資源簡介

<<綜合實踐活動：比較材料的隔聲性能>>研學案
學校： 設計教師： 設計時間：
【課題】
<<綜合實踐活動：比較材料的隔聲性能>>
【教學目標】
1. 知識與技能
（1）初步理解運用控制變量法和轉換法解決實際問題。
（2）知道隔聲是噪聲防治的一種重要方法。
2. 過程和方法
（1）初步掌握控制變量法，并運用控制變量法比較不同材料的隔聲性能。
（2）從比較不同材料的隔聲性能入手，思考如何提高控制噪聲的效果。
3. 情感態度與價值觀
通過本活動，鞏固本章所學知識，自覺增強環保意識，并將所學知識運用到實際生活中去。
【教學重點】
理解掌握控制變量法
【教學難點】
如何運用轉換法比較不同材料的隔聲性能的方案
【教法學法】
啟發法、實驗法、科學探究法等
【教學器材】
鬧鐘、手機、機械秒表、報紙、塑料袋、泡沫塑料、金屬盒等
【教學過程】
一、新課導入
將機械鬧鐘分別放入兩個盒子，讓同一位同學聽，比較變化。再讓其他同學分別聽，交流討論。得出初步結論是音調不變，響度有變化。
教師：為什么相同的聲源放入不同的盒子，人耳聽到的聲音響度不同？（學生討論）
介紹隔聲性能基本概念：材料的隔聲性能是指材料隔絕聲音的本領。
二、探究過程
探究目標：如何比較不同材料的隔聲性能（學生分組討論）
制定計劃：
問題一：選擇什么作為聲源？機械秒表還是手機 為什么？
機械秒表得到更多同學的青睞，因為聲音均勻，更加容易分辨響度。
問題二：如何比較（轉換法比較）？
1.轉換觀察法：人遠離聲源，直到聽不見鐘聲為止時，通過人到聲源距離的遠近，來反映不同材料隔聲性能的好差。
2.直接比較法：同一位同學站在距離盒子相同距離處聽聲音，比較響度。
更多同學選擇1 因為方案2中人耳無法分辨響度比較接近的聲音。
強調運用科學方法。
換觀察法：人遠離聲源，直到聽不見鐘聲為止時，通過人到聲源距離的遠近，來反映不同材料隔聲性能的好差。在其他條件相同時，此距離越近，相應的隔聲材料的隔聲性能越______。
制變量法：分別用相同厚度的不同材料把鬧鐘包裹起來后放人鞋盒內，再把鞋盒蓋嚴以阻隔鐘聲，在同一安靜的室內請同一個人向同一方向遠離聲源聽鐘聲。
收集證據：
實驗小組依次將各種材料蓋在鐘上方重復實驗．得到下表的數據：
隔聲材料 衣服 報紙 錫箔紙 塑料袋 泡沫塑料
聽不到指針走動聲音時的距離/m 1.2 1.5 1.8 2.0 1.0
實驗結果分析論證：
請你分析表中數據，被測材料的隔聲性能由好到差的順序是___________________。
實驗結論：
根據實驗結果，你認為隔聲性能好的材料的共同特點是_________________。
注意事項：
(1)本實驗應當在環境噪聲較小的室內進行，如果實驗的環境噪聲較大，可以選用響度稍大的其他聲源（如可以控制音量的收音機），并選用一定厚度的書本、木板、泡沫塑料板、棉墊等作為比較隔聲性能的材料。
(2)除上述控制變量的方法外，也可以改變聲源的響度（如通過調節收音機的音量旋鈕改變音量），而保持其他因素不變，當測試者聽不到聲音時，測量音量旋鈕反向旋轉過的角度，以此比較不同材料的隔聲性能；還可以改變隔聲材料的厚度，而保持其他因素不變，直到測試者聽不到聲音為止，以材料的厚度來比較材料的隔聲性能。到底采用哪種具體方法，視可行性、簡便性和精確性而定。
三、新知應用
1.某同學在探究聲音的特征時，做了以下實驗。
用一只手將鋸條壓在桌沿上，用另一只手輕撥鋸條一端，聽其響度;再用力撥鋸條，這時鋸條的振幅 (選填“變大”“變小”或“不變”)，響度 (選填“變大”“變小”或“不變”)，這說明響度與 有關。
如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，先讓一端伸出桌邊短一些，撥動鋼尺，聽它振動發出的聲音;然后逐漸增加鋼尺伸出桌面的長度，鋼尺振動發出聲音的音調會逐漸變 。當鋼尺伸出桌面超過一定長度時，雖然用同樣的力撥動鋼尺振動，卻聽不到聲音，這是由于 ，該同學用“同樣的力撥動鋼尺”的目的是 。
2.在學習二胡演奏過程中，小明發現琴弦發出的聲音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，可能與琴弦的長短有關
猜想二:琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關
猜想三:琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關
為了驗證上述猜想是否正確，他和同學們找到了下表所列4種規格的琴弦，進行實驗。
為了驗證猜想一，應選編號 兩種規格的琴弦進行實驗。
為了驗證猜想二，應選編號 兩種規格的琴弦進行實驗。
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 。
小明在這個探究實驗中，采用的研究方法是 。
3.微風吹過，金屬管風鈴發出悅耳的聲音。小明想探究管子發出聲音的頻率與長度、直徑的關系，他選取了材料與管壁厚度都相同，長度和直徑都不同的三根直管，將它們用細線懸掛，敲擊后，測出各自發出聲音的頻率，數據如下表。
