資源簡介

(共53張PPT)
八上物理同步精品課件
人教版八年級上冊
第二章 ——聲現(xiàn)象
2.3 聲的利用
2022秋人教版八年級（全）物理同步精品課件
①視頻—《聲波具有能量》
②視頻—《聲傳遞信息》
③視頻—《蝙蝠靠回聲定位捕食》
視頻資源清單：
①因ppt使用的是高質(zhì)量視頻，故資源比較大（本ppt約64MB）。
②所用視頻資源已全部內(nèi)嵌在ppt中，不需另外下載。
③本節(jié)ppt共有50張、3個視頻，可根據(jù)需要選擇點播，比較方便。
④本ppt使用PowerPoint制作，畫面比例為 寬屏16:9，建議使用PowerPoint播放。
1
聲與信息
2
聲與能量
第3節(jié)
①了解聲的有關(guān)知識和應(yīng)用，知道聲可以傳遞信息，傳遞能量。
②通過學(xué)習(xí)聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，體會科學(xué)、技術(shù)與社會的聯(lián)系。
復(fù)習(xí)
②超聲波：
把高于20000Hz的聲叫做超聲波，因為它們超過人類聽覺的上限。
①可聞聲：
多數(shù)人能夠聽到的聲音頻率
范圍為：20Hz～20000Hz。
③次聲波：
把低于20Hz的聲叫做次聲波，因為它們低于人類聽覺的下限。
動物的聽覺頻率范圍一般和人的不同。有的動物能聽到超聲波，有的動物能聽到次聲波。有的動物既能發(fā)出超聲波也能聽到超聲波。
能聽到次聲波的動物有：狗、大象；
能聽到超聲波的動物有：狗、貓、蝙蝠、海豚。
④人和一些動物的發(fā)聲和聽覺的頻率范圍/HZ
人從呱呱墜地時起，就開始利用聲音了。媽媽能從嬰兒的啼哭聲中發(fā)現(xiàn)寶寶情緒的變化；水手可以通過汽笛的回聲判斷懸崖的距離；醫(yī)生會用各種各樣的超聲儀器為患者診病……
第3節(jié) 聲的利用
今天我們一起學(xué)習(xí)聲的有關(guān)知識和應(yīng)用。
大象利用次聲波交流
蝙蝠利用超聲波捕食
自然界的聲現(xiàn)象實在是太多了。除了人類，動物中也有不少是利用聲的高手。你能舉出一些例子嗎？
聲與信息
01
PART
利用接收到的次聲波可以
判斷地震及臺風(fēng)的位置等
請同學(xué)們分析以下場景有什么共同點？說明了什么問題？
醫(yī)生用聽診器了解
人體器官的健康狀況
老師講課，同學(xué)們聽明白了
⑤海豚利用聲波與人交流
④聽到遠處隆隆的雷聲，可以
判斷一場大雨即將來臨
當(dāng)人們感知到不同的聲音時，就會傳遞給人們不同的信息。
分析上述場景的共同點發(fā)現(xiàn)：
說明：
聲可以傳遞信息
頻率低于20 Hz的聲叫做次聲波。
地震、火山爆發(fā)、臺風(fēng)、海嘯、核爆炸等發(fā)生時，都伴有次聲波產(chǎn)生。
海嘯產(chǎn)生的次聲波可以傳播幾千千米而能量損失很小。海嘯如果到達岸邊，“水墻”就會沖上陸地，對人類生命和財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。
印度洋海嘯，也稱為南亞海嘯，發(fā)生在2004年12月26日死亡人數(shù)超過29萬，造成的財物損失超過100億歐元。
①次聲波
大象利用次聲波交流
火山爆發(fā)會產(chǎn)生次聲波
次聲波傳播的距離很遠，發(fā)生地震、臺風(fēng)、核爆炸時，即使在幾千千米以外，使用靈敏的聲學(xué)儀器也能接受到他們產(chǎn)生的次聲波。處理這些信息可以確定這些活動發(fā)生的方位和強度。
美國B-29超級堡壘飛離原子彈爆炸區(qū)
次聲波傳遞信息
②超聲波傳遞信息
蝙蝠是怎樣確認(rèn)目標(biāo)的？它采用的方法叫做什么？
蝙蝠在飛行時會發(fā)出超聲波，這些超聲波碰到墻壁或昆蟲時會反彈回來，根據(jù)回聲到來的方位和時間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。
這種方法叫做回聲定位。
蝙蝠靠超聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲
采用“回聲定位”原理制成的超聲導(dǎo)盲儀可以探測障礙物，幫助盲人出行。
③回聲定位原理的應(yīng)用
超聲導(dǎo)盲儀通過發(fā)射超聲波，接收障礙物反射的回波，經(jīng)過處理后，將障礙物的距離信息轉(zhuǎn)化為聲音信息，以可聽聲的形式反饋給使用者，達到“以聽代視”的效果。
