資源簡介

(共41張PPT)
3.4 聲波的應用
第三章 聲現象
北師大版2024版物理八年級上冊【精做課件】
授課教師：********
班 級：********
時 間：********
3.4 聲波的應用教案
一、教學目標
知識與技能
理解聲波的基本概念，掌握聲波的傳播特性。
熟知聲波在工業、醫療、生活、軍事等領域的典型應用，能夠闡述各應用的原理。
學會運用聲波的知識解釋相關現象，解決簡單的實際問題。
過程與方法
通過案例分析、視頻展示和小組討論，培養學生分析問題、歸納總結的能力。
在探究聲波應用原理的過程中，提升學生的邏輯思維和科學探究能力。
情感態度與價值觀
激發學生對聲波應用知識的學習興趣，感受科學技術與生活的緊密聯系。
培養學生對科學技術的探索精神和創新意識，增強學生對科學的熱愛。
二、教學重難點
教學重點
聲波在不同領域的具體應用實例及原理。
教學難點
理解聲波應用中復雜的物理原理，并能靈活運用知識解釋實際現象。
三、教學方法
講授法、案例分析法、討論法、多媒體演示法
四、教學過程
（一）導入新課（5 分鐘）
播放一段嘈雜的城市街道聲音和悠揚的音樂聲，提問學生：“在我們的生活中，聲音無處不在，那大家知道聲音以什么形式傳播嗎？” 引導學生回憶聲波的概念，進而引出本節課主題 —— 聲波的應用。
展示一些有趣的聲波應用圖片，如 B 超影像、超聲波清洗眼鏡的畫面等，激發學生的好奇心和求知欲，讓學生帶著問題進入新課學習。
（二）新課講授
聲波在工業領域的應用（10 分鐘）
超聲波探傷：通過多媒體展示超聲波探傷的視頻，詳細講解其原理。當超聲波在均勻介質中傳播時，遇到缺陷（如裂紋、氣孔等），由于缺陷與周圍介質的聲阻抗不同，會使超聲波產生反射、折射和散射，接收探頭將反射回來的超聲波信號轉換為電信號，經過處理后在儀器上顯示出來，從而檢測出材料內部的缺陷。
超聲波焊接：利用動畫演示超聲波焊接的過程，解釋原理。超聲波作用于焊接材料表面，使材料表面分子高速振動，產生摩擦熱，同時在一定壓力下，使材料分子相互滲透、擴散，實現焊接。組織學生討論超聲波焊接相比傳統焊接方法的優勢，如焊接速度快、強度高、無污染等。
聲波在醫療領域的應用（15 分鐘）
B 超：播放 B 超檢查的視頻，結合圖像講解。向人體發射超聲波，超聲波在人體組織中傳播，遇到不同的組織界面時會發生反射，反射波被探頭接收并轉換為電信號，經過計算機處理后形成圖像，醫生根據圖像判斷人體內部器官的形態、結構及是否存在病變。引導學生思考 B 超在孕期檢查、疾病診斷等方面的重要意義。
超聲波碎石：通過動畫展示超聲波碎石的過程，講解原理。聚焦的高強度超聲波在結石處產生瞬間的高溫、高壓和強大的沖擊力，使結石破碎，然后隨尿液排出體外。組織學生討論超聲波碎石與傳統手術取石相比的優點，如創傷小、恢復快等。
聲波在生活領域的應用（10 分鐘）
超聲波清洗：展示超聲波清洗機清洗眼鏡、珠寶等物品的視頻，解釋原理。超聲波在清洗液中傳播時，會產生大量微小的氣泡，這些氣泡在超聲波的作用下迅速生成并破裂，產生強大的沖擊力，將物體表面的污垢剝落，達到清洗的目的。讓學生聯系生活實際，舉例說明還有哪些物品可以用超聲波清洗。
聲控設備：介紹聲控燈、聲控玩具等聲控設備，分析其工作原理。聲控設備中的麥克風接收聲音信號，將其轉換為電信號，經過放大和處理后，控制電路的通斷，實現設備的開啟或關閉。組織學生討論聲控設備給生活帶來的便利。
聲波在軍事領域的應用（10 分鐘）
聲吶：利用多媒體展示潛艇使用聲吶探測的動畫，講解聲吶的原理。聲吶通過發射超聲波，超聲波在水中傳播遇到目標后反射回來，聲吶接收反射波，根據發射和接收的時間差以及超聲波在水中的傳播速度，計算出目標的距離、方位和深度等信息。讓學生了解聲吶在海洋探測、潛艇導航、反潛作戰等方面的重要作用。
次聲波武器：介紹次聲波武器的概念和原理，次聲波武器是利用次聲波的特性，對人體造成傷害。次聲波的頻率與人體器官的固有頻率相近，當次聲波作用于人體時，會引起人體器官的共振，導致器官損傷甚至死亡。引導學生思考次聲波武器的優缺點及倫理問題。
