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跨學(xué)科實(shí)踐：制作隔音房間模型
第二章 聲現(xiàn)象
人教版初中物理 八年級(jí) 上冊(cè)
編鐘是我國(guó)古代重要的打擊樂(lè)器，歷史久遠(yuǎn)。1978年湖北隨縣(今隨州)出土的戰(zhàn)國(guó)曾侯乙編鐘，氣勢(shì)恢宏，體現(xiàn)了中國(guó)先秦禮樂(lè)文明和青銅器鑄造技術(shù)的極高水平。
編鐘、鋼琴等樂(lè)器都能發(fā)出悅耳的聲音，你知道聲音是如何產(chǎn)生和傳播的嗎 這一章就讓我們一起來(lái)探尋與聲音有關(guān)的現(xiàn)象。
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當(dāng)我們?cè)诩抑芯毩?xí)朗誦、高聲唱歌或播放動(dòng)感的舞曲時(shí)，有可能會(huì)干擾需要專(zhuān)注工作的家人和鄰居。你有什么辦法解決這個(gè)問(wèn)題？
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1. 控制音量
這是最直接有效的方法。在彈奏樂(lè)器、欣賞音樂(lè)或觀看電視時(shí)，將音量調(diào)低，確保聲音不會(huì)傳播到其他房間或鄰居家中。例如，使用耳機(jī)或耳塞來(lái)欣賞音樂(lè)，如果是使用音響，可以將音量調(diào)節(jié)至適當(dāng)水平，并避免開(kāi)到最大聲。
對(duì)于樂(lè)器，可以安裝弱音器來(lái)降低聲音的響度，比如在吹奏樂(lè)器上使用弱音塞。
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2. 選擇合適的時(shí)間
避免在他人休息時(shí)間，如中午 12 點(diǎn)到下午 2 點(diǎn)，晚上 10 點(diǎn)以后進(jìn)行這些活動(dòng)。比如，如果家人通常在晚上 9 點(diǎn)休息，那么就在 9 點(diǎn)之前結(jié)束娛樂(lè)活動(dòng)。
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3. 改善房間隔音
可以在房間內(nèi)添加隔音材料，如隔音棉、隔音板等，減少聲音的傳播。例如，在墻壁上掛上厚重的窗簾，或者在地板上鋪上地毯，這些都能一定程度上吸收聲音。
對(duì)門(mén)窗進(jìn)行密封處理，安裝隔音門(mén)窗，防止聲音外泄。
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4. 使用消音設(shè)備
對(duì)于樂(lè)器演奏者，可以使用電子樂(lè)器，并連接耳機(jī)進(jìn)行練習(xí)，這樣只有自己能聽(tīng)到聲音。
購(gòu)買(mǎi)具有降噪功能的電視或音響設(shè)備，減少對(duì)他人的影響。
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5. 更換活動(dòng)場(chǎng)所
如果條件允許，可以選擇在專(zhuān)門(mén)的隔音房間或地下室進(jìn)行這些活動(dòng)。
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有同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，打算將家中的一個(gè)房間改造為隔音房間，這樣就不會(huì)彼此干擾了！
在方案實(shí)施前，我們可以通過(guò)制作模型來(lái)高效、經(jīng)濟(jì)地測(cè)試方案的可行性。請(qǐng)你根據(jù)以上思路，制作一個(gè)隔音房間的筒易模型，并測(cè)試它的隔音性能。
制作隔音房間模型
一、任務(wù)分析
1.生活中哪些常見(jiàn)的物品能夠充當(dāng)“房間”？
衣柜
快遞盒
制作隔音房間模型
儲(chǔ)物盒
鞋盒
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2.為房間阻隔聲音的材料要滿(mǎn)足哪些要求 可以選用哪些材料
（1）為房間阻隔聲音的材料通常需要滿(mǎn)足以下要求：
①良好的吸音性能：能夠有效地吸收聲音能量，減少聲音的反射和回響。
