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第2节声音的特性

课程：初中物理

教材：初中物理人教版（2024）八年级上册

章节：第2节声音的特性

教材分析

本节内容围绕声音的三个特性——音调、响度和音色展开，重点在于理解频率与音调、振幅与响度、材料结构与音色之间的关系，难点在于抽象概念如频率、振幅和音色差异的理解。教材通过实验探究引导学生观察振动快慢与音调、振动幅度与响度的关系，结合波形图帮助学生建立直观认识，体现了“从生活走向物理”的理念。教学中应注重引导学生动手操作、观察现象并归纳规律，利用示波器或手机展示波形变化，增强学习体验。学习过程中，学生需通过实验活动理解声音特性的物理本质，掌握控制变量法在探究中的应用，最终达成对声音特征的系统认知。

学情分析

学生此前已对声音有初步感知，但尚未从物理角度深入理解声音特性。此阶段学生好奇心强，逻辑思维能力有所发展，具备一定知识储备，但对抽象概念理解可能存在困难。教材重难点在于理解音调、响度、音色的概念及影响因素，区分超声波与次声波。要求学生通过实验探究，理解频率、振幅等概念，能分析生活中声音现象，掌握不同声音特性的区别及应用。

教学目标

物理观念：

知道音调、响度、音色的概念，理解频率决定音调、振幅和距离决定响度、材料与结构决定音色，明确超声波和次声波的概念。

科学思维：

通过分析实验现象，理解音调、响度、音色与相关因素的关系，培养逻辑分析能力；从声音波形理解物理模型。

科学探究：

经历探究音调、响度影响因素的实验，提高观察、动手操作与归纳能力；通过观察声音波形，提升数据分析能力。

科学态度与责任：

秉持实事求是的态度做实验，感受物理知识在生活中的应用，增强对物理探究的兴趣。

重点难点

教学重点

通过实验观察，理解音调与物体振动频率的关系。

结合实验现象，掌握响度与振幅的关系。

教学难点

准确区分音调、响度和音色的概念及影响因素。

理解不同发声体音色不同的原因。

课堂导入

同学们，你们有没有注意到，当我们打开水龙头放水的时候，刚开始水流很小，发出的声音比较低沉，而当水流变大时，声音一下子就变得尖锐刺耳了？其实，这个现象和我们今天要学习的“音调”有关。同样是水龙头，为什么发出的声音有时高、有时低呢？这是因为它内部振动的方式发生了变化。就像我们课本中的实验一样，当钢尺伸出桌面的长度不同时，它振动的快慢也会改变，从而发出不同音调的声音。那么，生活中还有哪些现象能说明音调的变化？音调的高低到底由什么决定呢？

音调

探究新知

情景导入

请同学们完成两个实验：

实验一：将钢尺伸出桌面不同长度（先长后短），拨动后观察振动快慢与音调变化；

实验二：用示波器分别观察高、低音叉的声波波形（如图2.2-3）。

引导提问：钢尺伸出长度变化时，振动快慢如何改变？音调高低与波形疏密有什么关系？

探讨分析

实验观察

钢尺实验：伸出部分越长，振动越慢，音调越低；缩短后振动加快，音调升高。

示波器实验：高音叉波形密集，低音叉波形稀疏。

数据归纳

振动快慢与音调关系：钢尺振动越快→频率越高→音调越高（如短尺状态）；

波形与频率对应：密集波形代表高频率（高音叉），稀疏波形代表低频率（低音叉）。

归纳总结

核心知识

频率定义：每秒振动次数，单位赫兹（Hz）；

音调规律：频率决定音调，f↑→音调

听觉范围：人耳20~20000Hz，超声波＞20000Hz，次声波＜20Hz。

生活联系

解释乐器调音原理（如吉他弦松紧改变音调）；

说明动物听觉差异（如狗哨使用超声波）。

实践思考

用同款玻璃杯装不同水量，敲击比较音调高低。答案：水越多→杯体振动越慢→频率越低→音调越低。

新知巩固

第1题：

题目：声现象与我们的生活密切相关，下列关于声现象的说法正确的是（）

A．甲图，发声的音叉激起水花，说明声音是由物体振动产生的

B．乙图，在靠近居民区的道路边设置隔离墙，目的是在声源处减弱噪声

C．丙图，烛焰在发声的扬声器旁边晃动，说明声波能传递信息

D．丁图，用相同的力度拨动伸出桌面的钢尺，钢尺伸出的长度越长，音调越高

解答：

分析选项A：音叉激起水花实验直接证明声音是由物体振动产生的，符合声学基本原理。

分析选项B：隔离墙是通过在传播过程中减弱噪声，而非在声源处减弱，概念错误。

分析选项C：烛焰晃动说明声波能传递能量（使空气振动），而非信息传递，表述不准确。

分析选项D：钢尺伸出越长，振动越慢，频率越低，音调应越低，结论相反。

考察知识点：声音的产生条件、噪声控制方式、声波的作用（能量/信息）、音调与振动频率的关系。

第2题：

题目：如图所示是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（）

A．人有可能听到频率为10kHz的声波

B．人不可能听得到乙图的声波

C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见

D．地震、海啸的预警中利用了频率高于