专项素养综合全练(一) 声速的测量与应用教学设计2024-2025学年苏科版（2024）物理八年级上册

专项素养综合全练(一)声速的测量与应用教学设计2024-2025学年苏科版（2024）物理八年级上册主备人备课成员教学内容本节课的教学内容来自于苏科版（2024）物理八年级上册的“专项素养综合全练(一)声速的测量与应用”。课程主要围绕以下几个部分展开：

1.声速的概念：引导学生理解声速的定义，掌握声速是声音在介质中传播的速度。

2.声速的测量：教授学生使用不同的实验方法测量声速，如通过测量声音在空气中传播一定距离所需的时间来计算声速。

3.声速的应用：让学生了解声速在现实生活中的应用，例如在医学中的超声波检查、在通讯中的声纳技术等。

4.声速与介质的关系：探讨声速与介质种类、温度等因素的关系，引导学生理解在不同介质中声音传播速度的差异。核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括以下几个方面：

1.科学思维：培养学生运用科学的方法和逻辑思维解决实际问题的能力，使其能够通过实验和观察，分析声速与介质、温度等因素的关系。

2.实践操作：培养学生动手操作和实践能力，使其能够独立完成声速的测量实验，掌握实验操作技巧。

3.问题解决：培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，使其能够将声速知识应用于生活中，如理解超声波在医学检查中的应用等。

4.创新意识：激发学生的创新思维，鼓励其提出新的观点和思考，如探讨声速测量方法的改进、声速在其他领域应用的拓展等。学情分析本节课的授课对象为八年级的学生，他们已经掌握了初步的物理知识，对声音的基本概念有了一定的理解。在知识方面，学生已经学习了速度、距离等概念，这为理解声速的概念奠定了基础。然而，学生对声速的测量方法和应用可能了解不多，需要通过本节课的学习来拓展知识。

在能力方面，大部分学生具备基本的实验操作能力，能够完成简单的实验。但是，对于声速的测量实验，可能需要进一步的指导和训练。此外，学生在解决问题时往往依赖于直观的图像和实例，对于抽象的物理概念和原理，需要通过具体的实验和案例来加深理解。

在素质方面，学生应该具备一定的好奇心和探究精神，对于新知识和新现象有较强的求知欲。然而，部分学生可能对物理学习缺乏兴趣，需要教师通过生动的教学方式和实例来激发学生的学习兴趣。

在行为习惯方面，学生可能存在注意力不集中、课堂参与度不高的问题。这对课程学习有一定的影响，需要教师通过互动提问、小组讨论等方式，提高学生的课堂参与度，保证教学效果。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源：实验室、音响设备、计时器、测量工具（尺子、米尺等）、实验材料（气球、水槽等）。

2.课程平台：教学PPT、多媒体课件、实验视频等。

3.信息化资源：互联网资源（如科学实验教育网站、声速相关研究论文等）。

4.教学手段：讲解法、实验法、讨论法、小组合作法、问题驱动法等。教学过程1.导入新课（5分钟）

“同学们，大家好！今天我们来学习一个新的物理概念——声速的测量与应用。在日常生活中，我们经常能听到声音，但你们想过声音是如何传播的吗？它传播的速度又是多少呢？通过今天的课程，我们将一起探索声速的奥秘。”（教师通过提问方式激发学生的兴趣，为新课的展开做好铺垫。）

2.知识讲解（15分钟）

“首先，我们来了解一下声速的概念。声速是指声音在介质中传播的速度。大家知道，声音是通过介质传播的，不同的介质，声速是不同的。那么，声速的测量方法有哪些呢？接下来，我将向大家介绍两种常见的测量方法。”（教师引导学生关注声速的概念和测量方法。）

3.实验演示（20分钟）

“现在，我们来进行第一个实验，测量空气中声音的传播速度。请同学们观察实验过程，并记录下实验数据。”（教师进行实验演示，学生观察并记录实验数据。）

“通过实验，我们得出了空气中声音的传播速度约为340米/秒。那么，在其他介质中，声速会有什么不同呢？接下来，我们进行第二个实验，探究声速与介质的关系。”（教师引导学生关注声速与介质的关系。）

