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聲的利用初中物理講解人教版

教育 更新时间:2024-09-29 09:16:57

人教版初中物理第一章我們已經結束了,從本文開始,我們一起來聊一聊第二章“聲現象”,本章内容非常簡單,可以說是初高中物理中最簡單的一節了,大部分知識均是由生活現象和實驗得出,因此均以識記位為主。

下面我們就來具體地看一下第一節内容:聲音的産生與傳播。本内内容主要講解了四個知識點,我們來一一講解一下。

聲音的産生

聲源:正在發生的物體叫做聲源。這裡注意“正在”兩個字。

聲音是由物體振動産生的

生活中的例子有:

撥動張緊的橡皮筋,觀察橡皮筋的變化。

聲的利用初中物理講解人教版(人教版初中物理)1

邊說話,邊用手摸頸前喉頭部分。

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這兩個例子簡單易做,還能讓學生直觀地感受到正在發生的物體正在振動。

在物理中,我們可以挺過敲擊音叉,音叉發出聲音,來觀察音叉是否在振動。

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因為,音叉的振動幅度較小,當距離音叉較遠的時候,用肉眼是很難觀察到音叉的振動的,因此在這裡我們物理實驗中使用了“轉換法”。

轉化法:将不易觀察到的微小形變(振動)放大,有利于我們進行觀察。

具體操作有兩種方式,一個是将敲擊後的音叉投入水中,通過觀察水花是否四濺,來判斷音叉是否正在振動。

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第二種方法是将敲擊後的音叉靠近乒乓球,通過觀察乒乓球是否被彈開來判斷音叉是否正在振動。

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這兩個小實驗也很容易操作,既可以由教師演示操作,也可以同學分小組完成。

大量的觀察、分析表明,聲音是由物體的振動産生的。

且振動停止,則發聲停止,但已經産生的聲音不會消失,會向遠處傳播。

物體發聲方式

1、弦樂器

像古琴、古筝、琵琶、小提琴、二胡、吉他等弦樂器,它們能夠發出優美的聲音主要是靠上面的琴弦振動。

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2、管樂器

像笛子、箫等管樂器,它們則是靠管内“空氣柱”振動發出聲音的。

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3、人

人說話發生聲音,不是靠喉頭,而是聲帶振動發聲,聲帶所在位置是在頸前喉頭處。

大家要注意,初中生一般處在“變聲期”,男生變聲期一般在14—16歲,到18歲可完成;女生大約在13—15歲,最遲到16歲左右。變聲期内一定要保護好聲帶,不可使聲帶受損,否則以後聲音會特别難聽哦。

4、知了

知了相信大家都非常熟悉,學名“十七年蟬”,通常會在土中待上幾年甚至十幾年,最長的是17年,因此而得名。也就是說,我們夏天看到的知了可是幾年前甚至十七年前的哦。那麼它靠什麼振動發聲呢?

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知了的發音器在腹基部,像蒙上了一層鼓膜的大鼓,鼓膜受到振動而發出聲音。有興趣的同學,夏天可以捕一隻知了去看一看,另外告訴大家,隻有雄蟬才會鳴叫,雌蟬是不會發聲的。

5、蜜蜂、蝈蝈、蚊子

這類昆蟲,是靠翅膀的振動發出聲音的。

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夏天,我們聽到的蚊子的聲音是不是感覺特别刺耳?那其實是蚊子振動翅膀發出的聲音,蚊子飛行的速度約為每小時1.5km到2.5km左右,蚊子飛行時每秒翅膀振動594次左右。很震撼把!

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6、蝴蝶

相信很多同學都在語文課中聽說過,蝴蝶煽動翅膀翩翩起舞,可我們從來沒有描述過蝴蝶振動發聲,蝴蝶也是靠翅膀振動發出聲音的,但是我們并不能聽見蝴蝶發出的聲音,至于為什麼,我們在這裡設置一個懸念,留待下一篇文章再談。

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常見物體的發聲方式我們就簡單介紹到這裡。

聲音的傳播

一、聲音以聲波的形式向遠處傳播

聲波:振動使空氣形成了疏密相間的波動,向遠處傳播,這就是聲波。

可能大家對聲波不是很熟悉,那是因為空氣我們是看不見摸不着的。我們可以類比水波,這個相信大家都見過,往水中丢一顆小石子,我們會發現水會一圈一圈的向外擴散,那就是水波。

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聲波的傳播過程跟水波的傳播相似,一個聲源正在發聲,周圍的空氣也會一圈一圈的向外擴散,那就是聲波。兩者的區别是,水波是水向外擴散,我們能夠看見;而聲波是空氣向外擴散,我們看不見。

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聲波

聲波我們雖然用肉眼看不見,但是可以通過物理儀器——示波器進行觀察。示波器在高中會用到,在這裡我們不做中點講述,大家簡單了解即可。

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聲音以聲波的形式向遠處傳播,雖然聲波我們看不見,但我們依然可以通過實驗觀察到現象。如下圖,準備兩個音叉,彼此之間不接觸,左邊的音叉和乒乓球挨着,當我們敲擊右邊的音叉時,我們可以看到乒乓球依然被左邊的音叉彈開了。

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這說明,右邊的音叉振動使空氣形成了疏密相間的聲波向左邊傳播,傳播至左邊的音叉,使左邊的音叉也振動起來,從而使與左邊音叉挨着的乒乓球被彈開了。