超聲導(dǎo)盲儀及其原理
超聲導(dǎo)盲儀
倒車?yán)走_更是在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。
倒車?yán)走_
倒車?yán)走_在倒車時，利用超聲波原理，由裝置在車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后反射此聲波，計算出車體與障礙物間的實際距離，然后提示給司機，使停車或倒車更容易、更安全。
倒車?yán)走_
人們利用聲吶可以來測量海底的深度。
探測海底深度
測量海底深度的原理：
就是從船上發(fā)出聲脈沖至海底，通過測算接收，然后將接收到的回聲所經(jīng)歷的時間自動轉(zhuǎn)換為深度值顯示出來。
聲吶
設(shè)聲波在海水中的傳播速度為 v，
聲吶系統(tǒng)向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)時間t后收到回波，
則海水的深度： s=
（聲波通過的距離是海底深度的2倍）
探測魚群位置
聲吶探測海底結(jié)構(gòu)
我們平常看到的海底結(jié)構(gòu)圖就是根據(jù)聲吶提供的數(shù)據(jù)繪制的。
探測潛艇位置
探測魚群、潛艇位置、繪制水下數(shù)千米地形圖等。
聲吶的一些應(yīng)用
醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，反射波攜帶的信息經(jīng)過處理后顯示在屏幕上。這就是常說的“B超”。
超聲波診斷儀
醫(yī)生用B超查看胎兒發(fā)育情況
“B超”原理
視頻欣賞——《聲與信息》
【例題1】 地震會產(chǎn)生次聲波。次聲波可以在遠離地震中心的地方被有些動物接收到，并有所反應(yīng)。下表中是幾種動物的聽覺頻率范圍，其中在遠離地震中心的地方能感覺到地震的是（ ）
A.蝙蝠 B.海豚 C.貓 D.大象
D
把頻率高于20000 Hz的聲波叫作超聲波，把頻率低于20 Hz的聲波叫作次聲波。由題表中數(shù)據(jù)可知，蝙蝠、海豚、貓都能聽到超聲波，大象可以聽到次聲波。
地震時會產(chǎn)生次聲波，所以在遠離地震中心的地方能感覺到地震的是大象。
幾種動物的聽覺頻率范圍/Hz
蝙蝠 1000～120 000
海豚 150～150 000
貓 60～65 000
大象 1～20 000
聲與能量
02
PART
把一塊石頭扔進水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水面上的樹葉也隨之起伏。這說明扔石頭的能量通過水波傳給了樹葉。
聲波也是一種波動，那么，聲波能傳遞能量嗎？
將揚聲器對準(zhǔn)燭焰，播放音樂，你看到了什么現(xiàn)象？這說明了什么問題？
現(xiàn)象：燭焰跳動。
發(fā)聲揚聲器旁的
燭焰來回擺動
結(jié)論：
聲波能傳遞能量。
超聲波產(chǎn)生的振動比可聞聲更加強烈，常被用來清洗物體。把被清洗的物體放在清洗液里，超聲波穿過液體并引起激烈的振動，振動把物體上的污垢敲擊下來而不會損壞被洗的物體。
超聲波牙刷也是利用了超聲波的振動原理。
超聲波清洗眼鏡
①超聲波清洗機
超聲波牙刷
②超聲波碎石機
超聲波碎石是利用電能轉(zhuǎn)變成聲波，聲波在超聲轉(zhuǎn)換器內(nèi)產(chǎn)生機械振動能，通過超聲電極傳遞到超聲探桿上，使其頂端發(fā)生縱向振動，當(dāng)與堅硬的結(jié)石接觸時產(chǎn)生碎石效應(yīng)，但對柔軟的組織并不造成損傷。不用開刀，不會對身體造成傷害。
超聲波碎石機
超聲波霧化器
超聲波霧化器是指應(yīng)用于醫(yī)療方面霧化設(shè)備。其基本原理：來自主電路板的振蕩信號傳遞給超聲晶片，超聲波晶片把電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量，超聲波能量在常溫下能把水溶性藥物霧化成1um到5um的微小霧粒，以水為介質(zhì)，利用超聲定向壓強將水溶性藥液噴成霧狀，借助內(nèi)部風(fēng)機風(fēng)力，將藥液噴入患者氣道，再被患者吸入，直接作用于病灶，主要用于內(nèi)科、外科、五官科、兒科等方面。
③超聲波霧化器
