初中物理沪科版八年级全册第三节 超声与次声教案

这是一份初中物理沪科版八年级全册第三节 超声与次声教案，共4页。教案主要包含了课前准备，名师解读点拨，拓展整合创新，当堂检测反馈，课后延伸阅读等内容，欢迎下载使用。

1. 人耳听到的声音频率范围有多大？什么是超声和次声？
（答案：人耳听觉频率范围在20 Hz至20000 Hz之间。高于20000 Hz以上的声音称为超声，低于20 Hz的声音称为次声。）
2. 超声和次声各有何特性？
（答案：超声波具有方向性好、穿透力强、对物体有很强的“破碎”能力，易于获得较集中的声能等；由于次声波的频率很低，因而它显示出了种种奇特的性质，其中最显著的特点是传播的距离远，而且不容易被吸收．）
二、名师解读点拨
知识点1：超声与次声
高于________Hz以上的声音称为超声，低于________Hz的声音称为次声。人耳听觉频率范围在________________Hz之间。
答案：20000 20 20 Hz至20000
【明确】我们平常听到的各种声音只是声音世界中的一部分，尽管听不到，却很有意义。
知识点2：超声及其应用
【想一想】超声有哪些的应用？
【点拨】超声波的应用是很广的。定向发射的超声在水中传播的距离比光和无线电信号远得多．模仿蝙蝠使用超声的道理，人类发明了声纳这种装在船只及潜艇上的装置．靠超声在水中传播时碰到物体产生回波，来测定距离，确定位置，能发现对手，或保证航行安全；超声具有很强的穿透能力，超声诊断仪（B超）可以用来检查、治疗人体疾病，超声探测仪能探测金属内部存在的缺陷；超声对物体有很强的“破碎”能力，能将一般情况下不能混合的液体（如油和水）混合在一起，可用在化学工业上，它还能破坏细菌结构可对医疗器械和食物等进行杀菌消毒。用超声处理过的种子可以缩短发芽时间，提高发芽率。
【注意】超声仍是一种声音，声音的传播需要物质，利用超声来测定距离确定位置时需要有传播的物质。
知识点3： 次声及其应用
【想一想】哪些情况可产生次声？
【点拨】火山爆发、坠人大气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、电离层扰动，等等．利用人工的方法也能产生次声波，例如核爆炸、火箭发射、化学爆炸，等等．
【说明】许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生．预测自然灾害性事件，探测出这些次声源的有关参量．
【想一想】次声有何破坏性？
【点拨】次声能量很高，能使机器设备破坏、飞机解体、建筑物破坏；在强次声环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破坏，危及生命。生活中，由于人耳无法听到次声，所以要尽量防止次声的产生，远离次声源。
三、拓展整合创新
类型之一：超声与次声
【例1】（05年四川）物理教科书上有下列两则信息，如图1和如图2所示
根据上述两则信息，可以判断下列说法正确的是
A.人凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶
B.狗凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶
C.猫凭听觉能发现飞行的蝴蝶，不能发现飞行的蜜蜂
D.人凭听觉能发现飞行的蜜蜂，不能发现飞行的蝴蝶
解析：从图1和图2所给出的信息中可知人的听觉频率范围为20Hz——20000Hz，狗的听觉频率范围为15Hz——50000Hz，猫的听觉频率范围为60Hz——65000Hz，蝴蝶每秒振翅五六次，即发声频率为5 Hz——6 Hz，不在人的听觉频率范围内，也不在狗和猫的听觉频率范围内，所以A、B、C答案均不正确。蜜蜂发声频率在人的听觉频率范围内，所以答案D正确。
【变式题】（05年绍兴市）300年前，意大利科学家做了这样一个实验：在房间里挂了许多铃铛，然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠有任何限制，铃铛未响；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房间中的铃铛响了。下列问题不是该实验所研究的是（ ）
A.蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的B.眼睛对蝙蝠飞行是否起作用
C.耳朵对蝙蝠飞行是否起作用D.铃铛是怎样发声的
解析：该实验所研究的是蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的, 第一次未对蝙蝠有任何限制，铃铛未响,说明蝙蝠有“绝技”，第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响，说明眼睛对蝙蝠飞行不起作用，第三次塞住蝙蝠的耳朵，房间中的铃铛响了，说明耳朵对蝙蝠飞行起了作用。至于铃铛是怎样发声的不是该实验所研究的问题。答案：D
类型之二：超声及其应用
【例2】根据下列图所示的三幅图，说明超声波在生产和生活方面有什么应用．