②隔音性能：阻止聲音的傳播，降低聲音的穿透能力。
③防火性能：保障房間的安全，防止火災(zāi)發(fā)生或蔓延。
④環(huán)保健康：不釋放有害氣體，對(duì)人體無(wú)害。
⑤耐久性：能夠長(zhǎng)期保持其性能，不易損壞或老化。
⑥厚度：在注意隔音性能的同時(shí)，也要注意材料厚度，最大限度的保證“房間”的空間。
制作隔音房間模型
⑦經(jīng)濟(jì)性：材料價(jià)格大多數(shù)家庭能夠負(fù)擔(dān)，不至于太貴。
⑧安裝方便：便于施工和安裝，節(jié)省時(shí)間和人力成本。
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（2）可以選用的材料包括：
①隔音氈：具有良好的隔音效果，質(zhì)地柔軟，易于施工。
例如，在墻面或天花板上鋪設(shè)隔音氈，可以有效阻擋聲音的傳播。
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②吸音棉：能吸收聲音，減少反射。
常見(jiàn)的有玻璃棉、巖棉等吸音棉，可用于填充墻體或吊頂內(nèi)部。
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③聚酯纖維吸音板：吸音效果較好，美觀且防火。
可以安裝在房間的墻面或天花板上。
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④阻尼隔音板：通過(guò)阻尼作用減少聲音振動(dòng)，隔音效果顯著。
適合用于對(duì)隔音要求較高的房間。
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⑤雞蛋棉：具有一定的吸音和隔音作用，價(jià)格相對(duì)較低。
可用于局部區(qū)域的聲音處理。
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⑥實(shí)木吸音板：天然材料，環(huán)保且吸音效果不錯(cuò)。
常用于高檔裝修中的隔音處理。
這些材料可以根據(jù)實(shí)際需求和預(yù)算進(jìn)行選擇和組合，以達(dá)到理想的房間隔音效果。
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3.聲音是如何傳播到房間外的 阻隔聲音的材料應(yīng)放在房間的哪些位置以及如何放置
（1）聲音傳播到房間外主要通過(guò)以下幾種方式：
①直接通過(guò)門(mén)窗的縫隙傳播：聲音可以從門(mén)窗未密封好的縫隙直接傳出。
②經(jīng)由墻體和天花板傳播：聲波能夠引起墻體、天花板等固體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，從而將聲音傳遞到房間外。
③空氣傳播：聲音以聲波的形式在房間內(nèi)的空氣中傳播，碰到房間的邊界后繼續(xù)向外傳播。
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（2）阻隔聲音的材料應(yīng)放置在以下位置和采用相應(yīng)的放置方式：
①門(mén)窗位置：
在門(mén)窗邊框周?chē)惭b密封膠條，減少聲音從縫隙傳出。
可以安裝隔音窗簾，厚重的隔音窗簾能夠有效阻擋聲音。
②墻體：
在墻體內(nèi)側(cè)安裝隔音板或隔音氈，盡量鋪滿(mǎn)整個(gè)墻面，注意要緊密貼合，不留空隙。
如果條件允許，可以在墻體中間添加吸音棉等材料，增加隔音效果。
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③天花板：
天花板上安裝吸音板或隔音吊頂，同樣要確保安裝牢固且無(wú)縫隙。
在吊頂內(nèi)部填充吸音棉。
④墻角和角落：
放置吸音海綿或吸音角錐，這些材料可以有效吸收聲音的反射和駐波。
總之，放置阻隔聲音的材料時(shí)，要盡量覆蓋聲音可能傳播的路徑，并且注意材料的安裝質(zhì)量，以確保達(dá)到良好的隔音效果。
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4.怎樣測(cè)試模型房間的隔音性能
以下是幾種測(cè)試模型房間隔音性能的方法：
（1）聲音強(qiáng)度對(duì)比測(cè)試
