資源簡介

(共43張PPT)
滬科版（五·四學(xué)制） 八年級(jí)上冊(cè)
第3章 聲現(xiàn)象
3.3 聲波的應(yīng)用和控制
情景引入
圖3-3-1為“長江口二號(hào)”古船整體打撈 工程的主作業(yè)船。2022年11月21日，經(jīng)過長 達(dá)7年的水下考古調(diào)查勘探，“長江口二號(hào)”古 船被成功打撈出水，實(shí)現(xiàn)了我國水下考古的歷史 性突破。作業(yè)船打撈古船前，需先確定古船在水底的情況，而長江口是江海交匯水域，水下能見度幾乎為零。在這種復(fù)雜的情況下，如何開展水下探測(cè)呢
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CONTENTS
聲波能傳遞能量
3.2(續(xù)) 超聲波與次聲波
聲波能傳遞信息
如何控制噪聲
PART ONE
3.2(續(xù)) 超聲波與次聲波
1、蝴蝶飛行時(shí)，翅膀振動(dòng)幅度很大，為什么我們卻聽不到聲音？
2、大象是怎樣交流的？
3、B超診斷儀的工作原理是什么？
問題
人耳能聽到的聲音頻率范圍通常為20～20000 Hz。頻率高于20000 Hz的聲音叫作超聲波,頻率低于20 Hz的聲音叫作次聲波。
超聲波和次聲波雖然人耳聽不到，但它們同樣會(huì)對(duì)人類的生活產(chǎn)生重要影響。
聲波的分類
聲波：包括次聲波、人耳能聽到的聲音（波）、超聲波。
圖3-2-6是人和一些動(dòng)物的發(fā)聲頻率和聽覺頻率的范圍，可以看出有些動(dòng)物對(duì)超聲波很敏感，如海豚和蝙蝠能發(fā)出超聲波也能聽到超聲波；還有些動(dòng)物對(duì)次聲波敏感，如大象能感知頻率低達(dá)1Hz的次聲波。超聲波和次聲波特點(diǎn)不同，它們的應(yīng)用和對(duì)環(huán)境的影響也不同。
交流
在學(xué)習(xí)人和一些動(dòng)物發(fā)聲頻率和聽覺的頻率范圍后，請(qǐng)同學(xué)們看著圖3-2-6的圖像信息，相互交流并提問、回答？
A同學(xué)問：大象的聽覺頻率范圍是多少？它能聽到哪幾種聲波？
舉例
B同學(xué)回答：大象的聽覺頻率范圍是1-20000Hz；它能聽到次聲波、人耳能聽到的聲音（波），兩種聲波。
議一議
PART TWO
聲波能傳遞信息
1. 如列車員通過列車鳴笛聲的長短可判斷列車運(yùn)行的情況。
2. 人們根據(jù)聲波在水中能遠(yuǎn)距離傳播的特點(diǎn)，制成聲吶裝置。如圖 3-3-2所示，利用聲吶裝置能對(duì)水下物體進(jìn)行定位。在探測(cè)“長江口二號(hào)”古船位置的過程中，我國考古工作者和科技人員利用聲吶設(shè)備對(duì)長江 口水域進(jìn)行全面勘測(cè)，最終確定了“長江口二 號(hào)”古船的外形及沉船位置處的水底地貌，為整體打撈工作提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
聲波的應(yīng)用-聲波能傳遞信息
聲波能傳遞信息 舉例
回聲的概念是什么？回聲到達(dá)耳朵比原聲晚0.1s以上，人耳才能把回聲和原聲分開，距發(fā)聲體至少17m。再次自主計(jì)算這個(gè)17m。
回憶
借助回聲，理解聲納原理
超聲波有較強(qiáng)的穿透能力。圖3-3-3中技術(shù)員用超聲波探傷儀檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的缺陷。圖3-3-4中醫(yī)生用B型超聲波觀察母體中胎兒的發(fā)育情況。
