的声波发生器或者大型的振动设备。次声波的产生机制与超声波有所不同，它更多是与能量的释放和传播有关。4.次声波的传播规律次声波由于频率低，波长较长，因此其传播距离较远，可以穿越大气层传播到地球的另一端。次声波在传播过程中也会遇到介质的边界而发生反射和折射，但由于其波长较长，衍射现象更为明显。次声波的传播路径复杂，受天气、地形等因素的影响较大。五、教学过程细节补充1.实验演示：通过超声波探伤仪和次声波发生器进行现场演示，让学生直观地感受超声波和次声波的产生和传播过程。2.模拟仿真：利用计算机软件或教具进行声波传播的模拟仿真，让学生通过互动操作，深入了解声波在不同介质中的传播特性。3.实例分析：介绍超声波和次声波在实际应用中的案例，如医疗成像、工业检测等，让学生了解这些技术在现实生活中的重要作用。4.问题讨论：提出与超声波和次声波相关的问题，引导学生进行思考和讨论，如“超声波为何能用于医疗成像？”“次声波在自然界中的作用是什么？”等。5.互动式学习：鼓励学生参与课堂互动，如提问、回答问题、进行实验操作等，激发学生的学习兴趣和主动性。六、板书设计细节补充1.关键概念：板书应包含超声波和次声波的定义、特点、