第2章声现象全章教学设计.docx
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第2章声现象全章教学设计
第二章声现象
第1节声音的产生与传播
【教学目标】
知识与技能
1.通过观察和实验初步认识声音产生和传播的条件。
2.知道声音是由物体振动发生的。
3.知道声音传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同。
过程与方法
1.通过观察和实验的方法探究声音是如何产生的,声音是如何传播的。
2.通过探究活动,养成学生初步的观察能力和掌握初步研究问题的方法。
情感、态度与价值观
1.通过教师、学生双边的教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2.注意在活动中养成学生善于与其他同学合作的意识。
3.学会用物理知识来描述生活中声现象。
【教学重点】
1.发声的物体在振动。
2.声音的传播需要介质。
【教学难点】
1.探究声音传播的条件以及解释生活中的声传播现象。
2.利用回声测量距离
【教学准备】
教师:
PPT课件、音叉(256Hz)、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机
学生:
橡皮筋、哨子、直尺、桌子、水、碎纸屑、队鼓、音叉(256Hz)、铁架台、带有细线的乒乓球、小闹钟(或小收音机)、塑料袋等
【教学过程】
主要教学过程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
一、创设情景,引入新课
【情境创设】媒体播放学生耳熟能详的的各种声音:
如钢琴曲《梁祝》、鸟鸣声、笛子声、蝉鸣蛙叫声、流水潺潺声、风吹树叶沙沙声等。
【设疑】声音对我们来说再熟悉不过了,关于声音,你们想知道哪些知识?
想进行哪些方面的研究呢?
【导入课题】:
同学们提出的问题都很有研究价值,从这节课开始,我们就要陆续揭开这些问题的神秘面纱,让我们先从声音的产生和传播开始。
板书课题:
§2.1声音的产生和传播
(设计意图:
提出问题比研究问题更重要,培养学生提出问题能力,激发学生探究欲望)
聆听,感受各种声音。
畅所欲言,提出
要探究的问题。
如声音是怎样产生的?
声音是怎样传到我们人耳的?
我们的人耳是怎样听到声音的?
为什么有的声音悦耳动听,有的声音却很难听?
为什么不同的物体发出的声音不
同等
二、新课讲授
探究一:
声音的产生
1、声音是由物体振动产生的
2、振动停止,发声停止
3、声音的记录
探究二:
声音的传播
1、真空不能传声
2、声音的传播需要介质并以波的形式向四周传播
探究三:
声速
探究四:
回声
1、回声:
声音遇到障碍物被反射形成的一种现象。
2、听到回声的条件:
3、回声的作用
课外拓展:
科学世界
【亲身体验】请同学们完成如下实验:
1.拨动张紧的橡皮筋,观察橡皮筋的变化
2.边说话、边用手摸颈前喉头部分。
3.敲响音叉,然后把它贴近脸颊。
提问:
你有什么感觉?
【提出问题】根据刚才的亲身体验,猜想一下声音是怎样产生的?
【猜想】声音是由于物体的振动产生的。
【设计实验】下面我们用实验来验证我们的猜想。
你的地盘你做主,请学生利用桌面上的器材(音叉、小鼓、橡皮筋、哨子、直尺、乒乓球、桌子、水、碎纸屑等)自行设计实验,让它们发出声音。
【过渡语】有些物体的振动能观察到如张紧橡皮筋的振动,但有些振动观察不到,你能想办法说明振动的存在吗?
方法一:
证明鼓面的振动
在发声物体表面撒一些碎纸屑;
方法二:
证明音叉的振动
1.用乒乓球靠近发声的音叉
2.将发声的音叉放入水中
【进行实验】指导学生实验,教师巡视指导
【分析论证】各小组收集实验信息,完成表格内容,并对实验现象进行分析。
发声体
现象
结论
如音叉
发声的音叉弹开乒乓球
发声的音叉在振动
如队鼓
发声的鼓使碎纸屑跳动
发声的鼓鼓面在振动
橡皮筋
桌子
人
直尺
其他
【结论】你能总结出发声体发声时的共同特征吗?
