物理第2节 声音的特性课前预习课件ppt

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蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动，为什么我们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音?
第2节 声音的特性
1. 探究声音的特点
①比较牛与蚊子发出的声音有什么不同？
②比较两位歌唱家发出的声音有什么不同？
我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高，音调高；有的听起来低沉，声音低，音调低。
2. 音调：声音的高低叫作音调.
【提出问题】声音的音调高低和什么因素有关？【设计方案】控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的长短（改变钢尺振动的频率）。
如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。
3. 探究影响音调高低的因素
【实验步骤】①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的1/4伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；②再分别把钢尺的2/4、3/4伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中。
音调的高低与发声物体的 ____________有关。振动得越快，发出的声音音调 ______；振动得越慢，声音音调 _______。
（1）物理意义用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动快，则频率高；振动慢，则频率低。（2）定义：物体1s振动的次数叫频率。用符号 f 表示.（3）单位：赫兹，符号是Hz.如物体1s内振动了50次，则这个物体振动的频率f=50Hz.（4）音调和频率的关系频率决定声音的音调。频率越高、音调越高；频率越低、音调越低。
将音叉发出的声信号输入示波器、计算机或手机中，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边观察它们的波形有何不同。
演示实验—《观察声音的波形》
通过屏幕上的波形，我们看到：音调高的波形比较密集一些；音调低的波形比较稀疏一些。
（2）超声波 把高于20000Hz的声波叫作超声波，因为它们超过人类听觉的上限。（3）次声波 把低于20Hz的声波叫作次声波，因为它们低于人类听觉的下限。（4）声：声音、超声波、次声波统称声。
（1）可听声 多数人能够听到的声音频率范围为：20Hz～20000Hz。
6. 超声波和次声波
动物的听觉频率范围一般和人的不同。有的动物能听到超声波，例如：狗、猫、蝙蝠、海豚。有的动物能听到次声波，例如：狗、大象。
（5）人和一些动物的听觉频率范围
A．如图，实验用同样大小的力拨动钢尺，通过改变钢尺伸出桌面的长度，达到改变钢尺振动频率的目的，故A正确，A不符合题意；B．在多次实验过程中，每次都要用同样大小的力拨动钢尺，就是为了保持钢尺振动的振幅相同，这是运用了控制变量法，故B正确，B不符合题意；CD．通过观察实验现象可知，钢尺伸出桌面的部分越长，就振动得越慢，音调就越低；钢尺伸出桌面的部分越短，就振动得越快，频率就越高，音调就越高；故C正确，C不符合题意；D错误，D符合题意。
如图是“探究影响音调高低因素”的实验装置。下列说法不正确的是（ ）A．通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率B．多次实验中，保持钢尺振动的振幅相同，运用了控制变量法C．钢尺伸出桌面越长，振动越慢D．钢尺振动越快，频率越高，发出的声音音调越低
（1）定义：声音的强弱叫作响度。
声音有音调的不同，也有强弱的不同。
想一想：什么因素决定声音的响度呢？
【设计实验】将系在细绳上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。 使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。
2. 探究响度和什么因素有关
【进行实验】①把系好乒乓球的细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度；②用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察乒乓球被弹开的幅度。
【分析与论证】分别用不同的力敲击时，听两次音叉发出声音的强弱，观察两次小球被弹开的幅度；用力越大，乒乓球被弹开的幅度越大，声音的响度也越大。【实验结论】声音的响度与物体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度也越大。
演示实验——《影响响度的因素》
物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。
物体的振幅越大，响度越大；反之，振幅越小，响度越小。
4. 用波形图表示响度的大小
视频演示—《比较不同响度声音的波形图》
（1）响度的大小与振幅有关：发声体的振幅越大，产生声音的响度越大。 （2）响度的大小与人距发声体的远近有关：离发声体距离越远，声音越分散，响度越小。
为了增大响度，可以减小声音的发散。医生检查疾病用的听诊器、喊话器都是应用了这个道理。
5. 影响响度大小的因素
题中的“男低音”和“女高音”中的“低”和“高”专指音调的高低。由此可知，男低音比女高音音调低。 女高音“轻声”伴唱，“轻声”指响度不宜过大。所以A正确。
男低音独唱时由女高音轻声伴唱，对二人声音的描述正确的是（ ） A. 男低音比女高音音调低、响度大 B. 男低音比女高音音调低、响度小 C. 男低音比女高音音调高、响度大 D. 男低音比女高音音调高、响度小
这是不同的乐器演奏同一首乐曲。在音调和响度差不多相同时，你会发现声音还是不同的，你能够分辨出它们是哪种乐器发出的吗？
请欣赏古典音乐《梁祝》
将音叉、钢琴与长笛发出的声音分别输送到计算机（或示波器）中，观察声音的波形图，比较他们的波形有何异同。
视频演示—《不同音色的波形图》
1. 探究不同发声体的音色
根据观察到的声音波形可以知道：①音叉、钢琴、长笛发出的声音波形，总体上的疏密程度是相同的，即频率相同，音调相同.②振动幅度相同（振幅相同），响度相同.③波的形状不同，即音色不同.
