資源簡介

《 第一章 四、人耳聽不到的聲音》研學案
學校： 設計教師： 設計時間：
【課題】 第一章 四、人耳聽不到的聲音
【教學目標】
一、知識與技能：
1.了解超聲波的特點
2.了解超聲波在現代技術中的應用
3.了解次聲波的特點及其危害
二、過程與方法：
1.通過演示實驗，引導學生探究物理規律，培養科學探究的能力
2.培養學生運用準確的物理語言表述物理現象的能力
3.培養學生查找、整理相關資料以及交流表達能力
三、情感態度價值觀：
1.通過對超聲波在現代技術中的應用的了解，引導學生關注科技發展
2.通過對次聲波的來源及其危害的分析，加強學生的社會觀點和環境保護意識
3.培養學生科學嚴謹的科學探究精神，感受自然界蘊含的物理現象和規律，體驗物理的魅力。
【教學重難點】
重點：超聲波的特點及其應用、次聲波的特點
難點：次聲波的來源及其危害
【教學方法】講授法、自主閱讀、小組合作交流、網絡資源多媒體輔助
【教學器材】多媒體課件、網絡資源
【教學過程】
一、新課導入
【問題探討】
地震之前，許多動物都表現出異常的狀態，譬如蛇、鼠等都會集體出洞，鳥類會集體遷徙等等，而我們人類卻毫無感覺，這是什么原因呢？
多媒體展示地震前動物的異常行為、地震監測警報系統、海豚大象鯨魚交流，馬戲團的訓狗表演（犬笛）等。創設情境，導入新課。
二、新課教學
【自覺導航】
請同學們閱讀課文P20-22并思考下列問題：
1.人類的聽覺頻率范圍是多少？
2.為什么貓和狗的聽覺比人類靈敏？
3.什么是超聲波？超聲波的主要特點和應用有哪些？
4.什么是次聲波？次聲波的主要特點和應用有什么？
【交流分享】
一、可聽聲
人耳能聽到的聲音叫做可聽聲（波）
頻率范圍是：20Hz～20000Hz
二、超聲波
1.頻率高于20000Hz的聲音叫做超聲波
2.特點：
方向性好
穿透能力強
易于獲得較集中的聲能
閱讀書本P20 人和一些動物聽覺的頻率范圍表。對不同動物的聽覺頻率范圍有大致的了解，并討論分析分別能聽到哪個頻率范圍的聲音。（如蝙蝠、海豚、飛蛾等能聽到超聲波）
3.應用：
（1）聲吶：利用超聲波方向性好，在水中傳播距離遠等特點制成的裝置。
例題:科學工作者為了探測海底某處的深度,向海底垂直發射超聲波,經過4S收到回波信號,海洋中的深度是多少m 應用這種方法能不能測量月亮到地球的距離 為什么
（2）B超（超聲波診斷儀） ：超聲波穿透能力強 ，能夠成像 。
（3）超聲波清洗：超聲波能使清洗液振動。
（4）超聲波測速：聲波具有多普勒效應。
（5）超聲波焊接：超聲波能使塑料膜發熱。
以及：超聲波探傷、超聲波牙刷、倒車雷達、超聲波加濕器等，并根據超聲波的特點加以討論和交流。教師點評回答情況，回顧犬笛訓犬原理。
三、次聲波
1.頻率低于20Hz的聲音叫做次聲波
2.特點：
能夠繞過障礙物
傳得遠
幾乎無孔不入
3.產生：地震、火山噴發、飛機飛行、火箭發射、核爆炸、閃電……
4.應用：預報地震、臺風、監測核爆炸。
舉例：乘坐火車、汽車、輪船和飛機時感覺疲倦，這也是因為它們擺動產生了次聲波的緣故，所以次聲波對人體有一定的危害。甚至較強的次聲波會對人體造成嚴重損害，使人惡心、精神錯亂，甚至五臟破裂。可對機器設備、建筑物等造成破壞。
教師回顧總結（略）
三、新知應用
1.人耳所能聽到聲波的頻率范圍通常在________Hz至_______Hz之間，我們把它叫做可聽聲。
2.聲音是由于物體的振動而產生的，但我們看到蝴蝶翅膀在振動時，卻聽不到其因翅膀振動而產生的聲音，這是因為蝴蝶翅膀的振動頻率_______20 Hz（填“低于”或“高于”）。這種聽不到的聲波有很強的破壞性，在“5·12”汶川大地震時，600多千米之外的貴陽也有不少市民出現頭暈、惡心等癥狀，這種現象就與聲波有關，我們將這種聲波稱為_______聲波。
3.蝙蝠靠發出的 來探測飛行中的障礙物和發現昆蟲。
4.關于超聲波和次聲波，下列說法正確的是（　　）
