資源簡介

(共30張PPT)
第二章 聲音與環境
2.2 我們怎樣區分聲音
課時導入
從身邊的問題出發：
你聽過交響樂《黃河》嗎？整首作品，有時激越高揚，有時迂回低沉，聲調高低錯落，起伏跌宕，給人以絕美的藝術感受。聲音為什么會有這些差別
課時導入
物理與生活
生活離不開物理，物理源于生活。例如我們每天聽到的聲音，看到的光……物理就是從生活中來，并用研究出的規律來解決生活中的問題，從而提高我們的生活水平！
知識點
聲音的高低——音調
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1
1. 音調 物理學中，把聲音的________叫做音調。
2. 頻率 聲源振動次數和所用時間之比，叫做頻率，用f 表示，單位是________，簡稱赫，符號是Hz。物體振動越快，其振動的頻率越高。
3. 探究影響聲音高低的因素
高低
赫茲
每秒振動的次數
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實驗裝置
實驗過程 將直尺一部分壓在桌上撥動使其發聲。改變直尺伸出桌面的長度，用同樣的力度撥動，觀察直尺振動的快慢, 辨別直尺振動時發出的聲音的高低 用硬紙片分別快速和慢速撥動梳齒，辨別發出聲音的高低
實驗現象 伸出短的時候：直尺振動得快，發出的聲音音調高；
伸出長的時候：直尺振動得慢，發出的聲音音調低 快速撥動時，發出的聲音的音調高 ；慢速撥動時，發出的聲音的音調低
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歸納上述實驗現象，可得出如下結論：
聲音的高低跟聲源振動的頻率有關：聲源振動的頻率越高，音調越高；聲源振動的頻率越低，音調越低。
跟發聲體的形狀、
尺寸、材料有關
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溫馨提醒：
(1)通常情況下，兒童說話聲音的音調比成年人高，女孩說話聲音的音調比男孩高。
(2)日常生活中，人們用“尖”“清脆”“低沉”等描述音調的高低。
(3)聲音在介質中的傳播速度與聲源振動頻率無關，同種介質中，頻率不同的聲音聲速都相同。
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物理學家
海因里?！數婪颉?赫茲，德國物理學家，于1888 年首先證實了電磁波的存在，并對電磁學有很大的貢獻，故頻率的單位赫茲以他的名字命名。
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人和動物的發聲頻率范圍各不相同，能聽到的聲音頻率范圍也不相同。
人的發聲頻率范圍是85 ～ 1 100 Hz， 人能聽到的聲音的頻率范圍是20 ～20 000 Hz，低于和高于這個頻率范圍的聲波，人都聽不到。
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例 1
如圖所示，小明同學將刻度尺的一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌面，小華同學撥動刻度尺使它振動。
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(1)實驗過程中，小華聽到兩個聲音，一個是刻度尺敲擊桌面發出的聲音，另一個是刻度尺振動發出的聲音。要減弱刻度尺敲擊桌面發出的聲音，可采取的措施是_________________________ (填“手要緊壓到桌子的邊緣”或“手壓刻度尺的力要小”)
手要緊壓到桌子的邊緣
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(2)小明改變刻度尺伸出桌面的長度，小華用同樣大小的力撥動刻度尺，刻度尺振動的快慢不同，發出聲音的_________發生變化；隨著刻度尺伸出桌面長度的增加，_______________ (填寫聲音特性的變化情況)。這說明聲音的高低與物體振動的_________(填物理概念)有關。
(3)實驗過程中，小華運用了比較和_________的實驗方法。
音調
聲音的音調變低
頻率
控制變量
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思路導引
(1) 實驗時，要減弱刻度尺敲擊桌面發出的聲音，手要緊壓到桌子的邊緣；
(2) 改變刻度尺伸出桌面的長度，用同樣大小的力撥動刻度尺，刻度尺振動的快慢不同，刻度尺發出聲音的音調不同，此處運用了控制變量法。
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變量唯一，根據實驗結果尋找因果關系
●運用同樣的實驗器材可以探究多個物理問題，本實驗目的是探究聲音音調的高低與什么因素有關；
●使用刻度尺進行實驗，不改變撥動力度，只改變伸出桌面的長度，保證了變量唯一。從而發現刻度尺伸出長度越短，振動越快，頻率越高，刻度尺發出的聲音音調越高。反之，刻度尺伸出長度越長，振動越慢，頻率越低，發出的聲音音調越低。
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1.如圖所示，在同一個軸上固定著三個齒數不同的齒輪。當齒輪旋轉時，用紙片分別接觸齒輪。下列說法正確的是 ( )
A. 使紙片發出聲音的音調最高的是上面的齒輪
B. 使紙片發出聲音的音調最高的是中間的齒輪
C. 使紙片發出聲音的音調最高的是下面的齒輪
D. 當齒輪旋轉時，用紙片分別接觸三個齒輪，發出聲音的音調都一樣
C
轉動速度相同
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知識點
物理學推動了社會的發展
2
觀察波形圖，分析比較：
兩圖比較，
上疏下密
建構模型