频率的高低决定声音的音调，振幅的大小影响声音的响度。但是，不同的物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨出他们的不同。这表明在声音的特性中还有一个特性是十分重要的，它就是音色。声音的品质叫作音色，它反映了每个物体发出的声音特有的品质。
（2）音色是由发声体本身决定的，发声体有变化，音色也将变化。例如，有经验的铁路工人师傅，可以通过用铁锤敲击钢轨发出的声音的音色而得知钢轨上的螺丝是否松动。
3. 音色的决定因素
（1）音色是由发声体的材料、结构等因素决定的。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色就不同。“闻其声而知其人”就是利用每个人发出声音的音色不同来辨别的。
AI（人工智能）语音播报能够模仿不同人物的声音，是因为它学会了模仿人物声音中的哪个特性（　　）A．音调 B．响度C．音色 D．振动频率
不同发声体发出的声音音色不同，AI（人工智能）语音播报能够模仿不同人物的声音，是因为它学会了模仿人物声音的音色，故C符合题意，ABD不符合题意。
如图所示，将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动其伸出桌外的一端，轻拨与重拨钢尺，则钢尺发出声音的______不同；改变钢尺伸出桌面的长度，保持尺的振动幅度不变，则钢尺发出声音的______不同；换用一把塑料尺子继续实验，其他条件不变，则尺子发出声音的______ 不同。（均选填“响度”、“音调”和“音色”）
轻拨与重拨钢尺，会导致钢尺振动幅度不同，响度就不同；改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发声音调不同，换用一把塑料尺子继续实验，其他条件不变，则尺子发出声音的音色不同。
悠扬、悦耳，听起来很舒服的声音叫乐音。从钢琴和长笛的波形图中可以看出，乐音的波形是有规律的。
乐器可以分为打击乐器、弦乐器和管乐器等不同类型。（1）打击乐器编钟、鼓、锣等乐器受到敲击时发生振动，产生声音。演奏编钟时，敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音。击鼓时的力度越大，鼓面的振动幅度就越大，声音就越响亮。
（2）弦乐器 古琴、琵琶、二胡、小提琴和钢琴等乐器通过弦的振动发声。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，声音就越响。弦乐器通常有一个共鸣箱来使声音更洪亮。
（3）管乐器 箫和笛等乐器，包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声。手指在不同的音孔上，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。
在河南舞阳出土的8 000多年前的贾湖骨笛，可以吹奏出七声音阶，是我国迄今发现的最早的管乐器。单簧管、双簧管和各种号也是常见的管乐器。
古筝，因其音域宽广、音色优美、演奏技巧丰富、表现力强而被称为“众乐之王”，亦称为“东方钢琴”，是中国独特的、重要的民族乐器之一。如图所示是表演者弹奏古筝的情景，下列有关说法正确的是（　　）A．演奏时用力拨动琴弦，音调升高B．演奏时拨动琴弦越快，声音传播速度越快C．演奏前需要调弦，绷紧的弦发声的音调高D．演奏时的声音悦耳动听，细琴弦发声的响度大
A．演奏时用力拨动琴弦，琴弦振动的幅度会变大，响度变大，故A错误；B．演奏时拨动琴弦越快，琴弦振动的越快，音调越高，声音传播的速度是跟温度与介质有关，故B错误；C．演奏前需要调弦，绷紧的弦振动的快，发声的音调高，故C正确；D．演奏时的声音悦耳动听，是细琴弦发声的音色好，故D错误。
第2节 声音的特性
①声音的高低叫作音调.②影响因素：频率决定声音的音调.③波形图：音调高的波形比较密集一些.①响度：声音的强弱叫作响度.②影响因素：与振幅、传播距离和分散程度有关.③波形图：振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。①声音的品质叫做音色.②影响因素：由发声体的材料、结构等因素决定的.乐器可以分为打击乐器、弦乐器和管乐器等不同类型.