A.超聲波排出人體內的結石是在利用聲波傳遞信息
B.醫院利用次聲波檢查胎兒在母體內是否正常發育
C.聲吶是一種能定向發射和接收次聲波的電子設備
D.利用次聲波可以監測火山噴發、海嘯等自然災害
5.下列實例不是應用超聲波的是（　　）
A．外科醫生不開刀就能擊碎病人體內的結石
B．商店里用聲波焊接器對塑料袋進行封口
C．醫生用B超為孕婦做常規檢查，觀察胎兒的發育情況
D．醫生用聽診器聽內臟的聲音
6.下列事例中，屬于次聲波的應用的是（　　）
A．聲吶測定海底的深度 B．預報臺風，監測核爆炸
C．蝙蝠確定目標的方向和距離 D．海豚判斷物體的位置和大小
7.有一種電動牙刷，它能發出超聲波，直達牙刷棕毛刷不到的地方，這樣刷牙干凈又舒服，則下列說法正確的是（　　）
A．電動牙刷發出的超聲波不能在空氣中傳播
B．超聲波不是由物體振動產生的
C．超聲波的音調很低所以人聽不到
D．超聲波能傳遞能量
8.經超聲波探傷儀檢測，剛竣工的三峽大壩壩體無一結構性裂縫，創造了人類水利建筑史上的奇跡．探傷儀發出的超聲波無法被人耳所聽到，原因是超聲波的（　　）
A．速度太快 B．響度太小 C．頻率太高 D．頻率太低
9.以下利用了超聲波的反射來獲取信息的是（　　）
A．大象的“聲音”交流
B．蝙蝠的“回聲”定位
C．外科醫生對結石病人的“超聲”排石
D．站在天壇中央說話，會感到聲音特別洪亮
10.地震時會產生次聲波，在遠離地震中心、人無震感的區域，次聲波會引起某些動物的聽覺反應．由下表提供的數據可知，在遠離地震中心的區域，聽覺上有較明顯反應的動物是（　　）
一些動物的聽覺的頻率范圍
蝙蝠 1000Hz--120 000Hz
海豚 150Hz--150 000Hz
貓 60Hz---65000Hz
大象 1Hz---20 000Hz
A．蝙蝠 　　　 B．海豚　　 C．貓 　　 D．大象
【課后作業】
四、人耳聽不到的聲音
1.人耳能聽到的聲音叫作 ，它的頻率范圍是 Hz至 Hz.
2.頻率高于 Hz的聲音叫作超聲波，頻率低于 Hz的聲音叫作次聲波。人耳 (填“能”或“不能”)聽到超聲波或次聲波.。
3.蝴蝶飛行時翅膀振動的頻率為5～6Hz，蒼蠅飛行時翅膀振動的頻率為300～500 Hz，當它們都從你身邊飛過時，你將（　　）
A.只能聽到蝴蝶的聲音 B.只能聽到蒼蠅的聲音
C.兩者的聲音都能聽到 D.兩者的聲音都聽不到
4.一個聲源2min內振動了720次，它的頻率為 Hz，人耳 (填“能”或“不能”)聽到它發出的聲音;小明練聲時，發出聲音的頻率是200 Hz，則他的聲帶每秒鐘振動 次。
5.在蜿蜒的鐵路線上“鐵軌醫生”正手持探傷儀給鐵軌做“B超”(如圖所示)，探傷儀發出的超聲波無法為人耳聽見，原因是超聲波的（　　）
A.傳播速度太快
B.響度太小
C.頻率太高
D.頻率太低
6.下列不屬于超聲波應用的是（　　）
A.海豚判斷物體的位置和大小
B.醫生利用B超給病人檢查臟器
C.利用超聲波清洗精細的零件
D.用小提琴演奏優美的樂曲
7.如圖所示為可以塞進血管的新型記憶芯片，它內置56個超聲波發射器和48個接收器，當它導入心臟后，會沿著心臟中的各個主動脈或靜脈移動，實時拍攝下心臟內血管的情況，并能精確提供病變位置.下列關于該芯片的說法中，錯誤的是（　　）
A.超聲波能成像
B.超聲波穿透性強
C.超聲波方向性好
D.超聲波的頻率低，人耳聽不到
8.振動會發出聲音，而我們聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲音，卻能聽到討厭的蚊子聲的原因是 （　　）
A．蝴蝶翅膀軟，振幅小
B．蝴蝶每秒振動的次數低于20次，超出人的聽覺范圍
C．蝴蝶翅膀振動時不會發出聲音
D．蚊子數量多，離人近
9.簡述超聲波的應用(各舉一例).
(1)在漁業生產上: ;
(2)在航海上: ;
(3)在醫療上: ;
(4)在工業生產上: .