圖像法—— 波形圖：將聲音信號通過話筒，轉換成電信號，再通過示波器，在顯示屏上顯示出聲音的波形，讓聲波可以“看得見”，把聲波更形象、生動地表現出來。
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1. 在相同時間內，甲振動次數少，頻率低，音調低；乙振動次數多，頻率高，音調高。甲、乙兩個音叉振動頻率不同。
2. 從圖中看出，在波形圖上，頻率的高低表現為波形的疏密程度。波形密，表明頻率高；波形疏，表明頻率低。
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例2
[合肥模擬] 用大小相同的力分別敲擊頻率256 Hz 和440 Hz的音叉得到的波形圖如圖7所示，其中圖 ______(填“甲”或“乙”)是敲擊頻率256 Hz 的音叉得到的波形。
甲
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思路導引：當用大小相同的力分別敲擊音叉時，它們的振動頻率不同，發出聲音的音調就會不同；甲的頻率低，乙的頻率高。
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對比波形圖，建立解題模型
用波形圖直觀表示音調，相同時間內波形圖密表示音調高；波形圖疏表示音調低。
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知識點
探究影響弦樂器音調的因素
3
取三根不同規格的琴弦，其信息如下表：
編號 琴弦材料 琴弦長度/cm 琴弦橫截面積/mm2
A 鋼 20 0.5
B 鋼 30 0.5
C 鋼 20 0.7
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1. 選擇編號A、B 兩根琴弦，保持張緊程度相同，撥動琴弦，研究琴弦發聲的音調與琴弦長度的關系。
2. 選擇編號A、C 兩根琴弦，保持張緊程度相同，撥動琴弦，研究琴弦發聲的音調與琴弦橫截面積的關系。
3. 選擇一根琴弦，撥動琴弦，聽其發聲的音調，改變其張緊程度，再撥動，聽其發聲的音調，研究琴弦發聲的音調與琴弦張緊程度的關系。
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歸納得出：影響弦樂器發聲音調的因素有弦的 ________、________ 、________等。
其他條件相同時，弦越短，其發出的
聲音音調越高。
其他條件相同時，弦越細，其發出的
聲音音調越高。
其他條件相同時，弦越緊，其發出的聲音音調越高。
彈奏弦樂器通過變換粗細不同的琴弦，手指按動琴弦上不同的位置或改變弦的張緊程度來彈奏出不同的音調。
長短
粗細
張緊程度
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思想方法
控制變量法：把多因素( 多變量) 問題的研究，轉換成單因素問題研究?？刂破渌蛩夭蛔?，只改變其中的某一個因素，從而研究這個因素對事物的影響，這種方法叫控制變量法。例如：在探究琴弦的長度對音調的影響時，只改變弦的長度，保持弦的粗細、張緊程度相同。
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例 3
在學習古箏演奏過程中，小明發現琴弦發出聲音的音調高低受各種因素的影響，他決定對此進行研究，經過和同學們討論提出了以下幾種猜想：
猜想一：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關；
猜想二：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關；
猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關。
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編號 A B C D
規格 材料 尼龍 尼龍 尼龍 鎳鉻合金
長度/cm 55 55 55 ①
橫截面積/mm2 1 0.5 1 0.5
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為了驗證上述猜想是否正確，他和同學們找到了表中所列4 種規格的琴弦，進行實驗。
(1)為了驗證猜想一，應選編號___、___兩種規格的琴弦進行實驗。
(2)為了驗證猜想二，應選編號___、___兩種規格的琴弦進行實驗。
(3)在驗證猜想三時，小明發現粗心的同學沒有把表中的數據填全，表中①的位置所缺數據是_______。
(4)小明在這個探究實驗中，采用的研究方法是__________。
A
B
A
B
55
控制變量法
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思路導引
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依據控制變量法，設計實驗
探究弦樂器發出聲音的音調與哪些因素有關時，需采用控制變量法進行。每一步驟，只改變一個因素，而其他因素都保持不變，然后再把結果匯總出來。
弦樂器發出聲音的音調高低與琴弦的長短、粗細和張緊程度有關。弦越長，越粗，繃得越松，發出聲音的音調越低；弦越短，越細，繃得越緊，發出聲音的音調越高。
課堂小結
我們怎樣區分聲音
1. 音調是指聲音的高低程度，取決于聲源振動的頻率，聲源的振動頻率可以通過改變發聲體本身的特性(如長度、松緊、大小、厚薄等)改變其頻率，例如：管樂器是靠改變空氣柱的長度來發出各種音調(如笛子等)，弦樂器是通過改變弦的粗細、松緊、長短從而改變音調(如二胡、小提琴、鋼琴等)，打擊樂器是通過它們的體積和松緊的不同來改變音調(如鼓、編鐘等)。
2. 物體振動頻率越大，音調越高。

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