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《声音的特性》物理教案设计
教学目标
一、知识与技能
1.说出声音的特性。
2.说出乐音的音调和响度跟哪些物理量有关。
3.简述乐音的特点。
二、过程与方法
1.通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验，进一步了解物理学研究问题的方法。
2.培养科学探究的能力。
三、情感态度价值观
1.体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养热爱世界、热爱科学的品质。
2.培养联系生活、生产和科学技术的意识。教学重、难点
1.重点：音调、响度、音色的概念及其相关因素。
2.难点：探究决定音调、响度的因素。
教学方法
探究法、演示法、讨论法。
教学媒体
钢尺(若干)、示波器、音叉、乒乓球(系有细绳)、铁架台、口琴、笛子、录音机。
课时安排
1课时
教学过程
课题引入
我们已经知道耳朵听到声音的过程，生活中我们听到的声音各种各样、千差万别，其中有许多声音让我们感到悦耳、动听，有的声音却使人烦躁、难受。即使同样是动听的乐曲，它们也存在不同的地方，有的音调声，
有的音调低：有的声音大，有的声音小，而且各种乐器，即使演奏同样的曲调，给人的感受也是不一样的，这就是我们今天要学习的声音的特性。
板书：三、声音的特性
新课教学
音调
演示实验：用口琴吹奏1、234、5、6、7时吹不同的孔，有的听起来音调高，有的听起音调低。
师：你发现生活中哪些声音的音调不同?
生甲：女生的音调高，男生的音调低。
生乙∶小孩的音调高?大人的音调低。
生丙：在键盘乐器中，越是右边的音，音调越高;越是左边的音，音调越低。
师：三位同学平时注意观察，事例举得很好。生活中还可以找到很多例子。声音为什么会有音调高低的不同?是什么因素决定音调高低?
点拨思路：声音是由于物体的振动产生的，声音的音调高低肯定与物体振动情况有关。猜想一下，音调的高低与物体振动的什么因素有关?
生：音调高低可能与物体振动快慢有关。
师：如何证实你的猜想?
生：进行实验。
师：好，大家现在基本上掌握研究物理问题的方法了，请你们分组讨论根据桌面上提供的器材设计实验。
生：将钢尺一端紧按在桌面上，另一端伸出桌边，拨动钢尺，它会振动发出声音，钢尺伸出桌边长度不同振动快慢不同，发出声音的音调高低也不同。
师：你设计得很好，大家掌声鼓励。在实验时要注意使钢尺两次的振动幅度大致相同，注意观察钢尺振动的快慢与音调的高低。
下面请大家分组进行实验。
学生分组实验，教师巡回检查。
师：通过实验，你们观察到什么现象?
生甲：两次振动快慢不同。
生乙：振动快的音调高。
师：物体振动得快，发出的音调高，振动得慢，音调就低，可见发声物体振动快慢是一个很重要的物理量它决定着音调高低。物理学中用每秒内振动的次数频率来描述物体振动的快慢，决定声音的音调。频率的单位为赫兹，简称赫，符号为Hz。物体在ls的时间里如果振动100次，频率约是100Hz。
板书：1.音调是指声音高低，频率决定音调的的高低。
师;下面请同学们阅读课本P20二、三、四段，你能获得哪些知识?
生阅读，思考。
生甲：人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围是20～20000Hz。
生乙：频率高于20000Hz的声音叫做超声波，频率低于20Hz的声音叫做次声波。
生丙：动物的听觉范围通常和人不同，有些动物对高频声波反应灵敏，有些动物对低频声波反应灵敏。
生丁：大象的语言是次声波。地震、火山喷发、台风等都伴有次声波产生，一些机器工作时也会产生次声波。
生戊：猫能听到超声波，狗能听到次声波和超声波，海豚也能听到超声波。
师：同学们阅读很认真，自学能力很强，讲得很全面，全班同学以掌声鼓励。下面用示波器演示不同频率声波的波形。
演示与实验：①通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形。
②通过示波器观察男女学生声音波形的不同。
师：频率(音调)不同的声音，波形有何不同?，
生：频率(音调)高的波形比较密一些，频率低的波形比较疏一些。
师：请大家看课本P21想想议议，并进行讨论：为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声?