10.如圖，將眼鏡放在超聲波清洗機中清洗時，眼鏡上的污垢振動頻率大于 Hz，超聲波可以讓物體高頻率振動，說明聲波具有 。人耳聽到超聲波清洗機工作時發出的“嗡嗡”的聲音，這 (填“是”或“不是”)超聲波。
11.一艘國際商船在“火地島”發現了多年前神秘失蹤的“馬可波羅”號帆船，而船上的一切設備及物品完好無損.經科學家們多年的研究和探索，終于揭開了這些遇難者的“死亡之謎”，原來他們都死于風暴所產生的 (填“超聲波”或“次聲波”)。
12.人能感受的聲音頻率有一定的范圍，大多數人能聽到的聲音是可聽聲，大象進行交流的“聲音”是一種次聲波，人類聽不到大象交流的“聲音”是因為（　　）
A.大象發出的聲音太小
B.次聲波無法傳入人耳
C.次聲波的頻率大于2000次每秒
D.次聲波的頻率小于20次每秒
13.生活在海邊的漁民經常會看到這樣的情景:風和日麗，平靜的海面上出現一把一把小小的“降落傘”——水母，它們在近海處悠閑自得地升降、漂游。忽然水母像受到什么命令似的，紛紛離開海岸，游向大海。不一會兒，狂風呼嘯，波濤洶涌，風暴便來臨了。就劃線部分，以下解釋合理的是（　　）
A.水母接收到了次聲波
B.水母接收到了大海的召喚
C.水母感受到了溫度的突然變化
D.水母感受到了空氣的流動加快
14.下列說法正確的是（　　）
A.人耳聽不到超聲波和次聲波，但有的動物能聽到
B.足夠強的超聲波才能被人聽到
C.次聲波對人類有百害而無一利
D.人耳聽不到的聲音都叫次聲波
15.強烈地震總會造成大量人員傷亡及財產損失，下列說法錯誤的是 （　　）
A.地震時伴有次聲波產生
B.地震時會產生次聲波，這種次聲波不能在真空中傳播
C.地震時產生的次聲波不是由物體振動產生的
D.受災人員通過呼喊和敲擊方式求救主要是利用聲音可以傳遞信息
16.下列說法不正確的是（　　）
A.利用強超聲波對鋼鐵、寶石、金剛石等堅硬物體進行鉆孔和切割加工
B.在設計、建造大廳堂時，必須把回聲現象作為重要因素加以考慮
C.在石油勘探時，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸藥包，放上一個探頭，把炸藥引爆，探頭就可以接收到地下不同層間界面反射回來的聲波，從而探測出地下油礦
D.利用超聲波能夠預報地震、偵察臺風和大氣中的核爆炸
17.聲音在海水中的傳播速度是1530 m/s，為了開辟新航道，某科學探測船利用回聲探測儀器探測水下有無暗礁。如圖所示，探測船發出的聲音信號經0.6 s后被船艙底的探測儀器接收到。
(1)為了使探測船發出的聲音有更好的回收效果，最好用什么聲波 。
(2)該裝置能不能用于測月地距離 為什么 ， 。
(3)暗礁到探測船艙底的距離是多少 （要有計算過程，可不寫公式）
(4)探測船在海上航行時，輪船上的一位氣象學家將一只氫氣球湊近耳朵聽了聽，馬上向大家發出緊急報告:“海上風暴即將來臨”就在當天夜里，海上發生了強烈的風暴.一只氫氣球怎么能預報海上的風暴呢 試分析氣象學家判斷風暴的物理學依據. 。
“新知應用”參考答案：
1.20，20000；2.低于，次； 3.超聲波；4.D 5.D 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D
“課后作業”參考答案：
1.可聽聲波，20，20000
2.20000，20，不能
3.B
4.6 ，不能，200
5-8.CDDB
9.(1)探測海里魚群的位置
(2)探測海底深度、海中暗礁等
(3)檢查、治療人體疾病(或對醫療器械進行清洗)
(4)超聲波金屬探傷儀能探測金屬制品內在的缺陷
10.20000，能量，不是
11.次聲波
12-16.DAACD
17.(1)最好用超聲波(因為超聲波具有定向性好、穿透能力強的特點)
(2)不能.因為月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播。
(3)因為發出的聲音信號0.6 s后被探測儀器接收，所以超聲波從船所在的位里傳播到暗礁的時間為1/2×0.6 s=0.3 s，暗礁到船艙底的距離:S=1 530 m/s×0.3 s=459 m。
(4)風暴來臨前一般會產生次聲波，次聲波引起氣球內空氣振動，人耳能聽到氣球內氣體振動發出的聲音，從而推測出風暴即將來臨。

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