乐音的特性-教案

乐音的特性-教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能理解音调、响度、音色的概念，知道它们分别与哪些因素有关。能够正确区分音调、响度和音色，会用实验探究影响音调、响度的因素。了解频率的概念，知道频率的单位，能通过实验测量频率。了解超声波和次声波的特点及应用。2.过程与方法目标通过观察、实验、比较、分析等活动，培养学生的科学探究能力和观察能力。经历探究音调、响度与哪些因素有关的实验过程，让学生体会控制变量法在物理研究中的应用。通过对乐音特性的学习，提高学生分析问题和解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对物理学科的兴趣，培养学生热爱科学、勇于探索的精神。通过小组合作实验，培养学生的团队协作意识和交流能力。让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系，提高学生应用物理知识解决实际问题的意识。二、教学重难点1.教学重点音调、响度、音色的概念及影响因素。探究音调、响度与哪些因素有关的实验。2.教学难点区分音调与响度，理解频率的概念。引导学生设计并完成探究实验，培养学生的科学探究能力。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、演示法相结合四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.播放一段美妙的音乐，如古筝曲《渔舟唱晚》，让学生感受音乐的魅力。提问：同学们，刚才听到的音乐好听吗？音乐是由乐音组成的，那么乐音有哪些特性呢？今天我们就一起来探究乐音的特性。2.展示一些常见的乐器，如钢琴、小提琴、二胡等图片。引导学生思考：这些乐器发出的声音为什么会不同？它们在乐音的特性方面有哪些差异？从而引出本节课的主题乐音的特性。（二）新课讲授1.音调（15分钟）演示实验：拿出一把钢尺，将钢尺一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面。用大小相同的力拨动钢尺伸出桌面的部分，改变钢尺伸出桌面的长度，观察钢尺振动的快慢和发出声音的高低。引导学生观察并思考：钢尺伸出桌面的长度不同时，振动的快慢一样吗？钢尺振动的快慢与发出声音的高低有什么关系？总结：物体振动得快，发出的音调就高；振动得慢，发出的音调就低。讲解频率的概念：物理学中，把物体每秒振动的次数叫做频率（frequency），频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。例如，物体每秒振动50次，它的频率就是50Hz。强调：音调由频率决定，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。课堂练习：问：蚊子飞行时翅膀振动的频率约为500600Hz，蝴蝶飞行时翅膀振动的频率约为56Hz，我们为什么只能听到蚊子飞行的声音，而听不到蝴蝶飞行的声音？答：因为蝴蝶翅膀振动的频率低，音调低，低于人耳能听到的频率范围（20Hz20000Hz），所以人听不到蝴蝶飞行的声音；而蚊子翅膀振动的频率高，音调高，在人耳的听觉范围内，所以人能听到蚊子飞行的声音。2.探究影响音调高低的因素（20分钟）提出问题：音调的高低与哪些因素有关？猜想与假设：学生分组讨论，可能会提出以下猜想：音调的高低可能与物体振动的快慢有关。音调的高低可能与物体的长短、粗细、松紧有关。设计实验：引导学生思考如何设计实验来验证猜想。例如，对于猜想音调与物体振动快慢有关，可以用一个频率可调的音叉或其他振动源，通过改变其振动频率，听音调的变化。对于猜想音调与物体的长短、粗细、松紧有关，可以利用弦乐器（如吉他、二胡等）或其他类似装置进行实验。以探究音调与弦的长短关系为例，实验器材准备：几根粗细、松紧相同但长度不同的琴弦（如尼龙线）、一个弦枕（可以用木块自制）、一个共鸣箱（可用纸盒代替）。实验步骤：将弦的一端固定在弦枕上，另一端绕过一个滑轮，下面挂上不同质量的钩码，使弦拉紧。用相同的力拨动不同长度的弦，听它们发出声音的音调高低，并记录下来。换用不同粗细、松紧的弦，重复上述实验，观察并记录结果。进行实验与收集证据：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意控制变量，如每次拨动弦的力度要相同等。学生记录实验数据，如下表所示：|弦的长度|弦的粗细|弦的松紧|音调高低|||||||长|相同|相同|低||中|相同|相同|中||短|相同|相同|高||长|粗|相同|低||长|细|相同|高||长|相同|松|低||长|相同|紧|高|分析与论证：小组讨论实验数据，分析音调高低与弦的长短、粗细、松紧之间的关系。得出结论：在弦的粗细、松紧相同时，弦越短，音调越高；在弦的长短、松紧相同时，弦越细，音调越高；在弦的长短、粗细相同时，弦越紧，音调越高。评估与交流：各小组汇报实验结果和结论，其他小组进行评价。讨论实验过程中存在的问题及改进方法，如实验误差分析、操作的规范性等。3.响度（15分钟）演示实验：用不同大小的力敲击音叉，观察音叉振动的幅度和听到声音的大小变化。引导学生思考：音叉振动的幅度与声音的大小有什么关系？总结：物理学中，声音的强弱叫做响度（loudness）。