八年级物理上册2.4让声音为人类服务教学设计(新版)粤教沪版

2.4 让声音为人类服务

教学目标

【知识与技能】

（1）了解声音与建筑以及音乐的关系。

（2）了解超声的一些应用。

（3）知道城市噪声的主要来源和防治噪声的途径。

【过程与方法】通过阅读和讨论，了解回音壁和三音石的声现象；通过阅读和查询，了解超声波在现代技术中的一些应用；通过阅读和活动，知道防治噪声的途径。

【情感、态度与价值观】激发学生对我国古代建筑中的声现象的兴趣和自豪感；让学生通过查找资料或上网了解超声波的应用；增强自觉保护声环境的意识。

教学重点难点

【重点】声音的利用（超声波和次声波）和噪音的危害与控制。I

【难点】分辨乐音和噪音。

课时安排1课时

导语一师：请同学们观看以下几个画面：

（1）潺潺流水、喳喳鸟语、卿卿虫鸣和自然景色配合在一起形成了优美的环境。

（2）铁锨磨地、电锯声、机器轰鸣声，学生感受（令人讨厌）。

谈谈对这些声音的感受。

导语二知道了声音的产生、传播和它的一些特性后，人们就可以有目的地利用和控制声音，使它为人类服务。

导语三师：工地离居民区很近，晚上工地加班赶进度，影响居民的休息。同学们认为应采取什么措施来把工地上噪音带来的影响降到最低呢？

（二）合作交流解读探究

1．声音与建筑

【讨论交流】投影：北京天坛。介绍回音壁和三音石现象。

【点拨】利用了声音的反射原理。

【拓展】现代建筑如礼堂、音乐厅等，都有着很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使听到的声音更为清晰、丰满。

2．声音与音乐

【阅读】引导学生阅读课本声音与音乐

音乐是流动的艺术，是人类心灵共同的语言，音乐家运用不同的音调、响度，配上伴音、和声等，组成不同的旋律。

3．听不见的声音的应用

【做一做】用一台音频发声器由低到高发出不同频率的声音，你先闭上眼睛仔细听，当听见声音就举起手臂，直到听不见声音时再把手臂放下，另一些同学根据你的动作记录相应声音频率的数值，这就是你能听见声音的频率范围。以同样方法测一测其他同学的听觉频率范围。

【点拨】师：每个人的听觉频率范围并不相同，一般人能听到的频率范围通常在20HZ到20000HZ 之间叫做可听声。各类动物之间听觉范围较大，频率高于20000HZ的叫做超声波，频率低于20HZ的叫做次声波，像编幅、海豚、飞蛾等能听见超声波。而大象、鲸等能听见次声波。

【小结归纳】可听声：频率在20HZ～20000HZ；超声波：频率高于20000HZ；次声波：频率低于20HZ。

【演示】利用多媒体认识超声波。

【点拨】超声波的特征：方向性好，穿透力强。

【应用】

（1）B超检查母体内胎儿。

（2）超声波（声呐）测潜艇、鱼群。

（3）超声波清洗器（洗衣机）。

（4）超声波焊接机。

【拓展】人耳虽然听不见次声波，但它时刻潜伏在我们身边，火箭发射、飞机飞行、火车及汽车的奔驰，自然界的火山爆发、陨石坠落、地震、海啸、台风等，都会产生次声波，一定强度的次声波会对人体造成严重的危害。强度大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。目前科学家正在检测和控制次声波，以便有效避免它的危害，并将它作为预报地震、台风的依据和监测核爆炸的手段。

4．控制和减少烦恼的噪声

【讨论交流】噪音来源的实例：

交通工具发出的声音，工厂建筑工地和各种机器发出声音，学校课间同学的嘈杂声，家用空调器、电吹风、日光灯镇流器等都是噪音的来源。

【拓展】噪声被列为当代社会主要污染之一，它会使人心烦意乱、神经紧张、损伤人的听觉、使人产生头痛、记忆力衰退，影响人的身心健康、学习、生活、工作。喷气式飞机和水泥搅拌机的

噪音使人头痛、呕吐。极强的噪音，直接导致人和动物的死亡。（超声波灭鼠器）【点拨】由于噪音对人类的危害极大，因此必须进行噪音治理，现代城市把噪音列为城市环境保护的主要项目之一。