超聲波具有較強(qiáng)指向性，①如海豚借助超聲波能發(fā)現(xiàn)百米外的獵物；
②如圖3-3-5所示，汽車自動(dòng)泊車系統(tǒng)通過計(jì)算發(fā)射超聲波與接收障礙物反射信號(hào)的時(shí)間差，獲得障礙物與車輛之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車。
地震
臺(tái)風(fēng)
海嘯
火山爆發(fā)
次聲波主要來源于地震、火山爆發(fā)、海嘯、龍卷風(fēng)、雷暴、 臺(tái)風(fēng)等自然現(xiàn)象。此外，火箭發(fā)射、飛機(jī)飛行、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)等過程中也會(huì)產(chǎn)生次聲波。大象、鯨等動(dòng)物能用次聲波交流信息。
在非洲干旱炎熱的草原上，一群大象慢慢地向前走，小象在母親旁邊聽話地跟著。忽然，象群停住了。一些像豎起鼻子站在那兒，另一些則左顧右盼猶豫著。但是很快，它們又繼續(xù)前進(jìn)了，不過這次它們改變了方向。大象之間是通過什么進(jìn)行交流的呢？
大象用一種我們聽不到的聲在進(jìn)行交流，這就是次聲波。
2 ．下列事例中不是利用聲音傳遞信息的是 ( )
A ．利用超聲波清洗臟了的眼鏡
B ．醫(yī)生通過聽診器給病人診斷疾病
C ．學(xué)生聽到體育課上體育老師的指令
D ．根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音我們判斷它是遠(yuǎn)離還是靠近我們
1．如圖所示是一款電動(dòng)聲波牙刷，其振動(dòng)頻率為 31000 次/ min -41000 次/ min ，該牙刷正常 工作時(shí)發(fā)出的 （選填“是”或“不是”）超聲波，當(dāng)調(diào)節(jié)檔位時(shí)，聽到牙刷發(fā)出的聲 音變尖了，說明此時(shí) （選填“響度”或“音調(diào)”）發(fā)生了變化。
A
不是
音調(diào)
練一練
蝙蝠多在夜幕降臨后活動(dòng)，在黑暗中捕食飛蟲。有人曾將蝙蝠的眼睛蒙住，發(fā)現(xiàn)它仍可以在布滿縱橫交錯(cuò)細(xì)線的空間里穿梭自如。
原來，它不是靠眼睛看清目標(biāo)，而是靠發(fā)射超聲波和接收反射回來的超聲波進(jìn)行目標(biāo)定位的。
蝙蝠為什么會(huì)有如此高超的本領(lǐng)
課外閱讀-蝙蝠與聲吶
在人們發(fā)現(xiàn)蝙蝠的回聲定位原理之前科學(xué)技術(shù)人員利用超聲波方向性好、在水中傳播距離遠(yuǎn)等特性，發(fā)明了超聲波定位與測(cè)距系統(tǒng)、即聲吶。它用于水下目標(biāo)的探測(cè)、定位、跟蹤、識(shí)別，以及水下導(dǎo)航、通信等、在海洋科學(xué)探測(cè)、海洋資源開發(fā)和海洋軍事等方面也發(fā)揮了重要作用。
如圖所示，艦船上的聲吶向水中發(fā)射超聲波，超聲波遇到魚群、潛艇、海底山巒和礁石時(shí)反射回來，經(jīng)聲吶系統(tǒng)處理，從而確定它們的位置、距離等信息。
聲吶探測(cè)海深
聲吶探測(cè)魚群
PART THREE
聲波能傳遞能量
聲波也能傳遞能量。如脈沖超聲波的能量能治療運(yùn)動(dòng)性損傷；加濕器利用超聲波的能量將水“打碎”成直徑為幾微米的小水珠。
聲波的應(yīng)用-聲波能傳遞能量
超聲波物理療傷
超聲波加濕器
超聲波還可以用來洗滌精密的儀器。