超聲波探傷儀
超聲波洗牙是目前較為先進的洗牙技術(shù)，通過超聲波的高頻震蕩作用，可以去除牙結(jié)石、煙漬和茶斑。
超聲波洗牙
④超聲波洗牙
超聲波探傷儀是利用超聲波能透入金屬材料的深處，并由一界面進入另一界面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法。
⑤超聲波探傷儀
A.用聽診器查病
【例題2】觀察下面幾幅圖片，是生活中常見利用聲音的例子。
B.倒車?yán)走_
C.利用超聲波清洗物品
利用聲音傳遞信息的有_______，利用聲音傳遞能量的有______。
A、B圖，利用的是聲音可以傳遞信息；
C、D圖，利用的是超聲波傳遞的能量。
A、B
C、D
注意：聲波既能傳遞信息又能傳遞能量，要注意是側(cè)重于哪方面。
D.加濕器
【例題3】關(guān)于聲的利用，下列說法中錯誤的是（ ）
A. 鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌，會從異常的聲音中發(fā)現(xiàn)松動的螺栓，這說明聲可以傳遞信息
B. 醫(yī)生利用超聲波可以更準(zhǔn)確地獲得人體內(nèi)部疾病的信息，這說明聲可以傳遞信息
C. 醫(yī)生利用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石，這說明聲可以傳遞能量
D. 蝙蝠利用“超聲”探測障礙物， 這說明“超聲”可以傳遞能量
D
蝙蝠利用“超聲”探測障礙物， 是利用了“超聲”傳遞信息，并不是能量，所以該選項錯誤，符合題意。
其它選項A、B、C都是正確的。
故選D。
建筑聲學(xué)的杰作
科 學(xué) 世 界
天壇的圜丘。人站在中央臺
上說話，會感到聲音特別洪亮。
圜丘在天壇公園的南部，是一座分成三層的圓形平臺，每層的周邊都有漢白玉欄桿，每層平臺的臺面都有光滑的石板鋪成。第三層臺面高出地面約5m，半徑約11.5m，第三層中心是一塊圓形的大理石。俗稱天心石或太極石，當(dāng)你站在天心石上說話或唱歌時，你會覺得聲音特別洪亮。
馳名中外的北京天壇，是明清兩代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、三音石、圜丘三處建筑有非常美妙的聲音現(xiàn)象。
圜丘反射聲的示意圖
這種奇妙的現(xiàn)象是聲音反射造成的音響效果。圜丘第三層臺面中心略高，四周。微微向下傾斜。當(dāng)有人在臺中心喊叫一聲，傳向四處的聲音有一部分被四周的石欄桿反射，射到稍有傾斜的臺面后又反射到臺中心。
因為圜丘第三層半徑僅11.5m，從發(fā)聲到回聲返回中心約需0.07s，所以回聲跟原來的聲音混在一起，分辨不開，只覺得聲音格外響亮，還使人覺得似乎有聲音從地下傳來。
國家大劇院音樂廳
圜丘等反映出我國古代高水平的建筑聲學(xué)成就。現(xiàn)在建筑如禮堂、音樂廳等，也有著很高的聲學(xué)要求。設(shè)計師通過選擇吸聲材料和特別的聲學(xué)設(shè)計，使聽到的聲音更加飽滿悅耳。
音樂廳的天花板被打造成一件精美的抽象藝術(shù)品，形狀不規(guī)則的白色浮雕有利于聲音的擴散。為了達到聲效的完美，在頂棚的下面還懸掛了一面集中式反聲板，它的作用是將聲音向四面八方散射。
課堂小結(jié)
03
PART
傳遞
能量
超聲波
超聲波清洗機
超聲波碎石機
傳遞
信息
醫(yī)學(xué)上：B超、超聲波診斷儀
生產(chǎn)中：超聲探測儀、超聲測速儀
回聲定位：超聲波碰到障礙物會被反射回來，根據(jù)
回聲到來的方位和時間，可以確定目標(biāo)位置
次聲波：自然災(zāi)害（地震、海嘯、火山爆發(fā)等）會產(chǎn)生
次聲波，聲學(xué)儀器接收到信息可以確定方位和強度
超聲波
的應(yīng)用
生活中：倒車?yán)走_、聲吶、超聲導(dǎo)盲儀
聲的利用
聲波具有能量，能通過介質(zhì)傳遞能量。
超聲波應(yīng)用
動手動腦學(xué)物理
04
PART
1. 請你分析下列事例是利用聲傳遞能量還是利用聲傳遞信息。
(1)利用超聲波給金屬工件探傷;
(2)醫(yī)生通過聽診器給病人診病；
(3)通過聲學(xué)儀器接收到的次聲波等信息判斷地震的方位和強度;
(4)利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石。