【讨论交流】分析声音到达人耳的过程（声源一介质一人耳），引导学生讨论控制噪音的方法。

【点拨】从声音到达人耳的过程中分析应着眼于消声、吸声、隔声三个环节。

【小结归纳】控制噪声的主要措施：消声、吸声和隔声三个方面。

【议一议】请同学们举些从三方面控制噪音声源的实例。

生：

（1）在市区禁止汽车鸣笛，使产生噪音的工厂、企业远离居民区。

（2）在公路旁植树，营造防声墙，加强城镇绿化建设。利用绿化措施，使传来的噪声被吸收一部分而减弱。

（3）让有关人员戴上防噪声罩，采用声塞或用手、棉花等堵住耳孔等。

（三）应用迁移巩固提高

类型之一声音的反射

某人朝对面山峰喊一声，2S后听到回声，求人与山峰之间的距离。

【解析】s=vt=340m/s×2s＝680m，s`=s/2=340m。

【答案】人与山峰之间的距离为340m。

【点评】回声是由于声音的反射形成的。

变式题回声可以用来测鱼群、潜水艇和沉到海底的船，有些船上装有回声探测器，这种仪器会把声波送到海里，利用回声传到船上所花的时间，可以用来算出船下任何物体的位置，若声音在水中的速度是1500m/s，发射声波经5s后回声传到船上。求船下物体与船的距离。

【解析】声音来回所需的时间5s，声音在水中传播速度1500m/s，则s=vt=1500m/s×5s=7500m，s’=s/2=3500m。

类型之二超声波与次声波

蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，蜜蜂飞行时翅膀每秒振动300～400次。为什么凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶？

【解析】蝴蝶翅膀振动的频率为5HZ～6HZ在人听觉范围外；而蜜蜂翅膀振动频率为300HZ～400HZ 在人耳听觉范围。所以凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶。

变式题1 地震来临之前，为什么一些动物显得焦躁不定，而人没有太大感觉？

【解析】因为一般情况下动物的听觉范围比人的听觉范围广。地震发出的是次声波，不在人耳

的听觉范围内，所以人没有太大感觉。

变式题2 下列不属于超声波的是（）

A．用声呐系统探测潜艇B．动物感知地震前的震前声C．海豚用来判断方位而发出的声音D．蝙蝠捕捉虫蚊时发出的声音

【解析】地震发出的是次声波，不属于超声波。像声呐探测系统，海豚、蝙蝠等动物发出的声音属于超声波。

【答案】B

类型之三噪声的控制

下列做法中不利于控制噪声的是（）

A．在学校附近建造发动机修理厂B．市区严禁燃放鞭炮C．强声源旁设置隔声板D．医院周围不准交通车鸣笛

【解析】控制噪声的措施可从三方面：一是声源处控制；二是传播过程中控制；三是人耳处控制。选项B、D是从声源处控制，属于消声；选项C是从传播过程中控制，属于隔声。

【答案】A

变式题天津市公安交通管理条例规定：汽车在市区的街道上行驶，不准鸣笛。从环保的角度看这是为了减少___________。

【解析】汽车在市区的街道上行驶时鸣笛会造成噪声污染，正是为了减少噪声污染，才不准鸣笛。

【答案】噪声污染

（四）总结反思拓展升华

【总结】（1）声音与建筑；（2）超声与次声以及超声与次声的运用；（3）噪声的来源与控制噪声的途径。

【点拨】人耳的听觉频率范围在20HZ～20000HZ。超声波：频率高于20000HZ的声音。次声波：频率低于20HZ声音。超声的特性：方向性强，功率大；次声的特性：传播的距离远，不容易被吸收。

噪声与乐音的区别：物理学角度，看发生体的振动是否规则；环保角度，看是否妨碍人们正常休息、学习和工作。噪音的控制可从消声、吸声和隔声三个方面人手。

【拓展】阅读下面短文，然后回答问题。

超声波传感器

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于可听声波的机械波。它是由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，具有频率高、波长短，特别是方向性好、

能够成为射线而定向传播等特点。超声波对固体、液体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生反射形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此，用超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这项功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

（1）超声波有哪些特点？

（2）超声波有哪些应用？试举两例。

【答案】（1）频率高，波长短，方向性好，穿透本领大。

（2）检查病情；击碎结石；处理种子等。

（五）资料链接

小狗做算术

杂技团演出时，小狗做算术的驯兽表演常引起观众的浓厚兴趣。驯狗女演员把一只小狗领到台上，让它看1＋2＝？的牌子。看过之后小狗就会叫三声，似乎在告诉观众1＋2＝3。聪明的小狗还会做更复杂一点的加法甚至乘法题。那么，狗是靠眼睛来看懂1十2＝3的吗？不是。虽然狗可以看到1、2、＋等象形符号，但它的智力限定了它不可能进行演算的逻辑思维。那么，小狗是根据什么暗示来叫三声的？

原来狗有种特别的本领：能感觉到超声波。我们知道人是听不见超声的，本节目就是利用这一差别而设计的。表演时，女演员身上暗藏着一只类似犬笛的超声波信号发生器。当她出示一道题时，就让信号器发出相等于这道题答案数的几次超声波脉冲信号。小狗听到几次脉冲信号就叫几声，这对于一只训练有素的狗来说不难做到。然而，观众因为听不到超声波，又不了解内情，还以为这只聪明的小狗真会做算术呢！

（载《科学大众》）

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