音调和频率

第二章 声现象第2 节 声音的特性第 1 课时 音调和频率课题音调和频率课型新授课教 学 目 标知识与技能1知道声音的音调跟发声体的振动频率有关.2.了解超声波和次声波.过程与方法1通过做“音调与频率有关的实验”进一步了解物理学研究问 题的方法.2培养学生科学探究的能力.情感、态度与 价值观1体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养学生更加热爱世 界、热爱科学的品质.2培养学生联系生活、生产和科学技术的意识.教学 重点音调的概念及其相关因素.教具准备钢尺、示波器、音叉、吉他、口 琴.教学 难点探究决定音调的因素;超声波和 次声波的概念.教学课时1课时课前 预习1.声音的高低称为音调.音调与物体振动的频率有关，物体振动得越快，发出 的音调就越 高：物体振动得越慢，发岀的音调就越低.2频率是指每秒内振动的次数，它是用来描述物体振动的快慢,频率单位 为Hz 大多数人能够听到声音的频率范围是从20Hz到20000Hz，把咼于20000Hz 的声叫超声波，把低于20Hz的声叫次声波.巩固 复习教师引导学生复习上一节内容。新课 导入师：振动会发出声音，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到 讨厌的蚊子声？为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大？为什么我们接电话时， 能通过对方的声音，知道对方是谁？要知道这些问题的答案，就需要研究声音 的特性，声音的特性包括音调、响度、音色，这节课我们就一起来探究音调及其影 响因素.一、音调和频率1探究音调和频率的关系教师给学生分发几把钢尺，引导学生把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，然 后拨动钢尺，使钢尺振动发声.师：下面请大家观察老师演示的实验，比较两种情况下钢尺发声时的振动情况 和发声特点.演示1:教师使钢尺伸出桌面的长度短一些，并拨动钢尺.（钢尺振动较快） 演示2：教师使钢尺伸出桌面的长度长一些，再次拨动.（注意要使钢尺两次振 动的幅度大致相同，此时钢尺振动较慢）生：当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动较快，发出的声音尖而细；当钢 尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动较慢，发出的声音低而粗.师：同学们刚刚说的声音尖而细和低而粗就是指声音的音调那么，音调的高低 与什么因素有关呢？生：音调的咼低与物体振动的快慢有关，刚才的实验中，钢尺振动得快，音调 就高，振动得慢，音调就低.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.板书：声音的高低叫做音调，音调的高低与物体振动快慢有关.在物理学中用每秒内振动的次数一一“频率”来描述振动的快慢下面我们一起 来学习频率.进 行 新 课板书：1物体在1s内振动的次数叫做频率，频率的单位为赫兹，符号为Hz.2音调的高低取决于发声体振动的频率，频率越大，音调越高；频率越小，音 调越低.【例1】许多男生在变声期后，说话时声带振动的频率比以前低，因而声音的 音调会降低.解析:频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低.特别提醒：（1）音调的高低是指声音的粗细，不是指声音的大小例如：在音乐中，“ 1、2、 3、4、5、6、7”的声音音调逐渐升高.（2）声音在介质中的传播速度与声音的振动 频率无关，在同一介质中，频率不同的声音传播速度都相同.（3）振动频率的高低 跟发声体的形状、尺寸和所用的材料有关.2观察声波的波形图教师向学生简单介绍示波器的作用，并向学生演示示波器的用法，一起来完成 两个实验.实验1：通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形，比较不同频率 的声音的波形有什么差别.实验2：通过示波器观察不同的男女学生发出声音的波形，比较男女学生声音 的波形有什么不同.教师引导学生积极发言，并总结实验结论：结论1：两个频率不同的音叉发出声音的波形相似，但频率高的音叉的波形要 密-一止匕LXJ-结论2：男、女学生声音的波形不同，女同学的音调比男同学高，波形就密一 些.板书：观察波形图时，波形越密，说明音调越高；波形越稀，说明音调越低二、超声波和次声波请同学们阅读教材P33P34内容，回答下面的思考题：（多媒体展示） 思考题：（1）大多数人能够听到的频率范围是多少？（2）什么叫超声波？什么叫次声波？（3）生活中你对超声波、次声波了解多少？能说出它们的一些用处吗？ 学生阅读教材内容，并讨论上述问题.教师对学生的回答进行总结，并板书：板书：1.人耳对声音的听觉有一定的频率范围，约为20Hz20000Hz.2超声波：人们把高于20000Hz的声叫超声波.3次声波:人们把低于20Hz的声叫次声波.师：有趣的是很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官例如蝙蝠在飞行 中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物海豚也有完善的“声 呐”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.生：老师，现代的无线电定位器雷达，就是仿照蝙蝠的超声波定位系统制造的吗？进 行 新 课师：的确是这样，这门新学科叫仿生学另外，有些动物对高频声波反应灵敏（如 猫、狗、海豚）而有些动物对低频声波有很好的反应（如大象可以用人类听不到的 “声音”进行交流，实际上大象的语言对人类来说就是一种次声波）请同学们课后 通过查阅资料、访问网站等多种途径，了解超声波和次声波的应用，并在课后进行 交流.【例2】在四川雅安大地震救援中，采用了音频生命探测仪（如图）它的多个 探头接触废墟，收集到废墟下幸存者的微弱呼救声、呼吸声、心跳声等，探测仪将 音频信号放大，救援人员就可以发现幸存者下列说法错误的是（C ）A. 探测仪收集声音信号时利用了固体可以传声B. 幸存者发出的声音与外界声音的音调、音色不同C. 幸存者能听见探测仪发出的超声波D. 白天噪声较大，探测仪更适合在安静的夜晚使用解析：超声波是频率高于20000Hz的声音，人耳对声音的听觉有一定的频率范 围，振动频率低于20Hz的声音人耳听不见，频率高于20000Hz的声音人耳也听不见. 所以若音频探测仪发出的是超声波，则人耳是无法听见的.特别提醒：（1）超声波和次声波也是由物体的振动产生的，只是振动频率不同.（2）超声波和次声波的传播也需要介质，在真空中不能传播.巧 记 口 诀声音高低叫音调，音调高低看频率；声音大小叫响度，响度大小看振幅；距离太远 响度小，减小分散响度增。（包含下一课时内容）教 学 板 书土、定义.> 肓昔的高低叫做音调1（1）物库在打内匿动的次戲叫做頻車.频率的単位为赫潼,符号为Hz频率（2）音调取决于绘芦体產动的頻率，频率越玄，音谓越高;頻率融小，号谓 音碉和频率越低渡形圈观察波形燮时，波形越密说明音调越高;疲形越稀，说明音调越低1： 1 j冬数人能够听劃前频率范国的为20th -20J0CHZ超育浪和衣育波1门）超言波人们把高于20000压的冑叫超言谨（3）次肓適人们扌凹氐于20Hr的青叫如逋课 堂 小 结通过今天的学习，我们了解了声音的音调这一特性，知道了音调取决于发声体 振动的频率我们还了解了人及一些动物能听到和发声的频率范围，以及超声波和次 声波的概念和知识。下节课我们继续学习声音的其他特性，冋学们下去提前预习。布 置 作 业课后完成本课时对应练习（练习册），并预习下一课时内容.教 学 反 思通过本节课的教学，应让学生通过听、看、想、做等活动，来感知声音的特性, 对于“音调” “频率” “超声波” “次声波”等的理解不能死记硬背，要在结合生 活实例的基础上，理解记忆，灵活处理.