【交流与评估】学生汇报交流后引导学生归纳出结论,组织学生评估并反思实验过程,从而发现问题,改进实验。
【教师演示】用力敲击音叉,使音叉发声,然后用手扶住敲响的音叉,进行对比,两次听到的声音为什么不同?
强调:
①振动停止,发声停止,不能说成“振动停止,声音停止”。
②振动不能写出“震动”
4、【课外延伸】了解一些小动物的发声方式。
5、经典回顾:
利用课件播放留声机发出美妙的音乐和留声机图片,让学生感受人类记录声音的历史。
【设置情境】
视频播放:
神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平在太空中交谈的资料片断,设问:
宇航员交流的方式,与人们在地球上的交流进行对比,有什么不同?
【过渡】声音的传播需不需要借助一些物质呢?
请看下面的演示实验。
【教师演示】真空铃实验
玻璃罩中放一个小电铃,接通电源,用抽气机把玻璃罩内的空气抽出,注意声音的变化;然后再让空气进入玻璃罩,注意声音的变化。
【提出问题】
1.在没有抽出玻璃罩的空气前,你能看到电铃锤的振动吗?
你能听到铃声吗?
2.在用抽气机抽气的过程中,你能看到电铃锤的振动吗?
说明什么问题?
但是随着抽气的不断进行,玻璃罩内的空气越来越稀少,你听到的铃声有什么变化?
3.如果玻璃罩内的空气全部抽尽,罩内变成真空,你还能听到铃声吗?
4.再让空气进入玻璃罩,听到的声音有什么变化?
5.通过真空铃实验,你能得到什么结论?
(设计意图:
把真空铃实验的问题细化,向学生渗透物理学研究方法的另一种方法即实验推理法,从正反两方面让学生明白,有空气能听到声音,没有空气听不到声音,说明空气传声而真空不能传声。
)
【过渡】
声音可以气体中传播,真空不能传声,那固体和液体能否传播声音呢?
【学生探究】
(1)声音在液体中的传播
学生设计并动手实验,用密封盒将发声的小闹钟密封,放入水中。
仍然能听到声音。
【举出实例】
引导学生举出其他利用液体传声的例子
【学生探究】
(2)声音在固体中的传播
同位合作,一个同学轻敲桌面,另一个同学捂住一只耳朵,把另一只耳朵贴在桌面上听。
【举出实例】
引导学生举出其他利用固体传声的例子
【知识应用】让学生利用自己制作的“土电话”进行交流,比一比,看谁制作的“土电话”传声效果最好。
3、【播放视频】声音的传播
通过视频,让学生了解声音以波的形式向四周传播
5、归纳总结:
声音的传播需要物质,物理学中把这些物质叫做介质;固、液、气三种物质都可以传声;真空不能传声。
知识运用:
2009年3月,某地小报上报道“一宇航员在太空中远远的看到星体爆炸,感到其声震耳欲聋”。
这篇报道真实吗?
为什么?
【播放视频】夏天电闪雷鸣时,闪电和雷鸣是同时产生的,为什么我们总是先看到闪电,后听到雷声呢?
这说明什么?
【自主学习】阅读课本“声速”部分,了解声音在不同介质中的传播速度。
阅读表格里的数据你能获得声速的哪些信息?
小结:
1、声速的大小与介质的种类和介质的温度有关;
2.15℃空气中的声速是340m/s;
3、声音在固体传播最快,在液体中次之,在气体中传播最慢。
(设计意图:
培养学生的自学能力,提高学生发现问题、分析问题的能力及概括能力。
)
【知识运用】
1.课上说,课下做:
将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,你会听到几次敲打的声音,并说出其中的道理。
课下试试看。
验证一下你的回答。
2.释疑:
古代行军打仗时,为了能及早探听敌情,战士们总是把耳朵贴在地上去听,能过早地听到敌人的马蹄声,这是为什么呢?
(老师评价学生回答并补充固体传声性能好,声音损失少)
【自主学习】为什么对着远处的山崖喊话能听到回声?