二、聲音的傳播需要介質,真空不能傳聲

介質:聲音的傳播需要物質,物理學中把這樣的物質叫做介質,傳聲的介質包括固體、液體、氣體等物質。

我們所說的“隔牆有耳”,說明固體是可以傳播聲音的;站在岸上的人說話,會把水中的魚吓跑,聲音也可以通過液體傳播到水下物體的耳中。而空氣因為看不見摸不着,因此我們平時并沒有注意到我們平時說話就是空氣傳送了聲音。

為此,在物理上我們設計了一個實驗去驗證空氣可以傳播聲音。将一個正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩内,逐漸抽出其中的空氣,觀察還能不能聽到響鈴的聲音。

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值得大家注意的是,這個實驗是物理中第一個用到“理想實驗法”的實驗。

什麼是理想實驗法呢?理想實驗法是指對于一些物理結論,我們無法通過實驗直接得到,因此我們在實驗的基礎之上再加上合理的外推從而得到最終的結論,這樣的方法就叫做理想實驗法。

在這個實驗中,我們無法将玻璃罩内的空氣全部抽走,因此我們不能直接得到最終的結論。我們是通過這個實驗發現,随着空氣被抽出去的越來越多,我們聽到的響鈴的聲音也越來越微弱。最終合理外推,如果我們将玻璃罩内的空氣全部抽走,那我們将完全聽不到響鈴的聲音。

最終我們得到了實驗結論:聲音的傳播需要介質,真空不能傳聲。

在初中,隻有兩個實驗用到了“理想實驗法”:

1、真空不能傳聲實驗

2、牛頓第一定律實驗

現在随着科技的發展,我們人類已經登上了太空和月球,因此也就直接證實了真空是不能傳聲的,在太空上的宇航員即使面對面交流,也聽不到對方所說的内容,就是因為太空是真空,沒有聲音傳播的介質。

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聲速

聲速顧名思義就是聲音傳播的速度,我們學習了速度的概念,是用來描述物體運動快慢的物理量,那麼聲速就是用來描述聲音傳播快慢的。聲速的大小跟介質種類和介質溫度兩個因素有關。

一、介質種類對聲速的影響

一般情況下,聲音在固體中傳播得最快,在液體中其次,在氣體中傳播的最慢。在這裡需要注意的是“一般情況下”,因為有特殊情況,聲音在軟木(固體)中的速度是小于在液體中的速度的,因此回答這個結論時,一定要加上“一般情況下”這幾個字。

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二、介質溫度對聲速的影響

同一介質中,溫度越高,聲音傳播的速度越快。

回聲

1、回聲:聲音在傳播過程中,如果遇到障礙物,就會被反射,反射回來的聲音就是回聲。

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2、聽見回聲的條件:

當障礙物離人較遠時,發出的聲音經過較長的時間(大于0.1s)回到耳邊,人們能夠把回聲與原聲區分開,也就能夠聽見回聲了。

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根據我們的計算可以知道,人距離障礙物至少17m遠的時候,人才能聽到回聲。

當障礙物離得太近時,聲波很快被反射回來,回聲與原聲混在一起,此時人們分辨不出原聲和回聲,但是因為原聲與回聲混合使聲音加強了,因此會覺得聲音更響亮。最直觀的感受,就是如果有人在電梯裡說話,那麼電梯裡的其他人就會覺得比平時說話的聲音要大,就是因為電梯裡四面光滑,聲音反射回去,與原聲混在一起了。

人聽到聲音的方式

人聽見聲音的方式主要分為空氣傳播和骨傳導

空氣傳播就是我們平時用耳朵聽聲音,那麼耳朵通過什麼途徑感知聲音呢?很多人可能在生物課上已經學習過了,我們來回顧一下。

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外界傳來的聲音引起鼓膜振動,這種振動産生的信号經過聽小骨及其他組織傳給聽覺神經,聽覺神經把信号傳給大腦,人就聽到了聲音。

在這個過程中,任何部分發生障礙(例如鼓膜、聽小骨或聽覺神經損壞),人都會失去聽覺。

那什麼是骨傳導呢?

聲音可以通過頭骨、颌骨也能傳到聽覺神經,引起聽覺。科學中把聲音的這種傳到方式叫做骨傳導。

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我們其實可以自己體驗骨傳導的,取兩個棉花球塞住耳朵,用橡皮錘敲擊音叉,這時我們會發現基本聽不到音叉發出的聲音;這時再把振動的音叉尾部先後抵在前額、耳後的骨頭或牙齒上,我們就又能清楚地聽到音叉發出的聲音了。

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生活中,我們梳頭、刷牙、吃餅幹發出的各種聲音就是通過骨傳導的方式進入大腦,從而産生聽覺的。

相信大家一定有過這樣的經曆,就是把自己的聲音錄下來去聽,結果發現自己的聲音很陌生,感覺跟不是自己說話一樣,那這是為什麼呢?

因為平時我們說話,自己聽是通過骨傳導的方式聽見聲音的;而别人聽我們說話時,則是通過空氣傳播的方式聽見聲音的。當我們把自己的聲音錄下來自己聽時,也是通過空氣傳播的方式聽見聲音。

因此你聽自己的錄音和别人聽見你的聲音是一樣,之所以你自己感覺不一樣,是因為之前,你聽自己的聲音都是通過骨傳導的方式,而聽錄音則是空氣傳播的方式,感覺當然不一樣啦。

現在明白了嗎?

本文是依照初中物理所講解的聲音,其實聲音涉及到的知識也是非常高深的,物理裡面就有聲學這個專業,大家有興趣的話,我們可以原理的角度聊一聊聲音。

以上就是本所所講的内容,希望對大家有所幫助,也希望大家能夠喜歡。

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