物理教案《聲音的產生和傳播》
一、教學目標
【知識與技能目標】：知道聲音靠振動產生，它的傳播需要介質，真空不能傳聲。
【過程與方法目標】：通過觀察和實驗的方法探究聲音的產生與傳播原理，培養初步的觀察能力和研究問題的方法。
【情感態度與價值觀目標】：通過師生雙邊的教學活動，體會從實驗得出結論，培養實事求是的科學態度，激發學習興趣，并樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理。
二、教學重難點
【重點】：一切發的物體都在振動，聲音的傳播需要介質。
【難點】：理解在空氣中聲波以疏密波的形式向四周傳播。
三、教學過程
(一)、新課導入
用視頻展示一組高山流水、蟲鳴鳥叫、交響樂、人聲嘈雜的畫面，引入從今天開始我們就一起學習聲現象。詢問學生有關聲現象，同學們想知道哪些知識呢?
預設：這些聲音是怎么產生的?又是怎樣傳播到我們的耳朵的呢?聲音為何不盡相同?為什么有的聲音動聽，而有的聲音卻是噪聲等等。
我們這節課就來研究聲音的產生與傳播，對其中的部分問題予以解答。(板書標題)
(二)、探究學習
1.聲音的產生
學生小活動：動手使身邊的盡可能多的物體發聲。
活動時注意觀察物體發聲與不發聲時有何不同?與同桌討論發聲的物體又有怎樣的共同特征。
預設：有抖紙張，彈橡皮筋，倒水，拍手，敲桌子，吹氣球，說話唱歌等等。
通過對比師生歸納聲音的產生實質都是在動。教師講解這實質是繞中心位置來回運動，物理學中稱之為振動。也即是說正在發聲的物體都在振動，振動停止則發聲停止。
提問：那么是所有發聲的物體都在振動嗎?
實驗探究：用錘敲擊音叉，請同學聆聽并觀察，可以聽到悅耳的樂器聲，但很難看到發聲的.物體音叉是否振動，如何才能觀察呢?教師介紹一個好的辦法，用鐵架臺下懸一只乒乓球，音叉挨著乒乓球，對比不敲擊和敲擊音叉時乒乓球的狀態，發現不敲擊時球靜止，敲擊時球有明顯跳動。
思考：乒乓球在什么情況下跳動?為什么跳動?請學生試著說一說。
通過觀察，知道敲擊音叉時才跳動。是因為敲擊時音叉發出聲音，音股在振動，靠近很輕的乒乓球時帶動球跳動。這種把叉股看不見的振動轉化為可以看見的乒乓球的跳動，物理學上稱這種研究問題的方法為轉化法。
請同學思考還有什么方法可以驗證，預設有同學提出了用水或者撒上胡椒粉等。請學生動手操作，觀察現象，并解釋原因。(把音叉放置水中，對比不敲擊和敲擊音叉時的狀況，可看到后者水花四濺，原因是發聲的音叉的叉骨在振動，放置水中會使得水發生振動甚至激起水花。也是轉化法。)
教師講解：科學家做了大量的實驗，均表明一切發的物體都在振動，我們把正在發聲的物體叫做聲源。
補充小資料：早期的機械唱片發聲原理。即將發聲體的振動記錄下來，需要時再讓物體按照記錄下來的振動規律去振動，這會產生與原來一樣的聲音，這樣就可以將聲音保存下來。
聲音的傳播
聲音是靠振動發聲的，那么聲源產生的聲音又是如何傳到人耳的呢?
演示實驗：聲音兩個相同的音叉A與B，相隔一段距離，A音叉靠近靜止懸掛的乒乓球，用力敲擊B音叉，發現乒乓球也會跳動。
提問：音叉B并沒有與乒乓球接觸，為什么球會振動，又是誰將振動傳給了A呢?
得出：他們之間只有空氣，應該是空氣傳播了聲音。
提問：那空氣又是怎樣傳播聲音的呢?
教師點撥：原來敲擊音叉時，叉股不停的左右振動，引起他周圍的空氣形成疏密相間的波動，并向遠處傳播，形成聲波。聲音就是以波的形式向外傳播，最后到達我們的耳朵，引起聽力。平時我們人與人的交流就是靠空氣傳播聲音的。
那只有空氣才能傳播聲音嗎?你還知道什么可以傳播聲音呢?同學們請看下面的實驗看看他又說明什么問題。
用氣球包裹一個手機，打開音樂，并將他懸吊起來，放入空桶中，可明顯聽到空氣傳播的音樂。接著往空桶中注入水，請學生觀察并聆聽是否還是可以聽到聲音，這一現象說明什么問題，什么可以傳播聲音。
結論：兩個實驗分別說明空氣是氣態，水是液態都能傳播聲音。
提問：那固態物質是否能傳播聲音呢?你又有什么具體實例來說明呢?
