第二章 聲現象第2節 聲音的特性設計說明1.關于音調的教學。在教學過程中，教師應結合學生已有的經驗通過與小學自然及音樂課上獲得的知識相融合，教學中突出過程與方法，注重學生態度、情感方面的培養。首先進行情景導入，用吉他彈出幾個音調不同的音，讓學生體驗什么是音調。然后教師提出問題：同學們聽到的聲音有什么不同？讓學生知道聲音有高低之分，這就是音調。最后，組織學生分組探究音調和頻率的關系。探究活動應在教師的指導下完成。一方面，通過分組探究得出結論：物體振動的快慢，決定音調的高低，進而引出頻率的概念，明確音調和頻率的關系。另一方面，通過探究，培養學生科學的學習方法和正確的學習態度。通過對超聲波、次聲波及人與動物聽覺頻率范圍不同的介紹，通過對蝴蝶及蚊子翅膀振動的分析，可以激發學生濃厚的學習興趣，使他們感到物理的奧妙無窮，感到物理的“無處不在”。2.關于響度，可以先告訴學生響度指的是聲音的大小，然后問學生：怎樣才能使物體振動發出的聲音更響亮、更大些呢？按照教材設計，教師先做演示實驗，用大小不同的力敲擊音叉，可以清楚地看到乒乓球彈起的幅度不同。再引導學生自己設計實驗：用大小不同的力敲擊桌面，觀察桌面上紙屑被彈起的高度來探究響度與振幅的關系。歸納總結得出結論：聲音的響度與發聲體振動的振幅有關，振動的振幅越大，聲音響度越大；振動的振幅越小，聲音響度越小。另外，通過學生自己的體驗，讓學生理解響度還跟人距離發聲體的遠近有關。3.音色比較抽象，對初中學生來說較難講清楚其物理本質。教學中教師應注重引導學生自己體驗，如：（1）用不同樂器演奏同一首樂曲讓學生聽，然后讓學生說出是用什么樂器演奏的，了解不同樂器發出的聲音不同；（2）讓后面的學生讀教材內容，讓前面的學生辨別是誰讀的，了解“聞其聲能夠辨其人”。通過以上活動可以讓學生感知音色的含義。教學目標1.通過觀看多媒體視頻，演示實驗、學生實驗知道聲音的音調與發聲體的頻率有關。2.通過自主學習知道次聲波、超聲波。3.通過演示實驗、學生實驗，知道聲音響度與振幅和距離發聲體遠近有關。4.通過多媒體播放音樂，體會、分辨不同物體振動發聲的不同，感知聲音的另一個特性音色。教學重點難點1.重點：音調、響度、音色的概念及其相關因素。2.難點：探究決定音調、響度的因素。教具鋼尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（系有細繩）、鐵支架、吉他、口琴、笛子、小提琴、錄音磁帶、錄音機等。教學過程回顧思考1.聲音的產生：聲音是由物體產生的。一切正在發聲的物體都在，停止，發聲停止。2.聲音的傳播：聲音依靠傳播，傳聲介質可以是、，而不能傳聲。3.聲速：一般聲音在中傳播得最快，在中傳播得最慢。15 時聲音在空氣中的傳播速度是。聲速跟、有關。4.我們要想聽見回聲，原聲和回聲應相隔s以上，即聲源離障礙物至少m。（取空氣中的聲速為340 m/s）導入新課1.生活情境導入美妙的歌聲，使人心情舒暢，久久不能忘懷。下面請同學們一展你的歌喉，為大家唱首歌。學生唱歌，其他同學感受、分辨聲音的不同。教師點評同學的歌，誰的聲音大，誰的調高等，引出今天所學聲音的特性。2.實驗導入請同學們利用手邊的器材及自帶的樂器來發出盡可能多的聲音，仔細傾聽嘗試用形容詞來描述聲音的不同，并展示。學生1：聲音大小不同。學生2：有的聲音低沉，有的聲音尖銳。學生3：有的聲音渾濁，有的聲音清脆。學生4：有鑼聲，有鼓聲，有鋼琴聲。教師將聲音歸類，并引導學生用專門的物理術語表示聲音的不同。進行新課探究點一音調1.什么是音調？演示實驗1：玻璃杯發聲在玻璃杯中裝不同量的水，用筷子敲擊發聲。演示實驗2：吉他彈奏由低到高的音。用吉他彈出幾個音調由低到高的音，然后提出問題：同學們聽到的聲音的高低有什么不同？學生聆聽、分析：前面的聲音低，后面的聲音高。教師：是的，有的聲音高，有的聲音低，物理學中把聲音的高低叫做音調，音調是聲音的一個特性。同學們想一想：聲音為什么會有音調高低的不同呢？讓我們一起來做下面的探究活動。2.探究音調和頻率的關系教師：仔細閱讀教材第32頁的演示實驗。引導學生完成實驗：把鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊，撥動鋼尺，聽它振動發出的聲音。（1）使鋼尺伸出桌邊的長度短一些，注意觀察鋼尺發聲時振動的快慢及聲音的特點。