物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大；振动的幅度越小，响度越小。讲解振幅的概念：物体振动的幅度叫做振幅（amplitude）。强调：响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。课堂练习：问：在公共场所"轻声"说话是文明的表现，而在旷野中要"大声"喊叫才能让远处的人听见。这里的"轻声"和"大声"是指声音的什么特性？答：这里的"轻声"和"大声"是指声音的响度。4.探究影响响度大小的因素（15分钟）提出问题：响度的大小与哪些因素有关？猜想与假设：学生分组讨论，可能提出以下猜想：响度的大小可能与物体振动的幅度有关。响度的大小可能与距离发声体的远近有关。设计实验：对于猜想响度与物体振动幅度有关，可以用一个带有乒乓球的音叉装置。实验步骤：将音叉轻敲一下，观察乒乓球被弹起的高度，听声音的响度。用较大的力敲击音叉，再次观察乒乓球被弹起的高度，听声音的响度，并与前一次比较。对于猜想响度与距离发声体的远近有关，可以用一个发声的闹钟。实验步骤：将闹钟放在桌上，在一定距离处听声音的响度。逐渐增大与闹钟的距离，再次听声音的响度，并记录观察到的现象。进行实验与收集证据：学生分组进行实验，教师巡视指导。学生记录实验数据，如：|敲击音叉的力度|乒乓球被弹起的高度|声音响度||||||轻敲|低|小||重敲|高|大||与闹钟的距离|声音响度|||||近|大||远|小|分析与论证：小组讨论实验数据，分析响度大小与物体振动幅度、距离发声体远近之间的关系。得出结论：在其他条件相同时，物体振动的幅度越大，响度越大；距离发声体越远，响度越小。评估与交流：各小组汇报实验结果和结论，其他小组进行评价。讨论实验过程中存在的问题及改进方法。5.音色（10分钟）演示实验：播放几种不同乐器演奏同一首乐曲的片段，如钢琴、小提琴、二胡演奏的《茉莉花》。引导学生闭上眼睛倾听，感受它们发出声音的不同。提问：同学们，虽然演奏的是同一首乐曲，但我们还是能区分出是哪种乐器在演奏，这是为什么呢？总结：不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色（timbre）就不同。音色是我们辨别不同发声体的重要依据。举例说明音色在生活中的应用：例如，在电话中我们能根据对方的音色来辨别是谁在说话；在音乐会上，观众能通过音色区分不同乐器的演奏等。课堂练习：问："闻其声而知其人"主要是根据声音的什么特性来判断的？答：主要是根据声音的音色来判断的。（三）超声波和次声波（10分钟）1.讲解：频率高于20000Hz的声音叫做超声波，频率低于20Hz的声音叫做次声波。人耳的听觉范围是20Hz20000Hz，所以人耳听不到超声波和次声波。2.展示一些超声波和次声波应用的图片或视频资料：超声波的应用：超声探伤仪：可以检测金属内部是否有缺陷。超声清洗器：利用超声波清洗精密仪器。声呐：用于探测海洋深度、鱼群等。次声波的应用：监测核爆炸：次声波可以传播得很远，通过监测次声波可以发现核爆炸等大规模的能量释放事件。监测地震、火山爆发等自然灾害：这些灾害发生时会产生次声波，通过监测次声波可以提前预警。次声波的危害：某些频率的次声波会对人体造成伤害，如使人产生头晕、恶心、心悸等症状。3.课堂讨论：让学生讨论超声波和次声波在生活中的其他应用，并思考它们的应用原理。请几位学生分享讨论结果，教师进行点评和补充。（四）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容：提问：同学们，这节课我们学习了乐音的哪些特性？它们分别与哪些因素有关？学生回答：乐音的特性包括音调、响度、音色。音调与频率有关，频率越高，音调越高；响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；音色与发声体的材料、结构有关。2.总结本节课的重点知识和实验探究过程：强调控制变量法在探究音调、响度与哪些因素有关实验中的应用。回顾超声波和次声波的概念、特点及应用。（五）课堂练习（10分钟）1.下列说法中正确的是（）A.音调高就是响度大B.音调低就是响度小C."高声大叫"中的"高"实际是指响度大D."低声细语"中的"低"实际是指音调低2.用大小不同的力先后两次敲击同一个音叉，比较音叉两次发出的声音（）A.音调不同B.响度不同C.音色不同D.音调、响度、音色均不同3.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，响度小D.男低音比女高音音调高，响度大4.小明在表演二胡时，用弓拉动琴弦，使琴弦______而发声；小明不断用手指去控制琴弦长度，这样做的目的是为了改变声音的______；二胡的声音是通过______传播到我们耳中的。5.请你设计一个实验，探究弦乐器的音调与弦的粗细是否有关。实验器材：____________________实验步骤：____________________实验结论：____________________（六）布置作业（5分钟）1.书面作业：完成教材课后相关练习题。查阅资料，了解更多关于超声波和次声波在生活、科技中的应用，并写一篇简短的报告。2.实践作业：制作一个简易的弦乐器，如橡皮筋吉他，通过改变橡皮筋的长短、粗细、松紧来探究音调的变化，并记录实验过程和结果。五、教学反思通