为什么在教室内说话听不到回声?
请同学们自学课本30页小资料上面的自然段“回声”部分,尝试回答回声是怎样形成的,什么条件能把回声与原声区分开?
强调:
回声是声音遇到障碍物被反射形成的一种现象。
要想把原声与回声区别开,从发出声音到再返回耳朵的时间大于0.1秒。
当障碍物离声源太近时,声波很快被反射回来,回声与原声混在一起,人们分辨不出原声和回声,但觉得声音更响亮。
【知识拓展】
1.结合以上的学习,利用声音在空气中的传播速度及听到回声的条件,请你算一算,障碍物至少和声源相距多少m,能把回声和原声才可以区分开?
归纳总结:
听到回声的条件:
回声到达耳朵比原声晚0.1s以上,距发声体至少17m,人耳才能把回声和原声分开。
2.提问:
你能说出回声的作用吗?
【播放视频】了解人是怎样听到声音的。
介绍音乐家贝多芬耳聋后,不屈服于命运,就是用牙咬住木棒的一端,另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,从而继续进行创作的。
(设计意图:
通过贝多芬失聪后进行音乐创作的精神,鼓励学生克服困难,要坚持不懈地学习。
)
初步体验物体发声时的振动情况
(设计意图:
亲身体验使学生对振动现象产生初步的感性认识,为猜想“声音是怎样产生的”提供较科学的依据)
结合刚才的亲身体验,猜想声音可能是由于物体的振动产生的。
各小组结合所给器材讨论、交流,设计出的实验方案并展示。
亲身体验利用转换法,在研究物理问题时,物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
这种方法在初中物理在研究概念规律和实验中应用广泛。
(设计意图:
渗透物理学研究方法之一,转换法的重要应用,让学生体验物理研究思想,对于以后的教学很有帮助)
小组学生动手完成探究活动,注意观察现象和感知体验。
分析收集到的信息,归纳实验结论。
学生得出结论:
一切发声的物体都在振动。
反思,讨论实验中存在的问题,提出改正意见。
听声音,思考两次听到的为什么不同?
学生思考,理解振动停止发声停止。
纠正错误的认识,“振动停止了,声音消失了”纠正“振”字的写法
了解常见的一些动物的发声方式
青蛙:
气囊振动
鸟:
鸣膜振动
蝉:
鼓膜振动
蟋蟀:
翅膀摩擦
(设计意图:
在了解历史的同时激发了学生的探究欲望和学习兴趣。
)
观看视频,思考,宇航员在太空不能像在地面上一样直接对话,要靠无线电通话,说明声音的传播需要借助物质。
(设计意图:
神舟十号飞船6月11日成功发射升空,说明我国在太空技术上取得的巨大进步,中华腾飞激发了学生的民族自豪感,激发学生的学习激情,树立为祖国的航天事业的发展奉献青春和力量的远大理想。
)
学生观察实验,注意聆听声音的变化。
1.能看到电铃锤的振动,能听到铃声。
2.看到振动,说明电铃发声,随着抽气的不断进行,铃声越来越小。
3.罩内变成真空,就不能听到铃声了。
4.声音由无变弱再变强
5.空气可以传播声音,真空不能传声。
学生动手实验,用密封盒将发声的小闹钟密封,放入水中。
仍然能听到声音。
液体传声举例
将要上钩的鱼被岸上的说话或脚步声吓跑,花样游泳运动员在水中听到音乐等,证明水能传播声音。
进行敲桌听声声音
固体传声举例
如医生用听诊器探知病情;
地震埋在废墟里时,为节省体力,不要大声喊叫,而是敲击墙体或钢管;俗话说“隔墙有耳”等。
