广东省东莞市寮步宏伟初级中学八年级物理：2.4 让声音为人类服务 教案

一江春水

　　宏伟中学初二级部理化组电子备课教案
　　课题：让声音为人类服务 课时：1  主备人：兰浩宇  审核人：钟灿容 尹炜杰
　　教学目标知识与技能1、了解声音的知识在音乐和建筑方面的应用：了解超声和次声在生活和现代技术中的应用。
　　2、知道噪声的来源以及控制、减少噪声的方法途径。
　　过程与方法　3、通过观察、参观、调查或者观看视频资料等，获得社会生活中声的利用方面的知识。
　　情感态度与价值观　4、通过了解生产、生活和现代科技中声音的利用以及噪声的危害，认识科学及其相关技术对于社会发展及人类生活的影响，培养可持续发展的意识和将科学知识服务于人类的使命感。
　　教材分析重点　控制和减少恼人的噪声
　　难点　回声测距
　　教学准备　音乐相关的图片、视频、音叉
　　教学流程设计教学设计个性补案
　　导入新课　师:前面几节课我们已经学习了声现象的一些性质，并探究了它的规律，这些现象不仅有趣，而且包含了一定的科学道理。在物理课的学习中,不能忘记思考物理学与科学技术和社会的关系。物理知识从实际中来，又要应用到实际中去。一句话，学习物理知识就是要应用它来为人类服务，提高人们生活水平，改善生活质量。课前，我已布置同学们收集有关声音在科学和生活中的应用。这节课，我们就一起交流讨论一下如何让声音更好的为人类服务。
　　讲授新课（一）声音与建筑
　　师：声音在建筑方面有哪些应用?举例说明  生:我国不少古建筑,巧妙地应用了声学知识,充分展示了建筑者的智慧才华.其中最著名的如北京天坛的”回音壁”和”三音石”。它们都是利用了声音的反射原理。 课件展示：回音壁和三音石
　　配文：回音壁是一道约6m，半径约32.5m的圆形围墙，墙面十分光滑，一个人紧贴围墙小声讲话，围墙另一处的人可以听得很清楚。  三音石位于围墙的圆心处，人站在三音石上击掌一次，能听到三声回音，因而人们称它为三音石。从三音石处发出的声波向四面传播，同时到达墙面。因圆的半径相等，声音传播距离、声速相等，被反射后同时会聚到圆心处，你便听到第一次回声；声波继续传播，每部分声波又同时到达刚才反射会聚到的圆心处，你听到了第二次回声；声波再继续向前传播，每部分声波再次同时到达圆心处，你听到了第三次回声。第二次回声比第一次回声弱，第三次回声回声更弱。这是因为声音在传播过程中被分散和吸收了。因此第三次以后的回声就不容易听出来了。若你站在偏离圆心的其他位置上拍手，就听不到三次回声。
　　师：刚才我们介绍了古代建筑中如何利用声音的，那么在现代建筑中我们又是怎样利用声音的？
　　生：日本爱知县的音乐桥、法国巴黎市郊的音乐亭、电影院，录音棚?? 课件展示：北京音乐厅
　　配文：现代建筑如礼堂，音乐厅等，都有着很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使听到的声音更为清晰，丰满。吸声不是十分松软，就是带有小孔。如：泡沫塑料、棉絮、毛毡、吸声砖、软木等都是吸声材料。反射板应选择质地硬且平滑的材料，如硬塑料、玻璃等。
　　（二）声音与音乐
　　师：声音是如此的神奇，音乐家们运用不同的音调、响度、配上伴音、和声等，组成不同的旋律，构成了动人的音乐。同学们又有什么发现呢？
　　生：音乐，是流动的艺术，是人类心灵共同的语言。有的高昂雄壮，有的低沉抒情，有的轻快流畅，有的婉转缠绵??音乐能呼唤人的呼唤，升华人的情感，激发人的斗志，淋漓尽致地把人的内心世界表达出来。
　　下面请同学们欣赏音乐。 用录音机播放：梁祝、二泉映月、命运交响曲
　　一些科学家还发现了“莫扎特效应”，大学生在听了10min的莫扎特奏鸣曲后，在空间推理测试中的得分有明显的提高。
　　对声音的研究也推动音乐的发展，现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿出各种声音，更好的满足了人们的文化艺术享受。