生：蝴蝶的翅膀振动比较慢、频率比较低，低于20Hz，所以我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，而蚊子翅膀振动的较快，频率在20Hz～20000Hz之间，所以我们能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
2.响度。
师：有的人说话声音宏亮，有的人说话声音很小。说明声音不仅有音调不同，也有强弱不同。物理学中，把声音的强弱叫，响度，对于声音的响度，你想知道什么?或你想提出什么问题?
生：声音的响度与什么因素有关?
师：你们的猜想是什么?
生：可能跟物体振动的幅度大小有关。
师：怎么证实你们的猜想?
生：实验。
师：对。下面分组讨论：根据桌面上提供的实验器材，如何设计实验，验证猜想。
生;将系在细绳上的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同的响：;度的声音，重做上面的实验。
师：你实验设计得很好，简单、容易操作，现象明显。下面各组进行实验，认真观察实验现象。
生甲;音叉的声音越响，乒乓球被弹得越开。
生乙：音叉的声音越响，线摆的角度越大。
师：两位同学说得都正确，乒乓球被弹得越开、线摆的角度越大，说明音叉振动的幅度越大。物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。通过实验，可得出什么结论?
生：物体的振幅越大，声音的响度就越大。
板书：2.响度：指声音的强弱，响度与振幅有关，振幅越大，响度越大。
3.音色。
师：音调和响度完全相同的声音，是不是就完全一样?你能举例说明吗?
生：不一样。用口琴和笛子同时演奏C调1，我可以分辨出它们。
师：对。不同的物体发出的声音，即使音调相同，响度相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。不同发声体的材料、结构不同，发出的声音音色也不同。
板书：3.音色与发声体材料、结构有关。
师：综上所述，声音有几个特性。
生：声音有3个特性：音调、响度、音色。
师：不同的物体，音色是不同的。如不同的乐器：大提琴、小提琴、钢琴等音色不同;不同的人音色不同;同：一个人不同年龄，音色也不同。音调相同、音色不同的声音，它们的波形有什么区别?
演示实验：将话筒接在示波器的输入端，用不同的乐器对着话筒发出相同音调的声音，示波器分别显示各种波形。
生甲：相同时间内振动次数相同，即音调相同。
生乙：振幅不同，即响度不同。
生丙：大振动波形相同，小振动的波形各不相同。
师：以上同学说得很好，波形各不相同，说明音色不同。
下面请同学们看课本P23想想议议，并进行讨论。
生甲：我认为录音机放出来的声音和我自己的声音不一样。
生乙：我听其他同学的讲话声和从录音机放出来的声音是一样的?
师：这是什么原因造成的?
生：自己的声音是骨传导，而从录音机放出来的声音是空气传导。声音主要是靠空气传导，平时别人听到的声音也是靠空气传导。传播途径不同，音色不同，所以自己的声音与从录音机里放出来的声音不同，而别人听起来相同。
下面请同学们阅读课本P23科学世界：乐音和乐器，并回答以下问题(多媒体字幕打出)：
(1)什么叫乐音?
(2)乐器的物理原理是什么?
(3)乐器分为哪几类型?怎样发声的?怎样改变音调的?
生甲：许多声音悠扬、悦耳，听起来感觉非常舒服，人们把这类声音叫乐音。
生乙：所以乐器的物理原理都是一样的：通过振动发出声音。
生丙：乐器分为三种主要类型：打击乐器、弦乐器和管乐器。
生丁：打击乐器是受到打击时发生振动，产生声音。如鼓皮绷得越紧，振动越快，音调越高;弦乐器是通弦的振动发声的。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高，绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦音调低;管乐器抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调，空气柱长音调低，空气柱短音调高。
师：大家阅读很认真，每个问题都回答得很好，全班同学掌声鼓励。
课本展示：我国春秋战国时代的乐器编钟，敲击大小不同的钟发出不同的音调。
归纳小结与学习过程评估
师：通过本节课的学习，你有什么收获?
生讨论、交流得：通过本节课的学习，我们知道了声音的三个特性：音调、响度和音色。音调高低决定于发声体振动频率，响度大小由发声体振幅决定的。音色由发声体的材料、结构决定的。还知道了超声波和次声波。
师：你归纳得很全面，也很简练，大家掌声鼓励。下面每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估。
课后练习
1.课本P24：动手动脑学习物理：1、2、3、4
2.选用课时作业优化设计
板书设计
三、声音的特性
1.音调：声音的高低，决定于发声体振动的频率。
2.响度：声音的大小，决定于发声体振动的振幅。
3.音色：决定于发声体的材料、结构。
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