观看视频,知道声音以波的形式向四周传播。
总结知识要点
识记知识要点
讨论交流
学生观看视频,感受到远处的声音传到我们的耳朵需要一段时间,即声音的传播有一定的速度。
自主学习,阅读课本中的“小资料”部分,寻找规律和信息。
阅读声速表,回答声速的大小与介质的种类和介质的温度有关,并记住声音在空气(15℃)中的传播速度是340m/s,指导在不同介质中声速不同,在固体传播最快,在液体中次之,在气体中传播最慢。
讨论交流
1.听到两次响声,因为声在铁中的速度大于在空气中的速度,在同样传播距离的情况下,用的时间短,所以先听到。
第二次听到的是空气传播的敲打声。
2.固体传声比空气快,且损失小。
学生自学课本中回声的内容,再结合生活经验理解回答。
学生板演:
从发出原声到接收回声所用的时间为t,离障碍物S的计算公式为
总结回声的作用有两个1.利用回声加强原声2.利用回声测量距离
观看视频,了解人是怎样听到声音的。
三、课堂小结
引领学生学会梳理知识,使学生由知识点的学习升华到系统的总结。
见【附件一】
谈一下在本节课收获了哪些知识,学会了哪些探索研究物理问题的方法。
四、课堂检测
师巡视、讲评。
见【附件二】
完成检测题
五、布置作业
物理助学《小试身手》1-6题
课后完成
【板书设计】
第1节声音的产生与传播
一、声音的产生
1、声音是由物体振动产生的
2、振动停止,发声停止
二、声音的传播
1、声音的传播需要介质并以波的形式向四周传播
2、真空不能传声
三、声速
1、声速的大小与介质的种类和介质的温度有关
2、声音在固体传播最快,在液体中次之,在气体中传播最慢。
四、回声
1、回声:
声音遇到障碍物被反射形成的一种现象。
t≥0.1s
2、听到回声的条件:
s≥17m
3、回声的作用:
加强原声;测量距离
【附件一】
【教学反思】
一、教案的“亮点”
1、在你的地盘你做主中,学生利用身边的器具、生活中的坛坛罐罐做实验,让学生能找到有亲近感,做物理实验不难;感受物理知识就在身边,使学生在玩中学,学中玩,拉近了物理与生活、物理与学生的距离。
学习兴趣得到提高。
2、对于转化法在物理研究与实验中的重要作用,做了重点说明,因为八年级学生刚刚接触物理,对于转化法比较陌生,对学生进行物理方法教育很重要。
3.在真空铃实验的教学中,能对问题进行细化,尤其关注细节,如在罩内空气逐渐变稀薄的情况下,让学生观察电铃锤在振动,但听到的声音变小,再让空气逐渐进入玻璃罩的过程中,听到由弱变强的声音,说明声音的变化不是声源的问题,而是介质的问题,使学生意识到,空气可以传声,真空不能传声。
4.在声速及回声教学中,组织学生自学,展示,提高学生的自学能力,培养学生勇于展示的好习惯。
在声波的教学中,增加了用声波视频器展示音叉声波图的环节,有利于突破难点。
二、教学中易出现的问题
学生在回声测距的计算中,写法不规范,还要加强训练。
有的学生不能挖掘出隐含条件,如空气(15℃)中的传播速度为340m/s,有的学生不清楚回声是由于声音的反射而形成,不知道声音经历双倍声源到障碍物的路程。
【附件2课堂检测】
1.北京奥运会开幕式上声势浩大的“击缶而歌”精彩绝伦,缶声是由于缶面的产生的,然后通过传播到观众耳朵中。
2.通常情况下,声音在固体中比在液体中传播得_________,声音在水中比在空气中传播得_________.15℃时声音在空气中的传播速度是_________m/s.
