2.2 声音的特性
第1课时 声音的特性
1.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关.
2.知道乐音的响度跟发声体的振幅有关.
3.了解不同发声体发出乐音的音色不同.
4.知道人的听觉范围，了解超声波、次声波.
音调
阅读课本第32、33页的内容，完成下列填空：
1.物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢.频率的单位是赫兹，简称 赫 ，符号为Hz.
2.振动的频率决定声音的高低，振动频率越高，声音音调越 高 ，振动频率越低，声音音调越 低 .
3.大多数人能够听到的频率范围是从 20 到20000Hz；人们把高于20000Hz的声音叫做超声波；把低于20Hz的声音叫做次声波.
1.在水平桌面上放一铁制容器，不断往铁制容器中倒水，同时用同样的力敲击铁制容器发声，倾听声音的变化.可以发现：容器中水越多，水振动得越 慢 ，音调越 低 .
2.把一根塑料尺按在桌面上，露出桌面一定的距离，用力拨动塑料尺，观察塑料尺振动的快慢，听发出的声音；缩短塑料尺露出桌面的长度，再以大致相同的力拨动塑料尺，仔细观察塑料尺的振动快慢，听发出的声音.可以发现：塑料尺振动得越快，音调越 高 .
3.用尺子分别以不同的速度刮梳子齿，刮得越快，可以听到声音的音调越 高 .
1.在学习声音音调的时候，首先应通过一些事例来帮助学生明白物理学中声音的高低（即音调高低）的含义.如对蚊子的声音与牛的声音进行对比，蚊子声音要高些，但小些，牛的声音要低些，但大些.这样可以让学生认识到物理学中声音的“高低、大小”与生活中常讲声音的“高低、大小”是有不同的.
2.在探究是什么因素影响声音音调高低问题的时候，应注意保持振动的幅度不变（即每一次用力大小不变），只改变振动的快慢，以避免声音响度不同对要探究的问题造成干扰.
如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音.逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变 低 .当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于振动频率低于20Hz.
响度
阅读课本第34、35页相关内容，完成下列填空：
1.物理学中，声音的强弱叫做响度.
2.物理学中用振幅来描述物体振动的幅度.
3.物体的振幅越大，产生声音的响度越大.
4.人听到声音是否响亮，除跟发声体发声时的响度有关外，还跟人距离发声体的远近有关.
1.做教材34页的演示实验，发现音叉发出的声音越大，乒乓球被弹开的幅度越大，说明物体振动的振幅越大，声音的响度越大.
2.把一根塑料尺按在桌面上，露出桌面一定的距离，用力拨动塑料尺，仔细观察塑料尺振动的幅度，听听发出的声音；保持塑料尺露出桌面的长度不变，再以更大的力拨动塑料尺，仔细观察塑料尺的振动的幅度，听听发出的声音.可以发现：塑料尺振动幅度越大，响度越 大 .
3.让你的同桌站在操场中央，大声的说话，你从距离他较远的地方向他走去，你可以发现听到的声音响度变大，这说明响度还与到声源的距离有关.
1.在响度的演示实验中，要注意使乒乓球慢慢地轻触正在发声的音叉，否则快速碰撞音叉就会影响实验结果了.
2.在响度的演示实验中，除了每一次都要敲击同一个音叉（运用控制变量法）之外，还运用了转换法（通过观察乒乓球的摆动幅度来了解音叉的振幅）.
在公共场所“轻声”说话是文明的表现，而在旷野中要“大声”喊叫才能让较远处的人听见.这里的“轻声”和“大声”是指声音的（C）
A.音色 B.音调 C.响度 D.频率
音色
阅读课本第35页，完成下列填空：
不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色就不同.
1.让一个同学用手帕蒙住眼睛，找几个同学喊蒙住眼睛的同学的名字，让他“听音辨人”，每个同学蒙眼一次，看谁辨得又快又准.听音辨人依据的是不同的人音色不同，这是因为发声体不同.