4.学生实验操作（15分钟）

“请同学们按照实验要求，分组进行实验操作。在实验过程中，要注意安全，严格按照实验步骤进行。”（学生分组进行实验操作，教师巡回指导。）

5.结果讨论（10分钟）

“实验结束后，请各组同学汇报实验结果，并和大家一起讨论声速与介质的关系。”（学生汇报实验结果，教师引导学生进行讨论。）

6.声速应用探究（15分钟）

“了解了声速的测量方法和介质关系后，我们来看一下声速在实际生活中的应用。请同学们举例说明声速在各个领域的应用。”（学生举例说明声速在实际生活中的应用。）

7.课堂小结（5分钟）

“通过今天的学习，我们掌握了声速的概念、测量方法以及声速与介质的关系。同时，我们也了解到了声速在实际生活中的广泛应用。希望大家能够将这些知识运用到实际生活中，不断提高自己的物理素养。”（教师进行课堂小结，学生巩固所学知识。）

8.作业布置（5分钟）

“请同学们课后完成练习册上的相关题目，加深对声速知识的理解。同时，大家可以结合生活实际，思考声速在其他领域的应用，下节课和大家分享。”（教师布置作业，学生按要求完成。）知识点梳理1.声速的概念

-声速是指声音在介质中传播的速度。

-单位：米/秒（m/s）

2.声速的测量方法

-测量空气中声音的传播速度：通过测量声音在空气中传播一定距离所需的时间来计算声速。

-测量水中声音的传播速度：使用水槽实验，测量声音在水中的传播速度。

3.声速与介质的关系

-声速与介质的种类有关：声音在气体、液体、固体中的传播速度不同。

-声速与介质的温度有关：温度越高，声速越快。

4.声速的应用

-医学：超声波检查，利用声波在人体内部的传播和反射来获取图像信息。

-通讯：声纳技术，利用声波在水下的传播特性进行水下目标的探测和定位。

-工业：无损检测，利用声波探测材料内部的缺陷和裂纹。

5.声速的计算公式

-声速=距离/时间

6.声速的单位换算

-1米/秒（m/s）=3.6千米/小时（km/h）

7.声波的特性

-波动性：声波是一种机械波，具有波动特性。

-频率和波长：声波的频率和波长与声源和介质有关。

8.声波的传播损失

-声波在传播过程中，随着距离的增加，声强会逐渐减小。

9.声波的叠加原理

-两个或多个声波在同一介质中传播时，可以相互叠加，产生干涉和衍射现象。

10.声波的反射和折射

-声波在介质界面遇到时，会发生反射和折射现象。

11.多普勒效应

-当声源和观察者相对运动时，观察者接收到的声波频率会发生变化。

12.声波的数字化处理

-声波信号可以通过数字化处理，转换为数字信号进行处理和分析。典型例题讲解1.例题一：某学校在操场上进行声速实验，将扬声器放在距操场边界50米的位置，播放频率为440Hz的音调。如果声音在空气中的传播速度为340米/秒，当声音到达边界时，操场上的人能听到清晰的音符。求操场的长度。

解：根据声速的计算公式，声音传播的时间t=距离/声速=50米/340米/秒≈0.147秒。因为声音和光的传播速度不同，我们可以忽略光的传播时间。所以，操场的长度大约是50米×2≈100米。

2.例题二：一艘船在平静的湖面上以20千米/小时的速度向湖中驶去，同时以440Hz的频率发出声波。如果声波在水中传播速度为1500米/秒，当声波从船的方向传到湖中某处时，水中生物能听到声音。求船距离该生物的距离。