声音的特性——音调、响度、音色
振幅：物体振动的幅度。
频率：物体1s内振动的次数。单位：Hz.
指声音的高低（声音的粗细）
指声音的强弱（声音的大小）
由发声体振动的频率决定, 振动频率越高，音调就越高，频率低则音调低。
由发声体振动的振幅和距发声体的远近决定。振幅越大，响度越大；离发声体越远，响度越小。
不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
音色与振动的幅度、快慢无关。
练习与应用
1. 某种昆虫靠翅的振动发声。如果这种昆虫的翅在2s内振动了700次，频率是多少?人耳能听到吗?
单位时间内物体振动的次数，叫做频率。昆虫的翅膀在2s内做了700次振动，则昆虫的翅膀振动频率为f=700次/2s=35Hz人类听觉范围是20～20000Hz，而昆虫翅膀振动频率f=350Hz在人类听觉范围内，所以能听到这种昆虫振动翅膀发出的声音。
2. 生活中经常用“高”“低”来形容声音，如“女高音”“男低音”“引吭高歌”“低声细语”。这4个词语中的“高”“低”描述的各是声音的哪些特性?
“女高音”和“男低音”中的“高”与“低”是指发声体振动的快慢不同，即声音的音调不同。“引吭高歌”与“低声细语”中的“高”与“低”是指发声体振动的幅度不同，即声音的响度不同。
3．曲笛是一种竹笛，它的音域和二胡的相近。当曲笛和二胡轮奏某乐曲时，我们可以根据声音的哪个特性来区分这两种乐器?曲笛和二胡演奏同一个音高时，波形有什么相同和不同之处?
曲笛和二胡的发声结构不同，发出声音的音色不同，所以我们可以通过音色辨别两种乐器。曲笛和二胡演奏同一个音高时，音的频率相同，音色不同，所以，波的疏密程度相同，波的形状不同。
4．观察一件乐器。它是由什么振动发出声音的，又是怎样改变音调和响度的?