3.如图3所示的实验现象表明。
第3题图第4题图第5题图
4.2011年5月10日出版的《解放军报》刊发题为《亚丁湾,记者体验护航“十八般兵器”》的报道称,中国海军第五批护航编队的护航舰艇上,出现了一种神秘的声波武器—“金嗓子”对索马里海盗构成了有效威慑。
若要阻挡这一武器的袭击,可以用薄薄的一层()
A.半导体网B.磁性物质网
C.真空网D.金属物质网
5.如上右图,将一块正在发声的小音乐芯片放在注射器中,再将活塞推到底端,用橡胶帽封闭注射口,然后用力往外拉活塞,这时听到注射器中音乐芯片的声音会变;其声音是通过传入人耳。
6.2010年3月28日王家岭煤矿发生透水事故,救援工作迅速展开。
4月2日下午,事故矿井下发现有生命迹象,原来是被困人员通过敲击钻杆,发出“当当”的求救信号,这是因为传声效果比气体好。
7.运用声呐系统可以探测海洋深度。
在与海平面垂直的方向上,声呐向海底发射超声波。
如果经4s接收到来自大海底的回波信号.则该处的海深为__________m(海水中声速是1500m/s).但是,超声波声呐却不能用于太空测距(比如地球与月球的距离).这是因为________________________。
参考答案:
1.振动空气2.快快340
3.发声体在振动(或发声的纸盆在振动)4.C
5.小、空气固6.体(或金属)
7.3000真空不能传声
第2节声音的特性
【教学目标】
知识与技能
1、了解声音的三个特性。
2、知道声音的音调跟发声体的振动频率有关;响度跟发音体的振幅和与距离发声体的远近有关;
3、不同发声体发出声音的音色不同。
过程与方法
通过实验探究影响音调与响度的因素,进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
情感、态度与价值感
体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,从而更加热爱世界,热爱科学,热爱生活。
【教学重点】
让学生在探究中体会和理解音调、响度、音色的概念及其相关因素。
【教学难点】
音调与响度的区分
【教学准备】
教师准备:
多媒体、示波器或计算机、乐器(有条件的老师或学校)
学生准备:
钢尺、鼓、音叉(256Hz和512Hz)和小锤、系线的乒乓球、铁架台、手机
【教学过程】
教学过程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
一、创设情境,导入新课
【创设情境】振动会发出声音,可是,在生活中,你听到过蝴蝶翅膀振动发出的声音吗?
听到过蚊子发出的声音吗?
你猜想是什么原因呢?
鼓励学生对精彩回答掌声鼓励,然后乘势提出问题:
刚才为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大?
【导入新课】可见不同的声音有强弱、高低之分,这就是我们这节课所要探究的内容。
板书课题:
§2.2声音的特性
(设计意图:
从学生习以为常但又不能科学解释的生活现象入手,在激发学生学习兴趣的同时,点出本节课的学习主题。
)
学生对问题很感兴趣,积极说出自己的想法。
积极讨论,踊跃发言
听老师总结,步入本节课的学习之旅。
二、合作探究:
探究问题一:
音调
1、音调
2、音调与频率的关系
3、超声波与次声波
【创设情境】播放男低音演唱的《送别》和女高音发出的《海豚音》。
让学生感受两首歌曲中声音有什么差别?
【提出问题】我们接触到的各种声音有的高有的低,在物理学中,把声音的高低叫做音调。
声音为什么会有音调高低不同?
什么因素决定音调的高低呢?
【探究实验】如图,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢,改变钢尺伸出桌面的长度,再次拨动钢尺。
比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调,它们之间有什么关系?
(强调:
两次实验要用相同大小的力)
教师巡视,对个别学生的实验过程进行指导,让学生代表对实验现象进行描述并填写记录表格(答案见附件1)
钢尺伸出长度
振动快慢
声音高低
伸出5cm
伸出10cm
伸出15cm
(设计意图:
简单易操作,直观易感知,学生很容易将音调的高低与振动的快慢联系在一起,找到它们之间的关系。
)
【自主学习】指导学生自学,并思考下列问题:
1、物理学中描述物体振动快慢的物理量是什么?
怎样定义的?
单位是什么?
2、如果一个物体的振动频率是100Hz,它表示的物理意义是什么?
3、你认为影响音调的因素是什么?
4、人的听觉频率范围是多少?
5、什么是超声波?
什么是次声波?
6、阅读小资料说明:
为什么有时在你认为很静、没有任何声音时,狗却突然表现得非常警觉?