①在模型房間內(nèi)放置一個(gè)發(fā)聲設(shè)備，如鬧鐘或手機(jī)，播放一段固定音量和頻率的聲音，比如一段特定的音樂(lè)或白噪音。
②在房間外的不同位置，使用聲音分貝測(cè)量?jī)x測(cè)量聲音的強(qiáng)度。
③記錄房間內(nèi)發(fā)聲設(shè)備的初始音量以及房間外各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的聲音強(qiáng)度數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析隔音性能。
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（2）主觀聽(tīng)覺(jué)測(cè)試
①邀請(qǐng)不同的人在模型房間外傾聽(tīng)房間內(nèi)發(fā)出的聲音。
②讓他們對(duì)聽(tīng)到聲音的大小、清晰度、可辨識(shí)度等方面進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，并記錄下來(lái)。
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（3）錄音對(duì)比測(cè)試
①在模型房間內(nèi)和房間外分別放置錄音設(shè)備。
②同時(shí)開(kāi)啟房間內(nèi)的發(fā)聲設(shè)備，進(jìn)行錄音。
③對(duì)比房間內(nèi)和房間外的錄音文件，分析聲音的差異，評(píng)估隔音效果。
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二、動(dòng)手實(shí)踐
1.準(zhǔn)備材料
① 一個(gè)較大的鞋盒
②隔音棉或吸音棉若干
③泡沫板
④厚毛毯或絨布
⑤膠水或雙面膠
⑥手機(jī)或其他發(fā)聲設(shè)備
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2.制作步驟
（1）清理鞋盒：把鞋盒內(nèi)部的雜物清理干凈，確保內(nèi)壁干凈、平整。
（2）粘貼隔音棉
①測(cè)量鞋盒內(nèi)部的尺寸，將隔音棉裁剪成合適的大小。
②使用膠水或雙面膠將隔音棉粘貼在鞋盒的底部和四壁。
（3）安裝泡沫板
①把泡沫板按照鞋盒內(nèi)部的尺寸進(jìn)行裁剪。
②將泡沫板粘貼在已經(jīng)粘貼好的隔音棉之上，增強(qiáng)隔音效果。
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（4）覆蓋厚毛毯或絨布
①裁剪一塊與鞋盒開(kāi)口大小相匹配的厚毛毯或絨布。
②將其覆蓋在鞋盒開(kāi)口處，可以用膠水或夾子固定。
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3.隔音性能測(cè)試
（1） 聲音源設(shè)置
將手機(jī)/鬧鐘放入鞋盒內(nèi)，播放一段固定音量的音樂(lè)或聲音。
（2）外部測(cè)量
在鞋盒外距離 0.3 米、0.5 米和 1 米的位置，使用手機(jī)上的聲音測(cè)量應(yīng)用程序/聲音分貝測(cè)量?jī)x測(cè)量聲音強(qiáng)度，并記錄數(shù)據(jù)。
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（3）主觀感受評(píng)估
邀請(qǐng)他人在不同位置傾聽(tīng)鞋盒內(nèi)傳出的聲音，讓他們描述聽(tīng)到聲音的大小、清晰度等感受。
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三、展示交流
1.各組展示制作的隔音房間模型（圖2.4-4)，并從隔音性能，空間占用率，材料是否易得、安全和環(huán)保等方面對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2.相互交流，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行反思，嘗試對(duì)制作的模型進(jìn)行改進(jìn)。
制作隔音房間模型
3.如果有了真正的隔音房間，為了做到不打擾他人，也為了自己聽(tīng)力的健康，在使用時(shí)還要注意哪些問(wèn)題
（1）音量控制：