　　用两个或几个不同的音箱在不同的方位和距离处播放音乐，能使人感觉到“立体声”效果，这是人的双耳效应。人通过双耳效应，可以判断声源的方位。 课件：双耳效应  师：这位同学准备的很充分，掌声鼓励。双耳效应是因为声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时候，强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础。人通过双耳效应可以判断声源的方位，双耳效应能使人有如临其境的感觉。立体声双声道耳机就是利用了人的双耳效应。 （三）超声和次声
　　人耳能引起听觉的声波频率有一定的范围，约在20-20000赫之间，低于20赫的声波叫次声波，高于20000赫的声波叫超声波。那么超声有什么应用呢？
　　生：超声波的频率很高，在工业,农业,医学和国防上应用广泛。例如用超声清洗玻璃、陶瓷、陶瓷制品的表面污垢，用超声来“击碎”颗料状物体，进行乳化作用等。超声波波长短，传播和反射时定向效果好，在水中损耗较小。在国防上,普遍使用回声探测器(又叫声纳),超声波遇到海底或其他硬物体便反射,根据收到回声的时间可以判断物体的距离.例如,可用声纳来探测敌方潜艇的位置,鱼群位置,海底深度,海上冰山等.超声波的穿透能力强，能透射几米厚的金属，利用这一特性和反射能力特性，可以制成超阶级声探伤仪，检查金属内部有无裂缝和缺陷等。此外，超声在医学上应用也逐渐广泛，用超声来诊断和治疗疾病。例如现代医学常用的A型和B型超声诊断仪，其中B型诊断仪可获体内脏的切面声像图，诊断人体内部有无肿瘤,肝硬化或其他病变。用超声处理过的种子有缩短发芽时间,加速生长的作用。在现代生活中，我们常见了还有不用洗衣粉的洗衣机，实际上利用的就是超声波的“空化”作用，产生巨大能量，将污垢从衣物上震落下来溶解在水中。
　　生：次声波在大气中传播衰减慢,它的传播距离比声音远得多，具有很强的穿透能力，但容易受大气温度、风以及重力的影响。地震、台风、海啸、核爆炸、飞机飞行、汽车高速行进等都能产生次声波。1983年印尼一次火山爆发激起的次声绕地球转了3圈。我们可以建立次声波接收站，探知远处核爆炸和导弹发射的情况。关于地震、海啸和台风，由于它们的传播速度都小于次声波波速，所以收到地震、海啸和台风传递来的次声波，就可以及早预报这些灾害性事件的到来，事先作好防范措施。次声有较大的破坏性,地震或核爆炸激发的次声能将巨大建筑物摧毁,次声还会使人产生头晕,恶心,血压升高等症状,严重的会造成内脏出血，危机生命.虽然它不在人的听觉范围内，但一些动物却能听到或感觉到，次声波能对一些动物产生一些刺激，使一些动物出现反常表现。
　　（四）噪音与乐音
　　从物理性质来看噪音是由声源作无规则的振动产生的，或者是由不同频率不同强度的声音无规律的组合在一起而形成的，在示波器上的波形是杂乱无章的，无规津可循．而乐音是由声源作规则的的振动，在示波器上可以看出波形能遵循一定的规律，即它每隔一定时间，总有相同的振动图形重复出现，  从环境保护的角度来认识，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。
　　师：从环境保护保护角度看，所有声音都可能成为噪声。例如，当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人休息，对想睡觉的人来说就成为了噪声。 师：请同学们利用这些器材演示一下怎样的是噪声。 演示实验：用硬塑料干檫玻璃时产生的声音。
　　师：生活中噪声的主要来源是什么？