（三）課堂小結（5 分鐘）
與學生一起回顧本節課所學內容，采用提問的方式，讓學生回答聲波在工業、醫療、生活、軍事等領域的應用實例及原理。
教師進行總結歸納，強調聲波應用的重要性和多樣性，幫助學生構建完整的知識體系。
（四）課堂練習（10 分鐘）
給出一些關于聲波應用的選擇題和填空題，如：
醫院里常用的 “B 超” 檢查身體是利用了聲波能（ ）
A. 傳遞信息 B. 傳遞能量 C. 既傳遞信息又傳遞能量 D. 以上說法都不對
超聲波清洗眼鏡是利用了聲波能（ ）
展示一些生活中的現象，讓學生判斷運用了哪種聲波應用原理，并進行解釋。
（五）布置作業
書面作業：完成課本課后習題，加深對聲波應用知識的理解和應用。
實踐作業：查閱資料，了解除本節課所學之外，聲波在其他領域還有哪些應用，并寫一篇 300 字左右的小報告。
五、教學資源
多媒體課件（包含聲波應用的視頻、動畫、圖片等）
相關的科普資料和文獻
六、教學反思
在教學過程中，觀察學生對聲波應用知識的接受程度和興趣點，及時調整教學方法和節奏。分析學生在課堂練習和作業中出現的問題，總結教學中的不足之處，思考如何在今后的教學中更好地幫助學生理解聲波應用的原理，提高學生運用知識解決實際問題的能力 。
這份教案圍繞多領域聲波應用展開，能幫助學生系統學習。你若對案例選取、教學活動安排有不同想法，歡迎和我溝通。
5
課堂檢測
4
新知講解
6
變式訓練
7
中考考法
8
小結梳理
學習目錄
1
復習引入
2
新知講解
3
典例講解
課程導入
復習回顧
（1）人的聽覺頻率范圍是多少？
20~20000Hz。
（2）超聲波是指什么？
頻率高于20000Hz的人耳聽不到的聲音。
（3）次聲波是指什么？
頻率低于20Hz的人耳聽不到的聲音。
情景導入
生活中，人們常常利用聲音來交流和傳遞信息。除此之外，聲波還有很多其他領域的應用。
你還知道聲波的其他應用嗎？它們利用了聲波的哪些特性？
醫院利用超聲波獲得人體內器官或胎兒的圖像信息
超聲探傷儀可以探查出金屬零件內部的裂紋等隱患
新課探究
超聲波頻率高，波長短，方向性好，幾乎沿直線傳播，易發生反射，在水中傳播距離遠，穿透能力強；具有很強的振蕩、沖擊和破壞作用。
一、超聲波的應用
人耳能聽見的聲音
超聲波
（1）方向性強——聲吶：
在船上用聲吶向海中發射一束超聲波，依靠回波可以探測出海洋的深度，以及魚群、礁石和敵方潛艇的方位等信息。
1. 超聲波可以傳遞信息
汽車的倒車雷達也應用了這個原理。
點擊圖片播放視頻
（2）反射能力強——超聲檢查：
超聲波在不同組織交界面上會反射，利用其反射和回波來形成人體組織結構的圖象。
（3）穿透力強——超聲探傷儀：
工業上用其探查出金屬零件內部的裂紋等隱患。
超聲波測速
利用超聲波可以測量物體運動的速度。向移動物體發射一定頻率的超聲波，被移動物體反射回來的超聲波的頻率會發生改變。根據頻率的變化，就能確定物體運動的速度。
利用超聲波還可以測量流體的流速。
超聲波測速
2. 超聲波可以傳遞能量
（1）超聲碎石：醫院用超聲波擊碎病人體內的結石。
（2）超聲波加濕器：把超聲波導入水中，劇烈
的振動會使水“破碎”成許多小霧滴，再用小風扇把這些小霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣的濕度。
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（3）超聲波清洗器：利用超聲波使清洗液產生
劇烈的振蕩，能在不損傷物體表面的情況下把污物除掉，可以用它清洗眼鏡片或首飾。醫院里還會利用超聲波給病人清潔牙齒等。
例 下列不屬于超聲波的應用的是（ ）
蝙蝠利用聲波定位
用聲吶 探測海深
倒車雷達
用聽診器檢查身體
D
二、次聲波的應用
1. 次聲波的特點
次聲波頻率低，傳播距離遠，不容易被吸收，具有很強的穿透能力。
人耳能聽見的聲音
次聲波
頻率低于 1 Hz 的次聲波可以傳到幾千千米乃至上萬千米遠的地方。