預設壓在枕頭下面的手表，可以通過枕頭傳播指針走動的聲音;土電話傳播聲音，有細線連接可以聽到，沒有細線不能聽見，說明細線可以傳聲。
總結：大量的實驗表明一切氣體、固體、液體都可以作介質傳播聲音。
提問：思考有沒有不能傳聲的地方呢?
預設月球上，兩名宇航員即使相距很近也要通過無線電來交談。這是因為月球上沒有空氣，也即是在真空狀態不能傳播聲音。
演示實驗：用小實驗輔助理解真空不能傳聲：把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內，用電動抽氣機逐漸抽走里面的空氣，注意聲音的變化。可以引導推想如果把罩內抽成真空，就不能聽到聲音了。再做對比實驗讓空氣逐漸進入玻璃罩，注意聲音的變化。
師生總結：聲音的傳播需要介質。傳聲的介質可以是氣體、固體或液體，真空不能傳聲。
聲速
聲音的傳播需要介質，那聲音的傳播需要時間嗎?
生活現象：生活中電扇雷鳴的天氣，我們總是先看見閃電，后聽到雷聲，這是為什么?
討論得出：聲音的傳播需要時間，也就是說聲音傳播有一定的速度。
教師講解：我們把聲音在介質中的傳播速度稱為聲速。它的大小等于聲音在每秒內傳播的具體。聲速的大小跟介質的種類和溫度有關。
展示ppt，列舉一系列聲音在介質中的出納博速度，請同學仔細觀察數據，有何發現?
可以看到在一般情況下，聲音在氣體中的傳播速度小于在液體、固體中的傳播速度。請學生記住聲音在15℃空氣中的傳播速度是340m/s。
引導同學聯系生活實際：一個同學在山谷間吶喊，那他的聲音大概是以什么速度向外傳播的呢?(340m/s左右)可是過一會兒就會聽到連續不斷的聲音，那這是什么現象呢?
教師講解：這是回聲現象，用物理的語言描述就是聲波遇到障礙物的反射現象。
提問：但是平常人們在講話時并沒有聽到回聲，那在什么情況下我們可以聽見原來的聲音和回聲呢?
教師講解：當障礙物離人較遠時，發出的聲音經過大于0.1s回到耳邊，人們能把回聲與原聲區分開;而當障礙物離得太近時，聲波很快反射回來，回聲與原聲混在一起，人耳難以分辨，但是會覺得聲音更響亮。
拓展小資料：回聲現象除了測量聲速之外還有很多應用。如在建筑學中我國天壇的回音壁巧妙利用回聲享譽中外，醫學上疾病監測，工業加工除塵，軍事中利用聲納海底探測等等。
(三)、應用提升
科學世界資料補充：《我們是怎么聽到聲音的》。生物課上知道基本過程就是外界傳來的聲音引起鼓膜振動，這種信號經過聽小骨及其他組織傳給聽覺神經，聽覺神經把信號傳給大腦，人就聽到了聲音。在這個過程中，任何部分發生障礙，人都會失去聽覺。如果只是傳導障礙，而又能想辦法通過其他途徑將振動產生的信號傳遞給聽覺神經，人們也能感知聲音。例如，聲音通過頭骨、頜骨也能傳遞到聽覺神經，引起聽覺。科學上把聲音的這種傳導方式叫做骨傳導。骨傳導常應用在工業和戰場上，利用骨傳導原理制成的助聽器、耳機等在生活中得到了廣泛應用。
物理學知識與生活緊密聯系，讓我們不禁感嘆好神奇的物理世界，它造福于我們的生活，讓生活更美好。
習題鞏固：將耳朵貼在長鐵管的一端，讓另外一個人敲一下鐵管的另一端，你會聽到幾次敲打的聲音?請說出其中的道理。
(四)、小結作業
師生小結：聲音的產生原因與傳播特性。
思考兩個問題：為什么我們能聽到房間里蚊子的嗡嗡聲?然而蝴蝶飛行時翅膀也在振動，我們卻聽不到蝴蝶翅膀振動的聲音，這又是為什么呢?帶著這個疑惑預習下一節課的內容，試著尋找答案。
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