1.声与信息
回声定位(或回声测距) 2.声与能量 (1)声波能传递能量.
(2)应用:超声除垢;超声碎石.
【基础知识讲解】 1.声与信息
信息是人们直接或间接感知的一切有意义的东西.任何事物每时每刻都在发出信息.善于收集和处理信息是学习物理及科学研究的重要技能.阅读本节课文“声与信息”这部分内容,说一说你得到了哪些信息.
回声定位,诊断疾病,检查机械故障等等,都是利用声携带的信息工作的.在日常生活中,人们挑选瓷器时,总是要轻轻地敲敲、听听,以此来判定瓷器的好坏.这也是对声传递信息的应用.在上述各种应用中,“回声定位”在科学、医学、生活中的应用非常普遍.利用你已有的知识,你能简单地说明回声定位的道理吗?
2.研究声与能量的方法
水波是一种波动 水波能使水面上的树叶随之起伏 水波能传递能量 声波也是一种波动 声波能使物体(火焰)摇动(吗?) 声波也能传递能量(吗?) 上表中,我们根据两个对象(水波和声波)之间在某些方面的相同或相似(都是一种波动),而推出它们在其他方面也可能相同或相似.这种推理方法叫类比.通过类比,我们不仅猜测“声波也能传递能量”,而且找到了检验猜测是否正确的思路和方法:即只要证明声波能使物体随之摇动,也就证明了“声波能传递能量”.
【学习方法指导】 1.声和声音
声和声音在物理学中是两个不同的概念:声的概念比较广,包括声音、超声、次声等;而声音的概念相对而言面要窄得多,它仅指人耳能感觉到的那部分声.
所以课本前四节分别讲的是“声音的产生与传播”“我们怎样听到声音”“声音的特性”“噪声的危害和控制”.围绕讲的都是人耳能听见的声;而第五节讲的是“声的利用”,不但有人耳听见的,而且有人耳听不见的,如超声波.
2.夏天的晚上,蚊子叮人实在难受,可小华家不点蚊香,也不喷杀虫剂,却没有蚊子.有人问小华:“为什么你们家不怕蚊子?”小华拿出一个盒子来说:“这个盒子能驱蚊.”这是为什么呢?
叮人的蚊子都是雌蚊,特别是育卵的雌蚊叮人更厉害.可雌蚊在育卵期却回避雄蚊,只要感觉到雄蚊的声音就逃之夭夭了.小华家那个盒子是一只电子蜂鸣器,能模拟雄蚊声音,雌蚊感觉到这种声音,以为雄蚊来了,就远远地避开了.
同步练习
1.声既能传递__________,也能传递__________.
2.超声清洗及超声碎石是利用声能__________的性质工作的,而回声定位则利用了声能__________的性质. 3.蝙蝠的视力很差,它们又只在夜间活动和觅食,它们是用__________的方法绕开障碍物并确定目标位置和距离的.
4.解释下列现象
根据下图1—12、图1—13、图1—14三幅图,说明超声波在工业、生活和医疗等领域各有什么应用.
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5.你会做下面的实验吗?
取两只完全相同的音叉,按图1—15所示的方式放置,注意要让两音箱的开口端相对.用细线悬挂一泡沫塑料球(或乒乓球)与左边的音叉轻轻接触.用锤敲击右边的音叉使其振动发声.观察左边的音叉及泡沫塑料球的反应,你会发现泡沫塑料球被弹起.这时用手握住右边音叉的叉股,使其停止振动.我们会听到左边音叉发出的声音.实际做一做,通过该实验能得出哪些结论?
图1—15
【思路拓展题】 做一做 材料
两个一样大的空饮料瓶. 实验
如图1—16,在水平桌面上放一个饮料瓶子.让一个朋友在几米外拿着另一个瓶子.指导你的朋友往瓶子里吹气,产生一个低调的哨音.哨音响了几秒钟之后,把你的耳朵贴在水平桌面上的瓶口附近,你听到了什么声音?是谁发出的这个声音?这一现象说明了什么问题?
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图1—16
参考答案
1.信息 能量 2.传递能量 传递信息 3.回声定位 4.图1-12:工业上用来探测零件内部是否有损伤 图1-13:生活上用来清洗厨房用具 图1-14:医疗上用来检查身体,治疗疾病 5.①空气能传声 ②声波传递能量.
【思路拓展题】 做一做
两个瓶子发出了相同的声音(共振)一个瓶中空气的振动引起另一瓶中空气的振动,这一现象说明声波传递了能量.
第一章复习声现象
1.音调、响度与音色区别
物理中音调指声音的高低,而响度指声音的大小,但生活中声音高低根据具体情况,有时指响度,有时指音调,含义不同.
【例1】 在音乐会上,一男中音独唱,同时有女高音轻声为其伴唱,从乐音特征分析,以下说法正确的是( ) A.男中音响度大、音调高,女高音响度小、音调低 B.男中音响度小、音调高,女高音响度大、音调低 C.男中音响度大、音调低,女高音响度小、音调高 D.男中音响度小、、音调低,女高音响度小、音调高
解析 音调的高低与发声体的结构和材料有关.成年男子的声带长而厚,音调低;儿童和妇女的声带短而薄,音调高.男中音发声浑厚有力,响度大.
答案 C.
关键 音调高低与发声体结构及材料有关;联系生活经验去感知. 3.探究影响乐音的要素
探究音调与物体振动频率关系,响度与振幅关系,通常根据所给器材来设计方案.最常见的是给出钢尺(或长20cm塑料学生尺).