超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)比可聞聲更加強(qiáng)烈，常被用來清洗物體。把需要清洗的物體放在清洗液中，超聲波穿過液體并引起激烈的振動(dòng)，振動(dòng)把物體上的污垢敲擊下來而不會(huì)損壞被洗的物體。
超聲波清洗機(jī)
超聲波清洗眼鏡
超聲波牙刷
次聲彈
次聲波武器
次聲波傳遞能量舉例：
次聲波傳播時(shí)能量損失小，能繞過障礙物傳播得很遠(yuǎn)。2022年，位于南太平洋的海底火山爆發(fā)后，我國沿海地區(qū)多次監(jiān)測(cè)到了火山爆發(fā)傳出的次聲波。
PART FOUR
如何控制噪聲
兩根鋼鋸條摩擦發(fā)出的聲音聽起來很刺耳，該聲音的振動(dòng)圖像(圖 3-3-6)是紊亂、斷續(xù)的，說明鋼鋸 條摩擦發(fā)聲的振動(dòng)是無規(guī)律的。
物理學(xué)中，將聲源做無規(guī)律振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音稱為噪聲。
噪聲-物理學(xué)定義
從環(huán)境保護(hù)角度而言，干擾人們的生活、學(xué)習(xí)、工作的聲音都屬于噪聲，如考場(chǎng)外的喧鬧聲、列車駛過的呼嘯聲、建筑工地機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)聲等。
通風(fēng)機(jī)
噪聲-從環(huán)境保護(hù)角度定義
噪聲會(huì)嚴(yán)重影響人們的身心健康，主表現(xiàn)在以下方面：
①心理影響：使人煩躁、精力不集中，妨礙睡眠和休息.
②生理影響：使人耳聾、頭痛、消化不良、視覺模糊等,嚴(yán)重的神志不清、休克或死亡.
③高強(qiáng)度的噪聲能夠損壞建筑物.
噪聲的危害
禁止車輛在學(xué)校、醫(yī)院、圖書館等附近鳴喇叭；在摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝消聲器，以減小聲源發(fā)出的噪聲；
在道路兩旁植樹，既能美化環(huán)境，又能吸收車輛行駛過程中產(chǎn)生的噪聲；
控制噪聲
聲源
在噪聲的傳播途徑中采用吸收、反射的方法
保護(hù)受噪聲影響對(duì)象
在強(qiáng)噪聲環(huán)境中工作的人(如飛機(jī)引導(dǎo)員)佩戴耳罩，可避免過強(qiáng)的聲音進(jìn)入人耳。
消聲器
在日常生活中，我們應(yīng)當(dāng)具有保持安靜，注意不影響他人學(xué)習(xí)、工作和休息的意識(shí)。例如，在圖書館里不要大聲喧嘩；在音樂廳欣賞音樂時(shí)，不要交頭接耳；在公共場(chǎng)合，要把手機(jī)鈴聲調(diào)小或設(shè)置成靜音狀態(tài)。
你還能舉出其他控制噪聲的實(shí)例嗎？
交流
1. 控制聲源。如：
槍管消聲器
汽車消聲器
潛水艇的螺旋槳采用特殊合金制造
2. 在噪聲的傳播途徑中 采用吸收、反射的方法。如：
公路旁設(shè)立隔聲板
電話亭玻璃屏障
吸收聲音的材料
3. 保護(hù)受噪聲影響對(duì)象。如：
用手捂住耳朵
防噪聲耳塞
把正在響鈴的鬧鐘放入盒中，聽聽聲音的變化。取出后，分別用報(bào)紙、毛衣、泡沫、棉花包住它，再放入盒中。并一邊聽聲音，一邊向后退，直至聽不見聲音為止。比較不同情況下離盒的距離。由此你有什么啟示？
材料 聽不到聲音時(shí)的距離/m
毛衣 3.5
報(bào)紙 4.1
棉花 2.5
泡沫 3.0
1.按降低噪音的能力從大到小依次排列：棉花、泡沫、毛衣、報(bào)紙。
2.好的隔音材料的共同特點(diǎn)之一是：松軟有孔。
結(jié)論：
自主活動(dòng)
1 ．根據(jù)如圖所示聲音的波形判斷，屬于噪聲的是 ( )
A .