2022年1月15日湯加海域火山發生大規模噴發，并在大氣層中激發出強烈的沖擊波，我國所有次聲波臺陣均觀測到了此次火山噴發引起的次聲波。
2. 次聲波的來源
地震、臺風、火山爆發、龍卷風等自然現象及核試驗、導彈發射等都可以產生次聲波。
3. 次聲波的利用
（1）次聲波的傳播速度大于風暴——災害預警：利用儀器監測風暴發出的次聲波，可在風暴到來之前發出警報。利用類似方法，也可以預報火山爆發、雷暴等自然災害。
自然災害
次聲波
產生
預報
（2）次聲波在大氣層中傳播的過程中，會受到氣流、大氣溫度分布等因素的影響——氣象監測：通過測定自然或人工產生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規模氣象活動的性質和規律，如沙塵暴、龍卷風及大氣中電磁波的擾動等。這種方法的優點在于可以對大范圍內大氣進行連續不斷的探測和監視。
3. 次聲波的利用
（3）在大氣層內進行核爆炸會產生很強的次聲波——監測核試驗：用高靈敏度的監測裝置可以探測到遠方核爆炸的強度和位置。目前，全球性核試驗監測網已經建成，可監測地球任何一個角落進行的核試驗。
3. 次聲波的利用
次聲波
特點
來源
應用
（1）頻率很低
（2）在空氣中傳播的距離遠
（3）不容易被吸收
地震、火山爆發、臺風、極光等自然現象及核試驗、導彈發射等都可以產生次聲波
預報自然災害、氣象監測、監測核試驗等
例 海上發生風暴時會產生次聲波，次聲波在空氣和海水中傳播的速度比風暴移動的速度大。次聲波接收處理設備就是利用這一特點提前感知并預報海上風暴，從而為漁業、航海等服務。下列說法正確的是（ ）
次聲波不能傳遞信息
次聲波是由物體振動產生的
次聲波在海水中比在空氣中傳播得慢
次聲波的頻率太高，人耳聽不見
B
三、語音識別
與機器進行語音交流，讓機器明白你說什么，已經從夢想變成了現實。
語音識別技術就是讓機器把語言信號轉變為相應的文本或命令的高新技術。
與其他生物識別技術相比較，聲音具有不會遺失或忘記、不需記憶、使用方便等優點。
1. 語音識別技術的原理
語音識別技術是利用了每種聲音的____不同這一特征。
音色
語音識別流程
點擊圖片播放視頻
2. 語音識別技術的歷史
3. 語音識別技術的應用
1. 根據聲音的特征迅速驗證用戶身份、利用語音控制機器人等。
2. 智能家居、手機的語音輸入系統等。
我國的語音識別技術已經達到了國際先進水平。未來，語音識別技術研究和應用的重要發展趨勢是，讓人在任何地方、任何時間，都能夠通過語音交互的方式，更加方便地享受到更多的社會信息資源和現代化服務。
例 某款辦公軟件，只要配備有麥克風，就可以通過對著麥克風講話錄入文字和執行操作。下列物理知識或應用中與這項功能有關的是（ ）
回聲定位
控制噪聲的途徑
語音識別技術
超聲波能在空氣中傳播
C
小結
課程講授
聲波的應用
超聲波
特點：頻率高，方向性好，能量較集中等
應用：聲吶、B超、超聲波碎石、超聲波加濕器等
特點：頻率低，不易被吸收，能繞過障礙物
語音識別
讓機器把語言信號轉變為相應的文本或命令
次聲波
應用：預報地震、風暴等自然災害、監測核爆炸等
1. 關于聲波的應用，下列說法不正確的是( )
A.聲音不僅能夠傳遞信息，還能傳遞能量
B.聲吶主要利用了回聲
C.“聲紋門鎖”是依據聲音的音色來識別的
D.利用超聲波可以測量地球到月球之間的距離
D
習題練習
2. 關于超聲波和次聲波，下列說法正確的是( )
A.超聲波不是由物體振動產生的
B.地震、火山噴發等自然現象會伴有次聲波的產生
C.發射火箭時，震耳的轟鳴聲屬于超聲波
D.利用次聲波可以監測地震、臺風和核爆炸的強度
BD
習題練習
3. 有一種電動牙刷能發出超聲波，直達牙刷刷不到的地方，可以把牙齒刷得更干凈，它是利用了超聲波 (選填“傳遞信息”或“具有能量”)的特點。超聲波測距儀 (選填“能”或“不能”)在太空中使用。
具有能量
不能
習題練習
知識點1　超聲波的應用
1. 超聲波具有方向性好、穿透能力強等特點。下列各例中，
利用超聲波能量大的是(　C　)