（2）使鋼尺伸出桌邊的長度長一些，再次撥動，注意要使鋼尺兩次振動的幅度大致相同，比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發聲的音調。分析歸納：當鋼尺伸出桌邊的長度較短時，鋼尺振動得較快，音調高；當鋼尺伸出桌邊的長度較長時，鋼尺振動得較慢，音調低。教師：同學們剛才的探究活動很成功，請同學們閱讀教材第3233頁的內容，回答下面的問題：（1）什么叫頻率？頻率的物理意義是什么？在國際單位制中，頻率的單位是什么？（2）物體振動的快慢、頻率跟音調的關系是什么？（3）大多數人能夠聽到的頻率范圍是多少？（4）什么叫超聲波？什么叫次聲波？教師指導學生帶著問題去閱讀教材內容，并分組討論上述問題。引導學生分析：（1）頻率是用來描述物體振動快慢的物理量，物理學中把物體在每秒內振動的次數叫做頻率。在國際單位制中，頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號為Hz。（2）實驗表明，頻率決定聲音的音調。物體振動得快，頻率高，發聲的音調就高；物體振動得慢，頻率低，發聲的音調就低。（3）頻率高于20 000 Hz的聲叫做超聲波。頻率低于20 Hz的聲叫做次聲波。（4）大多數人能夠聽到的頻率范圍從20 Hz到20 000 Hz。其中20 Hz是人類聽覺的下限，20 000 Hz是人類聽覺的上限。超聲波和次聲波人耳都聽不到。想想議議：為什么我們聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲，卻能聽到討厭的蚊子聲？請同學們分組討論。引導學生分析：蝴蝶的翅膀一秒鐘振動不超過10次，蚊子的翅膀一秒鐘振動500600次，由于蝴蝶的翅膀振動的頻率低于人耳聽覺頻率下限，所以人耳聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲；而蚊子翅膀的振動頻率在人耳聽覺頻率范圍內，人耳就能聽到蚊子翅膀振動發出的聲。3.音調與波形圖演示實驗：下面讓我們一起來完成下面這個實驗，請同學們觀察聲波的波形。（1）通過示波器觀察兩個頻率不同的音叉發出聲音的波形，比較不同頻率的聲音的波形有什么差別。（2）通過示波器觀察不同的男、女學生發出聲音的波形，比較男、女學生聲音的波形有什么不同。引導學生分析：（1）兩個頻率不同的音叉發出聲音的波形相似，但頻率高的音叉的波形要密一些。（2）男、女學生聲音的波形不同，女學生的波形比男學生的波形密一些。女學生比男學生的音調高。歸納總結：在波形圖上，波形較密表示聲音的音調高，波形較稀疏表示聲音的音調低。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1二胡是中國的民族樂器，有粗（內弦）、細（外弦）兩根弦，拉弓時弓毛和弦摩擦發出聲音，如圖所示，下列做法不能改變二胡音調的是（）A.用手指按壓同一根弦的不同位置B.手指按壓在弦的相同位置，從摩擦內弦換到摩擦外弦C.加大摩擦弦的力量D.旋轉弦軸，增加弦的緊張度解析：用手指按壓同一根弦的不同位置，弦振動部分的長度不同，振動的頻率不同，發聲的音調不同，故A選項不符合題意；手指按壓在弦的相同位置，從摩擦內弦換到摩擦外弦，由于兩根弦的粗細不同，振動的頻率不同，發聲的音調不同，故B選項不符合題意；加大摩擦弦的力量，可使弦的振幅不同，從而發聲的響度不同，但不能影響音調，故C選項符合題意；旋轉弦軸，增加弦的緊張度，可使弦振動的頻率加快，音調提高，故D選項不符合題意。答案：C探究點二響度1.什么是響度教師：聲音有音調的不同，也有強弱的不同。物理學中把聲音的強弱叫做響度。響度也就是我們平常所說的聲音的大小，怎樣才能使物體振動發出的聲音更響？2.探究影響響度大小的因素教師：下面我們一起來完成教材第34頁圖2.2-3所示的演示實驗。演示實驗：（1）用細繩把乒乓球吊起來，使乒乓球靜止在豎直位置，恰好跟音叉的一個叉股接觸。輕敲音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度。（2）重敲音叉，使音叉發出響度更大的聲音，觀察乒乓球被彈開的幅度。（3）比較音叉發出不同響度的聲音時，乒乓球被彈開的幅度有什么不同。學生觀察分析（1）輕輕敲擊音叉，音叉振動發出的聲音比較小（響度小），我們會看到乒乓球彈起的幅度比較小。