2.拿一根筷子轻轻地敲击一个结构完整的瓷碗，仔细听听它发出的声音；再拿这根筷子轻轻地敲击同样的但已经破了的瓷碗，仔细听听它发出的声音，可以发现它们发出声音的音色不同.
在音色这一块知识的学习过程中，要帮助学生明白：发声体不同，所产生的声音音调、响度可能相同，但音色一般不同.可以通过音色的不同来区分不同的乐器、不同的人.
如图所示，在上海世博会某场馆里，演奏员正用乐器演奏乐曲.编钟发出的音乐声是由于编钟振动而产生的；听众能从同一乐曲中分辨出是二胡还是笛子演奏的，主要是因为它们发出声音的音色不同.
第2课时 三种乐器 控制变量法
1.知道影响三种乐器的声音的音调、响度的因素.
2.了解控制变量法.
三种乐器
阅读课本第36页，完成下列填空：
1.乐器可以分为三种主要的类型：打击乐器、弦乐器、管乐器.
2.鼓、锣等乐器受到打击时发生振动，产生声音.
3.二胡、小提琴和钢琴通过弦的振动发声.
4.长笛、箫等乐器，包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声.
1.打击乐器如以鼓为例，是如何改变声音的响度、声音的音调的？
解：改变击鼓的力度可以改变声音的响度，改变鼓皮的绷紧程度可以改变声音的音调.
2.弦乐器如以吉他为例，是如何改变声音的音调的？
解：改变弦的材料、松紧程度、粗细、长度，可以改变声音的音调.
3.管乐器如以笛子为例，是如何改变声音的音调的？
解：改变空气柱的长短，可以改变声音的音调.
通过生活中常见的乐器鼓、吉他、笛子改变声音音调的做法，不仅可以加深学生对振幅影响声音响度、频率影响声音音调这一知识的影响，而且可以帮助学生进一步的了解改变振动的振幅、振动的频率的方法.后者充分体现了物理中“学以致用”的原则，能大大激发学生的学习兴趣.
1.如图所示，小明用筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞，插入两端开口的塑料管中，做成“哨子”.吹奏乐曲时，用嘴吹管的上端，同时上下推拉活塞.推拉活塞主要是为了改变乐音的（A）
A.音调 B.音色 C.响度 D.速度
2.古筝是一种弦乐器，演奏者一只手不断地变换按弦的位置，这样做的目的是改变弦发声时的（D）
A.振幅 B.响度 C.音色 D.音调
控制变量法
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
如何研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短、粗细、材料的关系.
若研究弦乐器的音调与弦的松紧程度的关系，则需保持弦的长短、粗细、材料不变，只改变弦的松紧程度；
若研究弦乐器的音调与弦的长短的关系，则需保持弦的松紧程度、粗细、材料不变，只改变弦的长短；
若研究弦乐器的音调与弦的粗细的关系，则需保持弦的松紧程度、长短、材料不变，只改变弦的粗细；
若研究弦乐器的音调与弦的材料的关系，则需保持弦的松紧程度、长短、粗细不变，只改变弦的材料.
总之，始终保持其他的量不变，只改变需要研究的那个物理量.
丽娜同学在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时猜测：即使在弦松紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关.于是丽娜找来了各种不同的琴弦，想通过实验进行探究.琴弦的编号及情况如下表所示.
控制条件
编号
琴弦的
材料
琴弦的
长度（cm）
琴弦的
横截面积（mm2）
A
钢
30
0.3
B
钢
30
0.6
C
尼龙丝
40
0.5
D
铜
50
0.5
E
尼龙丝
50
0.5
（1）丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的材料的关系，请你帮她选用表中编号为（A）的琴弦.
A.D和E B.C和B
C.C和D D.A和D
（2）丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，请你帮她选用表中编号为（D）的琴弦.
A.C和E B.B和D
C.A和C D.A和B
（3）探究过程通常采用下列一些步骤：
①实验研究；②分析归纳；③提出问题（或猜想）；④得出结论.你认为丽娜要完成本探究实验的过程，采用的合理顺序应该是（B）
A.③②①④ B.③①②④
C.①③②④ D.①②③④
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