【例3】 给你一把塑料米尺,利用它可做哪些声学实验,对每种实验说出实验方法过程、说明的物理问题及现象. 解析 要联系声音产生特点,影响乐音三要素,并结合所给器材答题. 答案
方案一 方案二
主要实验过程 伸出桌面用手拨动发声 使尺伸出面不同长度,研究或说明的物理问题 发声的物体在振动 音调与振动快慢关系 23
现象 物体振动发声 伸出越长,振动用相同力拨动 方案三
举一反三
使尺伸出桌面长度一定,用不同力拨尺 响度与振幅关系 快音调低 振幅越大,声音越大 1 将刻度尺的一端紧压在桌面上,另一端伸出桌面,拨动刻度尺使它振动,发现伸出越长,刻度尺振动越慢.口琴正是利用这一原理制成的一种乐器,它是靠金属片振动发声的,在演奏“12 34 56”乐曲片段的过程中( )
A.吹奏到的金属片越来越短,音调越来越高 B.吹奏到的金属片越来越长,音调越来越高 C.吹奏到的金属片越来越短,音调越来越低 D.吹奏到的金属片越来越长,音调越来越低 2 几个同学一起做“土电话”实验
(1)相距同样远,讲话者以同样响度的声音讲话,若连接土电话的线是棉线,听者听到声音的响度小,而改用细金属丝连接土电话,则听到的声音响度就大些,这一现象说明
;
;
(2)如果在使用土电话通话时,第三位同学用手捏住线上某处,则听者就听不到声音了,这是由于第三位同学捏住了线,使线停止了 (3)如果在使用土电话通话时,使线处于松弛状态,听者也听不到对方的声音,这说明拉紧的棉线比松弛的棉线
(填“善于”或“不善于”)传播声音.
答案:1AD
2 (1)材料不同传声效果不同 (2)振动 (3)善于
【典型热点考题】
例1 为什么在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮?
分析:本题的关键在于“屋子里”、“旷野里”.“屋子里”意味着四周有墙壁,声音发出后被其反射回来产生的回声与原声混合在一起,使原声加强,故听起来个“响亮”;而“旷野里”四周没有障碍物,声音发出后向四周传播出去,没有声音的反射,原声得不到加强
解答:在屋子里谈话时,声音被四周的墙壁反射回来,使回声到达人耳比原来的声音间隔不到0.1s,回声和原声就区分不出来而混合在一起,使原声得以加强,故听起来响亮;而在旷野里,发出的声音向四周传播后,响度会随距离的增加而减弱,听起来就没有屋子里响亮.
例2 人凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶原因何在?
分析:不论是蜜蜂还是蝴蝶,它们都是靠翅膀飞行,既如此,当然与振动相关.(如此将范围缩小)而振动就会有快慢之分——即频率,而人耳对振动的频率有一定的听觉范围,这就是此题的解题关键.
解答:蝴蝶每秒振翅5~6次,即5~6Hz,在人耳的听觉频率的下限(每秒20次,即20Hz)以下,人不能听到.而蜜蜂每秒振翅300~400次,即300~400Hz,在人耳的听觉频率范围(每秒20~20000次,即20~20000Hz)以内,因而能被人耳听到。
例3 先对音叉轻敲,然后重敲,下列叙述中哪些是实验表明的结果?
A.分别在两种情况下用悬吊着的小塑料球接触发声的叉股时,小塑料球被叉股弹开,重敲时小塑料球弹开得更远一些
B.两种情况下,音叉发出声音的音调不同,重敲时音调尖细一些 C.两种情况下,我们听到声音的大小不同,重敲时声音大一些 D.两种情况下,音叉发出的声音的速度不同,重敲时声速大一些
分析:敲响同一支音叉,发出声音的音色是相同的.对音叉轻敲,音叉的振幅小,响度也就小;对音叉重敲,音叉的振幅大,响度也就大.因此,选项A正确;轻敲、重敲音又不影响频率的大小,也就不影响音调的高低,故B是错误的;声音的大小即声音的响度,据前述分析,选项C是正确的;乐音与音调、响度和音色均有关,而与声速无关,且
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重敲、轻敲音叉不影响声音在空气中的传播速度,故选项D是错误的.
解答:A、C·
本章测试卷
一、理解与应用
1.电影《地道战》中的日军指挥官让人在地下埋几口水缸,并时不时把头探进缸里,以下有几种解释,你认为哪种说法正确?( )
A.甲说:“从水缸中能看见地道里游击队员的像,判断有无游击队员.” B.乙说:“从水缸中能听见地面下传来的声音,判断有无游击队员挖地道.” C.丙说:“防止自己的讲话被游击队员偷听.” D.丁说:“是为了藏匿物品.”
2.你观察过下列现象吗?安静的傍晚,狗或猫竖起耳朵警觉地谛听.这是( ) A.狗或猫在谛听无线电波 B.狗或猫在谛听火星发出的声音 C.狗或猫在偷听远处人们手机的对话
D.狗或猫听到人耳所不能觉察的某些频率的声音
3.小明晚上在睡觉时,将机械式手表放在枕头下,如图测4-1所示,他的耳朵在枕头上能比在空气中更清晰地听到手表秒针走动时的“嘀嗒”声,这现象说明( )
A.只有固体才能传声
图测 4-1
B.声音在固体中传声比空气中快 C.固体能将声音放大
D.声音在固体中传播时音调比在空气中高 4.关于声现象,以下知识结构错误的是( )
5.如图测4-2,小明同学面对悬崖大叫一声,经过1s
听到回声,小明与悬崖间的距离大约是( )
图测4-2 A.340 m B.170 m C.34m D.17m
6.下列的实验和实例,能说明声音的产生或传播条件的一组是( )
①在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动;②放在真空罩里的手机,当有来电时,只见指示灯闪烁,听不见铃声;③拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,比较两次的不同;④锣发声时用手按住锣,锣声就消失了
A.①②③
B.②③④ C.①③④ D.①②④
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