房間隔音好不代表能肆意增大音量，長(zhǎng)時(shí)間高音量會(huì)損傷聽(tīng)力。比如搖滾音樂(lè)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)音量過(guò)大易致聽(tīng)力受損。
（2）通風(fēng)：
隔音房間可能封閉，要保證良好通風(fēng)，避免空氣質(zhì)量差影響健康，像地下室易積聚潮氣和異味。
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（3）使用時(shí)間：
別在房間待太久，以免產(chǎn)生心理不適，有人長(zhǎng)期在封閉空間工作會(huì)焦慮壓抑。
（4）安全防范：
確保安全設(shè)施完備，保證緊急情況能逃生，如配備煙霧報(bào)警器等。
（5）定期檢查：
定期檢查隔音材料，有損壞老化及時(shí)處理。
例題：小聰爸新買(mǎi)了一部新能源汽車(chē)，小聰發(fā)現(xiàn)他爸還特意給車(chē)的引擎蓋加裝了一塊隔音板，他很好奇物體隔音的效果跟什么因素有關(guān)，于是他準(zhǔn)備著手實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，以下是他的探究過(guò)程。
提出問(wèn)題：物體的隔音效果跟什么因素有關(guān)？
猜想：①可能跟材料的種類(lèi)有關(guān)；
②可能跟材料的厚度有關(guān)。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ。如果甲所示，小聰利用手機(jī)先錄制好一段聲音作為噪聲源，將手機(jī)放置在一敞口的木盒內(nèi)。如圖乙所示，用不同的材料蓋住木盒，在 　 ①?。ㄟx填“相同”或“不同”）的距離處擺放分貝儀用來(lái)測(cè)噪聲的強(qiáng)弱，記錄數(shù)據(jù)在表一中；
表一：
厚度相同的材料 無(wú)材料 棉布 紙巾 紙漿板
分貝儀接收到的噪聲的② 104dB 102dB 96dB 92dB
Ⅱ。選用紙巾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變紙巾的張數(shù)，Ⅰ中的實(shí)驗(yàn)，測(cè)出數(shù)據(jù)記錄在表二中。
表二：
實(shí)驗(yàn)分析：
（1）完成空格中的答案：① ，② ；
餐巾紙厚度
餐巾紙 0片 2片 4片 6片
分貝儀接收到的噪聲的② 104dB 100dB 97dB 95dB
相同
響度
（2）實(shí)驗(yàn)中采用了 的研究方法，以下實(shí)驗(yàn)中也采用了這一研究方法的是 ；
A．測(cè)量物理課本的寬度
B．探究影響蒸發(fā)快慢的因素
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)可得出，不同的材料隔音性能是 （選填“相同”或“不同”）的；并且材料越厚，其隔音性能越 （選填“好”或“差”）；
（4）影響物體隔音性能的因素很多，生活中利用雙層玻璃來(lái)隔音，并把雙層玻璃間抽成真空，這樣噪聲大大減少了，是因?yàn)? 。
控制變量法
B
不同
好
真空不能傳聲
【詳解】（1）[1]探究物體隔音的效果跟什么因素有關(guān)時(shí)，需要控制距離聲源到分貝儀的距離相同。
[2]實(shí)驗(yàn)中通過(guò)聲音的響度大小來(lái)反映隔音效果的強(qiáng)弱，所以②處為響度。
（2）[3][4]實(shí)驗(yàn)中采用的是控制變量法，測(cè)量物理課本的寬度時(shí)沒(méi)有采用控制變量法，探究影響蒸發(fā)快慢的因素時(shí)采用的是控制變量法。
故選B。
（3）[5]根據(jù)表格中一的數(shù)據(jù)可知，同等情況下，不同的材料隔音性能是不同的。
[6]由表格二的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)材料種類(lèi)相同時(shí)，材料越厚，其隔音性能越好。
（4）[7]窗戶(hù)采用雙層玻璃，雙層玻璃中間抽成真空，這樣聲音在通過(guò)窗戶(hù)傳播時(shí)，由于玻璃間是真空的，而真空不能傳聲，聲音將不能傳入室內(nèi)，從而起到減少噪聲污染的作用。

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