观察二胡乐器，二胡属于弦乐器，拨动二胡的弦时，弦振动，发出声音，说明声音由振动产生。因为振动频率与弦长度有关，所以通过改变弦的长短改变振动频率，当弦越长时，频率越低，音调越低。因为响度与振幅有关，所以通过弹弦的力度改变弦的振幅来改变响度，用力越大，响度越大。
5．在班里举行的小型音乐会上，用自己制作的乐器进行演奏，看看谁的乐器有新意，谁演奏得好。写出你的制作过程，看看以下制作方案能否给你启发。方案一：8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。敲击它们，就可以发出就可以发出“1，2，3，4，5，6，7，1”的声音来。方案二：在筷子上捆一些棉花或碎布，做一个活塞。用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管或竹管中。用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨音。上下推拉“活塞”，音调就会改变。
方案一：敲击水琴瓶，水和瓶子一起振动，水越多，振动得越慢，音调越低；方案二：吹气时，空气柱振动，上下推拉“活塞”，空气柱的长短发生变化，空气柱振动的频率发生变化，从而改变音调。
视频演示—《用瓶子做的水琴》
1. 百度地图是一款导航APP，在语音播报设置上，用户可从系统中众多演员的个性语音包中进行选择。用户更换语音包能变更声音的（　　）A．响度 B．音色C．音调 D．频率
不同人说话时的音色不同，用户可从中选择喜欢的公众人物作为导航播报员，这是利用软件模拟了这些人物发声的音色，故B符合题意，ACD不符合题意。
2．下列关于中国传统乐器的描述和分析，不正确的是（　　）A． 弹奏琵琶时，同样大小的力拨动粗细不同的琴弦，可以发出音调不同的声音B． 吹葫芦丝时，是因为空气柱振动产生了声音C． 吹陶笛时，按住不同的气孔是为了改变声音的音调D． 用大小不同的力敲击扬琴的同一位置，发出声音的音色不相同
A．弹奏琵琶时，同样大小的力拨动粗细不同的琴弦，琴弦振动频率不同，可以发出音调不同的声音，故A正确，不符合题意；B．声音是由物体振动产生，吹葫芦丝时，是因为空气柱振动产生了声音，故B正确，不符合题意；C．吹陶笛时，按住不同的气孔是为了改变空气柱振动的长短，进而改变空气中振动的快慢，改变声音的音调，故C正确，不符合题意；D．用大小不同的力敲击扬琴的同一位置，琴弦振动幅度不同，发出声音的响度不相同，故D错误，符合题意。故选D。
3. 曾侯乙编钟包含若干个大小不同的钟，用大小相同的力敲击不同的钟，发出的钟声不同，这是指声音的什么特性不同（　　）A．响度B．音调C．音色D．传播速度
音调与振动的频率有关。钟的大小不同，即体积不同，则质量不同，用相同的力敲击时，不同的钟振动的快慢不同，即振动的频率不同，所以发出的声音的音调不同。故B符合题意，ACD不符合题意。
4. 如图所示是甲、乙、丙三个声音在示波器上显示的波形图（纵轴数值的单位相同，横轴中1ms＝10-3s），以下判断正确的是（　　）A．乙比甲的响度大B．甲的音调比乙低C．甲比丙的频率小D．甲、丙的音色相同
A．如图，甲、乙图像的振幅相同，所以响度相同，故A错误；B．如图，甲0.2ms内均振动2次、乙0.4ms内均振动2次，甲的振动频率较高，音调较高，故B错误；C．如图，甲、丙0.2ms内均振动2次，所以频率相同，音调相同，故C错误；D．如图，甲、丙的波形相同，所以音色相同，故D正确。
5. 某调弦软件可以测量出吉他弦发声的参数，吉他声是由弦的______ 产生的。下图是先后两次拨吉他A弦后软件界面显示的内容，此时软件显示两次拨动产生的吉他声不同，主要是指声音的 ______（填“音调”“响度”或“音色”）不同。
声音是由物体的振动产生的，吉他声是由弦的振动产生的。图中所示发声体振动的频率不同，而频率影响声音的音调，因此音调不同。
5. 为了探究声音的三个特性，小伟同学用两把大小完全一样的钢尺和塑料尺分别进行了以下操作，如图所示。 （1）将钢尺一端紧压在桌面边缘，改变钢尺伸出桌面的长度，用大小相同的力拨动它，听声音看现象，从而得出了声音的音调与振动______的关系；（2）保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小______ （“不同”或“相同”）的力拨动它伸出桌面的端部，听声音看现象，从而得出了声音的响度与______的关系；（3）在上述探究过程中用到了控制变量法。下列研究问题的方法不是采用这种方法的是______ 。（选填字母代号）A．鼓声响度的大小与敲打鼓面的力度有关B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开C．琴弦发出声音的音调高低与琴弦长短、粗细、松紧的关系