A. 醫院利用“B超”檢查體內情況
B. 蝙蝠利用超聲波確定食物及障礙物的位置
C. 超聲波加濕器使藥液霧化后讓病人吸入治療咽喉炎癥
D. 用超聲波探測水庫大壩是否有空隙裂縫
C
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2. [2023·瀘州]如圖所示是汽車利用超聲波輔助倒車的情境，
當汽車與障礙物相距較近時，汽車就會發出“嘀嘀嘀”的
警報聲。下列關于聲波的說法中，正確的是(　A　)
A. 超聲波的傳播需要介質
B. “嘀嘀嘀”的警報聲是超聲波
C. 超聲波在空氣中的傳播速度為3×108 m/s
D. 警報聲對正在倒車的駕駛員來說是噪聲
A
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7
知識點2　次聲波的應用
3. [2023·德州期中]海上發生風暴時會產生次聲波，所以利用
次聲波可以預報海上風暴，從而為漁業、航海等服務。下
列說法正確的是(　C　)
C
A. 次聲波不能傳遞信息
B. 次聲波在海水中傳播速度比超聲波快
C. 次聲波是由物體振動產生的
D. 次聲波的頻率太高，人耳聽不見
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知識點3　語音識別
4. 下列關于語音識別的說法錯誤的是(　C　)
C
A. 語音識別技術可應用于手機、智能家居等
B. 語音識別技術是指讓機器把語言信號轉變為相應的文本
或命令的技術
C. 語音識別技術就是把人說的話與模擬庫里的話對比，看
說的內容是否相同
D. 我國的語音識別技術已經達到了國際先進水平
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5. [2024·臨沂期末]2023年12月18日23時59分，臨夏州積石山
縣發生6.2級地震。各方力量火速集結，緊急馳援，彰顯
我大國優勢。地震發生時會伴隨次聲波的發生，關于次聲
波，下列判斷正確的是(　D　)
D
A. 震時“轟隆隆”的聲音是次聲波
B. 人耳能聽到振幅較大的次聲波
C. 次聲波的頻率高于20 000 Hz
D. 次聲波不能在真空中傳播
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6. [2024·海口期中改編]如圖所示是一款具有“超聲波傳感
器”的智能拐杖，通過超聲波傳感器測距和蜂鳴器報警，
可以幫助盲人自信出行。下列有關說法中正確的是
(　B　)
B
A. 智能拐杖用超聲波測距是利用聲音能夠傳遞能量
B. 超聲波的頻率比蜂鳴器報警的聲波的頻率高
C. 把蜂鳴器改成震動器，這款拐杖可以在登月后使
用，實現自動報警
D. 蜂鳴器報警是利用聲音能夠傳遞能量
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7. 同學們已經知道，漁船上安裝的聲吶不僅可以探測海洋的
深度和過往的魚群，還可以探測冰山或暗礁的存在。
(1)聲吶裝置是利用 聲波來傳遞 (選填“信
息”或“能量”)的。
(2)某次聲吶向暗礁發出聲波信號10 s后接收到了回波，則
暗礁到船的距離為 m。(該聲波在海水中傳播
的速度為1 500 m/s)
超　
信息　
7 500　
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(3)[質疑創新]2024年5月3日，嫦娥六號探測器成功發射，
小明認為可以把聲吶也裝到嫦娥六號探測器上，從而
增加一種探測的手段。他的想法是 (選填
“可行”或“不可行”)的，原因是
。
不可行　
聲音不能在真空
中傳播　
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謝謝觀看！

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