(1)利用超聲波給金屬工件探傷是利用聲傳遞信息。
超聲探傷
(2)醫(yī)生通過聽診器給病人診病是利用聲傳遞信息。
(3)通過聲學(xué)儀器接收到的次聲波等信息判斷地震的方位和強度;
(3)通過聲學(xué)儀器接收到的次聲波等信息判斷地震的方位和強度，是利用聲傳遞信息。
(4)利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石。
(4)利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石，是利用聲傳遞能量。
地震、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、海浪沖擊、槍炮發(fā)射、熱核爆炸等都會產(chǎn)生次聲波，科學(xué)家借助儀器可以“聽到”它，判斷方位和強度;。
2. 用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過4s后收到回波。如果海水中聲音的平均傳播速度為1500m/s，此處海水約有多深
聲波在海水中的傳播速度 v=1500m/s，
由于4s為一個來回的時間，故從發(fā)出聲波到海底的時間為t=2s
海水的深度 s=vt=150m/s × 2s=3000m
3. 以“聲的利用”為關(guān)鍵詞，查詢有關(guān)資料，寫出有關(guān)聲利用的幾個事例。
1．辨析熟悉的來人：和您朝夕相處的人在室外說話時，我們通過聽聲音的音色就知道是哪位在說話。
2．聽音調(diào)：向暖水瓶中倒水時，聽聲音就能知道水是不是滿了。
3．挑選商品：我們?nèi)ド痰曩I碗、瓷器時，我們用手或其他物品輕敲瓷器，通過聲音就能判斷瓷器的好壞。
4．測距離：前面有一建筑物或高山，對著高山大喊一聲，用表測量發(fā)出聲音到聽到聲音的時間，利用聲速就可以測出我們與高山的距離。
5．看病：聽診器、B超檢查；治病（傳遞能量）：體外碎石。
6．監(jiān)測災(zāi)情：通過監(jiān)測次聲波就可知道地震、臺風(fēng)的信息。
課堂練習(xí)
05
PART
甲
乙
1．如圖所示是超聲波在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實例。其中主要利用聲能傳遞信息的是_______圖，主要利用聲傳遞能量的是______圖。(均選填“甲”或“乙”)
超聲波測速
甲
超聲波清洗眼鏡
乙
超聲波測速主要利用了聲傳遞信息，超聲波清洗眼鏡主要利用了聲傳遞能量。
空氣
能量
2. 小明同學(xué)制作了一個聲音炮（如圖所示）。將塑料薄膜繃緊扎在一個圓桶的桶口上，在桶底開一圓孔，在距離圓孔大約2 m的地方疊放一些空紙杯子。用手迅速拍打塑料膜，發(fā)現(xiàn)紙杯被振落。此實驗表明：聲音能在_______中傳播；聲波能傳遞_______。（選填“信息”或“能量”）
用手迅速拍打塑料膜，發(fā)現(xiàn)紙杯被振落。此實驗表明：聲音能在空氣中傳播；聲波能傳遞能量。
3．如圖所示，蝙蝠飛行時能發(fā)出超聲波，這些聲波碰到墻壁或昆蟲時會反射回來，根據(jù)回聲到來的方向和時間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。下列發(fā)明與此原理相同的是（ ）
A．手電筒 B．超聲導(dǎo)盲儀
C．超聲波碎石 D．中醫(yī)針炙
B
超聲波碎石是利用了超聲波傳遞能量；手電筒、中醫(yī)針炙與超聲波無關(guān)。
超聲導(dǎo)盲儀是根據(jù)回聲到來的方向和時間確定目標(biāo)位置的，與蝙蝠確定目標(biāo)位置的原理相同。所以選B。
4. 如圖所示，天壇公園內(nèi)的回音壁是我國建筑史上的一大奇跡，回音壁應(yīng)用的聲學(xué)原理是（ ）
A. 聲音的反射使原聲增強
B．聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同
C．聲音的音調(diào)不同
D．發(fā)聲的物體在振動
回音壁應(yīng)用的聲學(xué)原理是： 聲音的反射使原聲增強。
回音壁不能說明發(fā)聲體振動，不能說明音調(diào)不同，也不能說明聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。
所以選A。
A