解：首先，将船的速度换算成米/秒，20千米/小时=20×1000米/3600秒≈5.56米/秒。然后，根据声速的计算公式，声音传播到生物的时间t=距离/声速。设船与生物的距离为x米，则有：

t=x/1500米/秒

由于船以5.56米/秒的速度向生物驶去，声音传播的时间与船行驶的时间相同，即：

t=距离/船的速度

将两个方程联立，得到：

x/1500=x/5.56

解得：x≈258米

3.例题三：超声波在人体软组织中的传播速度约为1500米/秒。如果超声波探头向人体内部发射频率为500kHz的超声波，求超声波从探头到人体内部某点的时间。

解：首先，将频率换算成赫兹，500kHz=500×1000赫兹=500000赫兹。然后，根据声速的计算公式，声音传播的时间t=距离/声速。设超声波从探头到人体内部某点的距离为x米，则有：

t=x/1500米/秒

将频率换算成赫兹，500kHz=500×1000赫兹=500000赫兹。然后，根据声速的计算公式，声音传播的时间t=距离/声速。设超声波从探头到人体内部某点的距离为x米，则有：

t=x/1500米/秒

由于声波在人体内部传播的速度与声波在空气中的传播速度不同，我们可以忽略这个差异。所以，超声波从探头到人体内部某点的时间为：

t=x/1500秒

4.例题四：一列火车以60千米/小时的速度行驶在铁轨上，同时发出1000Hz的哨声。如果声波在空气中的传播速度为340米/秒，当火车离某观察者1000米时，观察者能听到哨声。求火车通过观察者所需的时间。

解：首先，将火车的速度换算成米/秒，60千米/小时=60×1000米/3600秒≈16.67米/秒。然后，根据声速的计算公式，声音传播的时间t=距离/声速。设火车通过观察者所需的时间为t秒，则有：

t=1000米/340米/秒≈2.94秒

由于火车以16.67米/秒的速度行驶，火车通过观察者所需的时间与声音传播的时间相同，即：

t=距离/火车速度

将两个方程联立，得到：

2.94秒=1000米/16.67米/秒

解得：t≈60秒

5.例题五：声波在海水中的传播速度约为1500米/秒。如果一艘潜艇在海水下以10节的速度（1节=1.852千米/小时）行驶，同时以500Hz的频率发出声波。求潜艇在海水下行驶1000米时，声波从潜艇到海面上的时间。

解：首先，将潜艇的速度换算成米/秒，10节=10×1.852千米/小时×1000米/千米/3600秒/小时≈5.56米/秒。然后，根据声速的计算公式，声音传播的时间t=距离/声速。设声波从潜艇到海面上的时间为t秒，则有：

t=1000米/1500米/秒≈0.67秒

由于潜艇以5.56米/秒的速度行驶，声波从潜艇到海面上的时间与潜艇行驶的时间相同，即：

t=距离/潜艇速度

将两个方程联立，得到：

0.67秒=1000米/5.56米/秒

解得：t≈120秒内容逻辑关系-重点知识点：声速的定义、声速的测量方法（如通过测量声音在空气中传播一定距离所需的时间来计算声速）。

-关键词：声速、传播速度、测量方法、时间、距离。

-板书设计：

①声速的定义

②声速的测量方法

③传播速度的计算公式

2.声速与介质的关系

-重点知识点：声速与介质的种类和温度有关。

-关键词：声速、介质、种类、温度、关系。

-板书设计：

①声速与介质种类的关系

②声速与介质温度的关系

3.声速的应用

-重点知识点：声速在医学、通讯、工业等领域的应用。

-关键词：声速、应用、医学、通讯、工业。

-板书设计：

①声速在医学中的应用

②声速在通讯中的应用

③声速在工业中的应用

4.声速的计算公式和单位换算

-重点知识点：声速的计算公式、单位换算。

-关键词：声速、计算公式、单位换算、米/秒、千米/小时。

-板书设计：

①声速的计算公式

②声速的单位换算

5.声波的特性

-重点知识点：声波的波动性、频率、波长。

-关键词：声波、特性、波动性、频率、波长。

-板书设计：

①声波的波