這是運用了轉換法。（2）用力敲擊音叉，音叉振動發出的聲音比較大（響度大），我們會看到乒乓球彈起的幅度比較大。（3）響度大時幅度大；響度小時幅度小。引導學生分析：通過上面的實驗，我們知道，響度的大小與發聲體振動的幅度有關，幅度小，響度小；幅度大，響度大。歸納總結：物理學中把物體振動的幅度叫做振幅。物體振動的振幅越大，聲音的響度就越大。那么，振幅是決定響度的唯一因素嗎？分析討論：實際中，響度還跟聽者與發聲體的距離有關。距發聲體越遠，聽到的聲音越小，響度越小。因為聲音在傳播過程中，越到遠處越分散。3.分析音調和響度是否有關多媒體播放蚊子的叫聲與黃牛的叫聲。教師：請同學們討論并回答，蚊子的叫聲與黃牛的叫聲相比，哪個音調高？哪個響度大？音調與響度有關嗎？引導學生分析：蚊子的叫聲音調高，黃牛的叫聲響度大。音調與響度無關。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2（2019四川綿陽中考）如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面邊緣，一端伸出桌邊。先用較小的力撥動鋼尺，聽它振動發出的聲音；保持鋼尺位置不動，再用較大的力撥動鋼尺，聽到的聲音（）A.響度變大B.響度變小C.音調變高D.音調變低解析：將一把鋼尺緊緊按在桌面上，一端伸出桌邊適當的長度，撥動鋼尺，就可聽到鋼尺振動發出的聲音；保持鋼尺位置不動，若改用更大的力撥動鋼尺，鋼尺的振幅變大，響度變大。答案：A探究點三音色1.什么是音色多媒體播放：樂曲二泉映月（分別播放用小提琴和二胡演奏的二泉映月）。教師：同學們能不能分辨出演奏的同一首樂曲的樂器是什么？引導學生分析：小提琴和二胡。教師：不同的物體發出的聲音，即便音調和響度相同，我們還是能夠分辨它們。這表明在聲音的特性中還有一個因素是十分重要的，它就是音色。音色又叫音品，物理學中把不同的物體發出的聲音具有不同的特色叫音色。我們常說：聞其聲而知其人，就是根據每一個人發聲的音色不同來辨別的。2.影響音色的因素教師：音色的影響因素較復雜，一般它與發聲物體的材料和結構等因素有關。即便聲音的音調相同、響度相同，音色也可以不同。學生觀察教材35頁“演示”觀察圖2.2-4聲音波形圖，比較各波形有何異同？引導學生通過觀察分析：波形各不相同，即音色不同；波疏密程度相同，頻率相同，即音調相同；波的振幅相同，即波的響度相同。教師：有時間請同學們閱讀教材第36頁的“科學世界”。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例3（2019湖南邵陽中考）在音樂演奏會上，藝術家使用笛子、二胡、古箏、鋼琴等樂器合奏傳統名曲，聽眾能分辨出有哪些樂器正在演奏，是根據不同樂器發出聲音的不同。解析：笛子、二胡、古箏、鋼琴等不同樂器的材料和結構不同，發出聲音的音色不同。答案：音色課堂小結1.聲音的特性包括音調、響度和音色。2.音調、響度和音色的對比：定義聲音的高低聲音的強弱聲音的特色影響因素振動的頻率。頻率越高，音調越高振幅和距發聲體的距離。振幅越大，響度越大；離發聲體越近，響度越大發聲體的材料、結構等描述尖細或低沉響亮或微弱悅耳動聽改變方法改變發聲體的松緊、長短、粗細等改變用力的大小，改變距發聲體的距離改變發聲體的材料、結構等舉例如尖銳刺耳等如震耳欲聾如“聞其聲知其人”說明音調和響度兩者間沒有任何必然的聯系，音調高響度未必大；音色不受音調、響度影響3.多數人能夠聽到的頻率范圍在20 Hz20 000 Hz。人們把高于20 000 Hz的聲叫做超聲波，把低于20 Hz的聲叫做次聲波。當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.A2.C3.B4.C5.鋼尺伸出桌邊的長度幅度（或振幅） 控制變量布置作業教材第37頁“動手動腦學物理”第1至4題。板書設計一、音調1.定義：聲音的高低叫做音調。影響因素：頻率。2.頻率：（1）定義：每秒鐘振動的次數叫做頻率。（2）物理意義：頻率是描述物體振動快慢的物理量。（3）單位：赫茲，簡稱赫，符號是Hz。3.二、響度1.定義：聲音的強弱叫做響度。2.影響因素：（1）振幅；（2）距離發聲體的遠近。三、音色可以以音辨人、以音辨物。教學反思