5. （多選題）關(guān)于聲音的應(yīng)用，下列說法中正確的是（ ）
A．中醫(yī)診病通過“望、聞、問、切”四個途徑，其中“聞”
是利用聲音來獲得身體各方面的信息的
B．超聲波能夠傳遞能量，因此利用超聲波可以清洗精密機械
C．教師在教室里講課，回聲起到了增強原聲的作用
D．聲在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、軍事等方面有很重要的應(yīng)用，沒
有危害
中醫(yī)診病通過“聞”獲得信息；超聲波能夠傳遞能量，可清洗精密機械；教師在教室里講課，回聲起到了增強原聲；這些說法都正確。
聲有很重要的應(yīng)用，但也有危害，如次聲波對建筑物的破壞作用。
答案：ABC
ABC
6．現(xiàn)在大多數(shù)汽車都有倒車?yán)走_，如圖所示，打開倒車?yán)走_，在顯示器上就能顯示出障礙物與汽車之間的距離，避免倒車時與障礙物相撞，關(guān)于倒車?yán)走_，下列說法不正確的是（　　）
B
倒車?yán)走_發(fā)出超聲波，根據(jù)聲傳遞信息，進行回聲定位。
倒車?yán)走_不是利用聲傳遞能量，所以選項B錯誤。。
A．倒車?yán)走_利用了回聲定位原理
B．倒車?yán)走_利用聲傳遞能量
C．倒車?yán)走_利用聲傳遞信息
D．倒車?yán)走_發(fā)出的聲波我們聽不到
超聲波加濕器，它是利用了超聲波能夠傳遞能量，將水滴擊打成非常小的霧滴噴灑到空氣中增加“濕度”。
真空不能傳聲，故超聲波不能在真空中傳播。
聲音在水中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度。
7．如圖是超聲波加濕器，它是利用了超聲波能夠傳遞______，將水滴擊打成非常小的霧滴噴灑到空氣中增加“濕度”，超聲波______（填“能”或“不能”）在真空中傳播，聲音在水中的傳播速度____（填“大于”、“等于”或“小于”）在空氣中的傳播速度。
能量
不能
大于
（3）若海的深度是6.75km，聲音在海水中的速度是1500m/s，則測位儀發(fā)出信號后需經(jīng)過多長時間才能接收到信號。______
8. 各國航船在定位和測量海深時都要用到超聲測位儀（如圖所示）。
（1）超聲測位儀是利用聲音可以在______中傳播來工作的。
9s
（2）神舟十號飛船在太空遨游時，地面的監(jiān)測設(shè)備不能用超聲測位這種方法來監(jiān)控飛船與地球之間的距離，其原因是：__________________。
液體
聲音不能夠在真空中傳播
（1）超聲測位儀是利用聲音可以在液體中傳播來工作的。
（2）神舟十號飛船在太空遨游時，地面的監(jiān)測設(shè)備不能用超聲測位來監(jiān)控飛船與地球之間的距離，原因是聲音不能夠在真空中傳播。
（3）聲音通過的距離s = t= =9s
功勛卓著的聲吶
1912年，英國商船“泰坦尼克號”在自己的第一次航行中，發(fā)生了與冰山相撞沉沒的悲劇，這次海難事件引起了全世界的關(guān)注。為了尋找沉船，美國科學(xué)家設(shè)計并制造出第一臺測量水下目標(biāo)的回聲探測儀，于1914年成功地發(fā)現(xiàn)了3 km以外的冰山。
第一次世界大戰(zhàn)時，德國潛水艇擊沉了協(xié)約國大量戰(zhàn)艦、船只，幾乎中斷了橫跨大西洋的海上運輸線。當(dāng)時潛水艇潛在水下，看不見、摸不著，橫行無敵。法國著名物理學(xué)家朗之萬等人研究并制造了第一部主動式聲吶，使得德軍潛水艇無處藏身。
9. 閱讀材料，回答問題：
（2）如圖是一艘靜止在水面上的測量船利用聲吶測量海底深度的顯示裝置，圖中兩個波形是發(fā)出和接收到的信號。已知發(fā)射信號持續(xù)時間為0.2 s，聲波在海水中的傳播速度為1500 m/s，則該處海水深度為____m。
（1）利用聲吶測量海底深度，必須知道的一個物理量是_______，必須測量的一個物理量是________，海底深度的表達式h＝______。
（1）利用聲吶測量海底深度，必須知道的一個物理量是聲音在海水中的傳播速度v水，必須測量的一個物理量是發(fā)出信號與接收信號的間隔時間t，海底深度的表達式：h。
v水
時間t
（2）海水深度為h 450m
450
謝謝
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