C .
B .
D .
C
課堂練習(xí)
2．教師監(jiān)考時(shí)不能穿硬底鞋，以減小噪聲對(duì)考生的干擾，這種減弱噪聲的方法是在 ( )
A ．控制聲源 B ．在噪聲的傳播途徑中采用吸收、反射的方法
C ．保護(hù)受噪聲影響對(duì)象 D ．控制聲源和保護(hù)受噪聲影響對(duì)象
A
3．鐵路運(yùn)輸是重要的運(yùn)輸手段，如圖是一段鐵軌，枕木下方鋪有大量碎石子，可以減震， 從而有效減弱火車行駛過程中的噪聲。下列與其控制噪聲方法相同的是 ( )
A ．學(xué)校附近禁止鳴笛
B ．工廠里工人戴的防噪聲耳罩
C ．高速公路旁的隔音板
D ．路邊的噪聲監(jiān)測(cè)儀
A
4 ．關(guān)于超聲波和次聲波，下列敘說正確的是 ( )
A ．超聲波在水中比空氣中的速度大
B ．次聲波就是沒有傳聲介質(zhì)，使人聽不到的聲音
C ．超聲波就是速度超過 340m/s 的聲音
D ．超聲波可以越過一定厚度的真空向前傳播
A
5 ．下列關(guān)于聲現(xiàn)象的說法正確的是 ( )
A ．超聲波在空氣中的速度比次聲波大
B ．次聲波只要響度足夠大，人就能聽到
C ．超聲波可以測(cè)量月地之間的距離
D ．回聲的速度和原聲一樣
D
6．如圖所示是一款超聲導(dǎo)盲手杖，它可以通過發(fā)射超聲波并接收反射波，探測(cè)周圍 5m 內(nèi)障礙物的情況，幫助盲人獲得障礙物的方位、距離、大小甚至形狀等信息。下列說法正確的 是 ( )
A ．超聲波的頻率低于 20Hz
B ．該超聲導(dǎo)盲手杖的定位原理與聲吶相同 C ．人耳可以直接聽到手杖發(fā)出的超聲波
D ．地震、海嘯等自然災(zāi)害也會(huì)產(chǎn)生超聲波
B
A ．超聲波的傳播需要介質(zhì)
B ．“嘀嘀嘀”的警報(bào)聲，就是超聲波
C ．超聲波在空氣中的傳播速度為：3×108m/s
D ．警報(bào)聲對(duì)正在倒車的駕駛員來說是噪聲
7．如圖所示是汽車?yán)贸暡ㄝo助倒車的情境，當(dāng)汽車與障礙物相距較近時(shí)，汽車就會(huì)發(fā)出“嘀嘀嘀”的警報(bào)聲。下列關(guān)于聲波的說法中，正確的是 ( )
A
8 ．地震時(shí)會(huì)產(chǎn)生 （選填“超聲”或“次聲”）波，與人耳能聽到的聲音相比，這種聲波具有 （選填“較慢的傳播速度” 、“較小的振動(dòng)幅度”或“較慢的振動(dòng)頻率”）。由下表提 供的數(shù)據(jù)可知，在遠(yuǎn)離地震中心的區(qū)域，聽覺上可能有較明顯反應(yīng)的動(dòng)物是 。
一些動(dòng)物聽覺的頻率范圍
蝙蝠
1000~ 120000Hz
海豚
150~ 150000Hz
貓
60~65000Hz
大象
1~20000Hz
次聲
較慢的振動(dòng)頻率
大象
課堂小結(jié)
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