用刻度尺測量1號管長度如圖所示，讀數是 cm。
(2) 三根管子中音調最低的是 號。
(3) 根據表中數據，能否得出“管子發出聲音的頻率隨長度、直徑的增大都會減小”的結論 答出你的看法并說明理由。
答: ；理由: 。
四、課后作業
1．一場大雪后，大地披上了銀裝，這時你會發現周圍特別寧靜，這是因為雪地的微孔能吸收聲音，根據上面的描述，你認為會堂、劇院的四壁和屋頂都做得凹凸不平，或采用蜂窩狀的材料，主要是為了( )
A．減弱聲波的反射 B．增強聲波的反射 C．增強聲音的響度 D．裝飾得美觀些
2．某工廠計劃為高噪聲車間的工人們制作消聲耳罩，請你做一個材料的選擇．
(1)外罩起反射聲音的作用，選用哪種材料好( )
A．軟橡膠 B．泡沫塑料 C．硬塑料 D．硬紙板
(2)填料要能吸收聲音，選用哪種材料好( )
A．碎鋼板 B．硬紙板 C．泡沫塑料 D．木屑
(3)“襯里”緊挨耳朵要求觸感舒適，選用哪種材料好( )
A．紙 B．皮革 C．木板 D．絨布
3．小華學了有關聲音的知識后，對材料的隔聲性能很感興趣，于是他設計了如下實驗進行探究。實驗步驟如下：
①先搜集各種材料，如衣服、報紙、平裝書、塑料袋、襪子；
②把鐘放到一個盒子里，將衣服蓋在鐘上方，然后逐漸遠離盒子直到聽不到鐘聲，記下此時人離盒子的距離；
③依次分別將各種材料蓋在鐘上方重復以上實驗，得到如下表的數據：
材料 衣服 報紙 平裝書 塑料袋 襪子
聽不到鐘聲的實際距離/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2
請你回答下列問題：
(1)小華設計的實驗利用了離聲源越遠，聽到的聲音響度越______（大／小）的原理。
(2)根據實驗數據，待測材料隔聲性能由好到差的順序為__________________________
________________________。
(3)根據小華的實驗結果，你可以提出一個猜想：______________________________。
4.為了測定聲音在鋼中的傳播速度，取一長664米的鋼軌，在其一端用鐵錘沿鋼軌方向敲擊一下，在另一端聽到兩次聲音。第一次響聲是由鋼軌傳來的，第二次是由空氣傳來的，記錄指出兩次響聲相隔的時間是1.87秒。如果當時聲音在空氣中的速度為332米/秒，求聲音在鋼軌中的傳播速度。
5.一汽車朝山崖勻速行駛，在離山崖s=700m處鳴笛，汽車直線向前行駛s1=40m后，司機剛好聽到笛聲的回聲，求汽車行駛的速度。（已知氣溫是15℃）
6. 在學習吉他的演奏過程中，小明發現琴弦發出聲音的音調高低是受各種因素影響的，他決定對此進行研究，經過和同學們討論，提出以下猜想：
猜想1：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2：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關；
猜想3：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關。
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列的9種規格的琴弦，因為音調的高低取決于聲源振動的頻率，于是借來了一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗。
（1）為了驗證猜想1，應選用編號為　 　、　 　、　 　的琴弦進行實驗；
為了驗證猜想2，應選用編號為　 　、　 　、　 　的琴弦進行實驗。
編號 材料 長度（cm） 橫截面積（mm2）
A 銅 60 0.76
B 銅 60 0.89
C 銅 60 1.02
D 銅 80 0.76
E 銅
F 銅 100 0.76
G 鋼 80 1.02
H 尼龍 80 1.02
I 尼龍 100 1.02
表中有的材料的規格還沒有填全，為了驗證猜想3，必須知道該項內容，請在表中填上所缺數據。
（2）隨著實驗的進行，小明又覺得琴弦音調的高低與琴弦的松緊程度有關，為了驗證這一猜想，必須進行的操作是：　 　。
“新知應用”參考答案
1. (1)變大 變大 聲源的振幅
(2)低 發出聲音的頻率低于20 Hz，是次聲波 控制響度相同
2. (1) A、C
(2) A、B
(3) 55
(4)控制變量法
3. (1) 18. 50 (2) 3
(3)不能管子的長度和直徑都不同，不能比較
“課后作業”參考答案
1．A 2．(1)C (2)C (3)D
3．(1)小
(2)襪子、衣服、報紙、平裝書、塑料袋
(3)（答案不唯一）材料的隔聲性能與材料的厚度有關
4. 5108m/s
5. 10m/s
6. （1）ABC；ADF；(2)選取兩根材料相同、長短相同、橫截面積一樣的琴弦，如C、E進行對比實驗。使兩根琴弦的一端固定，另一端進行松緊程度調節，要求一張一弛有所差異。用大小相同的力撥動琴弦，比較發音情況。如果兩根琴弦發出聲音的音調不同，表明小明的猜想是正確的，否則猜想錯誤。

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