　　生：噪声范围很广，有工业噪声、交通噪声、气流噪声、城市噪声等。城市噪声的主要来源（70％左右）是交通噪声，其余还有人的喧哗声，室内各种活动的声音。我国工业化水平还不高，城市交通也不发达，但噪声已达到严重的程度，故已成为广泛关注的公害之一。 生：在建筑工地上，各种机器和设备发出的声音；在公路上，车辆的鸣笛声、发动机振动和排气声，以及车身的振动声；在工厂里，发动机的运转，材料的锯割、冲压、切削声；街道上喧闹的人群等等，都是噪声的来源。
　　师：生活中有这么多的噪声，噪声对我们有什么危害吗？
　　生：不太强的噪声，如高声喧哗，比较吵的街道上的杂音，使人感到厌烦，分散注意力，影响工作，妨碍休息；比较强的噪声，如纺布机、电锯的声音，使人感到刺耳难受，时间久了会引起噪声性耳聋，还会引起心血管系统和中枢神经系统的疾病，发生心律不齐，血压升高，消化不良等症状；更强的噪声，如喷气式飞机的噪声，几分钟时间就会使人头昏、恶心、呕吐，像晕船一样；极强的噪声，还可直接造成人和动物的死亡。
　　师：既然噪声已经成为一大社会危害，那么我们已经采取了怎样的措施来控制和减少它呢？
　　生：改造噪声大的机器或用噪声小的机器，做个外罩把噪声源罩起来，在汽车、摩托车的排气管上加消声器,在公路两旁设置隔音墙,在马路和住宅间植树造林等都可以减弱噪声.
　　师:声音从产生到引起听觉有三个阶段,声源的振动产生声音----空气等介质的传播----鼓膜的振动,因此,控制噪声也从这三方面采取措施:
　　a、  在声源处控制.如改造声源结构;在声源处加防护罩;在内燃机排气管上加装消声器等.
　　b、  在传播过程中控制。利用隔音或吸音材料,把声源与外界隔离起来,如在城市里植树、修隔音墙等.
　　c、  在人耳处控制。如戴防噪声耳塞，或在耳孔中塞一小团棉花，或者双手捂住耳朵。 师；还是刚才那个实验；用硬塑料干檫玻璃，现在我们想办法减少这个噪声。  实验：沾水再檫，没有噪声了----消声；用棉絮将玻璃和硬塑料包在里面檫，噪声很小----吸声；用手将耳朵捂起来，噪声减弱----隔声。
　　小结
　　本节学习中我们知道了声音的利用，如在建筑和音乐上，知道了超声和次声，知道了噪声的来源，危害和控制。通过本课学习，同学们在今后的生活中，应做到不影响他人学习、工作和休息，要养成良好的行为习惯。
　　课堂练习1.正常人的耳朵能听见的声音的频率范围通常在       至       之间。振动频率高于              的声音叫做超声，频率低于       的声音叫做此次声。
　　2.声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来。如北京天坛里的回音壁、三音石等都能产生美妙的声音现象，他们利用了声音的       原理。
　　3.人们一般在       、       和       三个方面采取措施来控制噪声。
　　4.在汶川地震救援中，采用了音频生命探测仪（如下图所示），它的多个探头接触废墟，收集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（     ）
　　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噪声的音调、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
　　5.噪声严重污染环境，影响人们的生活和工作，已成为社会公害，下列措施中不能减弱噪声的是（     ）
　　A机动车辆在市区内严禁鸣笛
　　B学校将高音喇叭换成许多小音箱
　　C清除城市垃圾，保持环境整洁
　　D在城市街道两旁种草植树
　　课后作业　金牌作业本、课后习题
　　板书设计　2.4让声音为人类服务
　　一、听不见的声音
　　超声：
　　次声：
　　二、控制减少噪声
　　三、总结
　　教学后记

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