【演示实验】为了很好地了解物体振动发声的情况,我们可以将声音的波形在示波器或计算机上展现出来。
分别把两个不同的音叉(256Hz、512Hz)发出的声音信号输入示波器,注意听音调上的差别以及观察声音在的波形上的区别。
(设计意图:
形象,直观,通过观察波形图,易于把频率与音调关系密切联系起来,有助于学生的理解。
)
【回眸】蝴蝶飞行时,翅膀振动在2min内振动了600次,蚊子在飞行时,翅膀振动在1min内振动了21000次,则它们的发声频率分别是__________、_________,你能听到__________发出的声音。
欣赏音乐,说出感受:
男歌手的声音比较低沉、浑厚;女歌手的声音比较尖细、清脆。
听讲,思考提出的问题。
在老师的指导下分组实验,观察实验现象,并对实验现象进行描述:
——钢尺伸出桌面越长,振动的越慢,声音越低沉,音调越低。
——钢尺伸出桌面越短,钢尺振动越快,声音越尖锐,音调越高。
根据实验现象完成表格。
认真自学,回答问题:
1、物理学中用物体物体每秒振动的次数即频率来描述物体振动的快慢。
单位:
Hz
2、表示这个物体在1s内振动了100次。
3、音调的高低与频率有关,频率越高则音调高,频率低则音调低。
4、多数人能够听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz;
5、高于20000Hz的声叫做超声波,低于20Hz的声叫做次声波。
6、狗的听觉范围比人的要大,能听到人所听不到的声音,如:
超声波、次声波。
仔细听不同频率声音音调的高低,同时观察不同频率声音波形图的疏密。
小组内讨论并总结:
频率低,波形图稀疏,频率高,波形图密集。
思考,回答:
5Hz350Hz蚊子
探究问题二:
响度
1、响度
2、影响响度的因素
3、音调与响度的区别
【教师演示】分别轻轻敲击鼓面和用力敲击鼓面。
请学生辨别声音的变化。
点拨:
物理学上把声音的强弱叫响度。
【提出问题】根据上面的实验,你猜想什么因素决定声音的响度呢?
鼓励学生大胆猜想。
【探究实验】你的如图将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,观察乒乓球弹开的幅度;使音叉发出不同响度的声音,重做上面的实验。
提问:
你观察到什么现象?
乒乓球的作用是什么?
点拨:
物理学中在用振幅来描述物体振动的幅度。
音叉的振动的幅度不便于直接观察,通过乒乓球摆动的幅度可以间接反映出音叉振幅的大小,这样我们就把音叉微小的振动给放大了,也便于我们直接观察,这种方法叫做转换法。
【得出结论】现在你能说出响度和振幅之间的关系吗?
鼓励学生回答,总结出结论。
(设计意图:
培养学生实验能力、观察能力和思维能力,同时渗透转换法。
)
【情境演示】将手机铃声调到合适音量后,从讲台走到教室后面,再返回讲台。
同学们听到的声音会有什么变化?
【得出结论】上面实验说明了什么?
生活中如何增大声音的响度?
引导学生发言,得出结论。
(设计意图:
紧密联系生活,让学生把物理知识和生活实践相结合,也体现了从生活走向物理的思想。
)
【反馈练习】牛的叫声与蚊子的叫声相比较,下列结论正确的是:
()
A、牛叫的声音音调高,响度大
B、牛叫的声音音调低,响度小
C、牛叫的声音音调高,响度小
D、牛叫的声音音调低,响度大
剖析:
音调取决于发声体振动的频率,而响度取决于发声体的振幅。
牛叫的声音较低沉,即振动频率低,音调较低;蚊子声音尖细,即振动频率高,音调较高,但牛的叫声明显比蚊子大,即响度大。
说出声音的特征变化:
强弱发生变化
学生讨论,提出猜想:
——可能与用力的大小有关
——可能与振动的幅度有关
分组实验,仔细观察发生的现象,小组对实验现象进行描述:
用力越大,响度越大,乒乓球被弹起得越高。
倾听老师的讲述,理解记忆。
组内讨论,回答:
物体的振幅越大,产生声音的响度越大;振幅越小,响度越小。
注意倾听声音的变化,回答:
声音的响度会变化,
思考,