解析：从上面几点可以看出超声波的应用是很广的．主要表现在：第一，超声波频率高，振动迅速，可利用它来清洗、力口工和消毒；第二，超声波的穿透本领大，在工业上用来检验金属内部是否有裂痕、气泡等；第三，超声波在医学上应用很广．医院里的“B超”应用的就是超声波．
【变式题】下列距离不能用声波来测量的是（ ）
A．海的深度 B．相距很远的两高山之间的距离
C．地球到月球之间的距离 D．很长的钢管的长度
解析：声音的传播需要物质，所不能以用声波来测量的是地球到月球之间的距离。答案：C
类型之三：次声及其应用
【例3】由于人类还不能准确地预测地震，因此地震发生时常导致很多人在灾害中丧生。但一些小动物对地震的预警却比人类要好的多，其原因是小动物（ ）
A．能听到声波的频率较高 B．能听到地震中的次声波
C．能听到地震中的超声波 D．能听到响度很小的声音
解析：次声源有：火山爆发、坠人大气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风等，地震发生时能产生次声波，人耳听不到，一些小动物能听到地震中的次声波，对地震的预警却比人类要好的多。答案：B
【变式题】一艘国际商船在“火地岛”，发现了多年前神谜失踪的“马可波罗”号帆船，而船上的一切设备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的“死亡谜”。原来都死于风暴所产生的 。
解析：风暴发生时能产生次声波，在强次声环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破坏，危及生命。答案：次声波
类型之四：综合应用创新
【例4】[阅读材料]
⑴ 蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔，用蜡封住其耳朵，虽然把它放在明亮的房间里，仍像喝醉酒一样，一次一次地碰到障碍物，后来，物理学家证实了蝙蝠能发出 ① 波，靠这种波的回声来确定目标和距离。
⑵ 如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子，可以发现声音的 ② 和盛水量有关。如果调节适当，可演奏简单的乐谱，由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
⑶许多年前，“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪，经过多年的研究，揭开了“死亡之迷”，他们都是死于亚声，这是一种人耳听不到的声音，频率低于20Hz，而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似，当二者相同时，会形成内脏的共振，严重时，把内脏振坏而丧生。
请回答⑴ 请你将上面短文中①和②两处补上恰当的文字：①________，②_________
⑵ 亚声是指我们学过的_____________。
⑶ 从短文⑶中可以看出，人体内脏的固有频率大致是________左右，声具有_______。⑷ 从短文⑵中可以看出，所填的物理量②与_______有关,关系__________________________.
解析：⑴ 超声波；音调。⑵ 次声波。⑶ 20Hz；能量；频率；声源振动的频率越高，声音的音调越
四、当堂检测反馈
1．一个声源2min内振动了720次，它的频率为是___________Hz，人耳___________（能/不能）听到该声音；小明同学练声时，发出声音的频率是200Hz，则他的声带每秒钟振动___________次。
解析：频率表示振动的快慢，用每秒振动的次数来表示，一个声源2min内振动了720次，即120秒内振动了720次，每秒振动的次数为6次，所以它的频率为6Hz，小于20 Hz，人耳不能听到该声音；小明同学练声时，发出声音的频率是200Hz，则他的声带每秒钟振动200次。 答案： 6 不能 200
2.听不见的声音包括 波和 波。 波可以传很远，容易绕过障碍物而且无孔不入； 波可以用来清洗和焊接物体。
答案：超声波 次声波 次声波 超声波
3.蝴蝶在飞行时不停地扇动翅膀，我们听不到蝴蝶飞行的声音，这是因为（ ）
A．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是超声波 B．蝴蝶在飞行时翅膀不产生声波
C．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是次声波 D．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是声波，但声音太小
解析：人耳听觉频率范围在20 Hz至20000 Hz之间。蝴蝶在飞行时翅膀产生的是次声波，人耳听不到蝴蝶飞行的声音。答案：C
4.下列现象不属于利用超声波的是（ ）
A．蝙蝠飞行时的定向 B．医生利用“B”超给病人检查
C．利用声波清洗精细的零件 D．优美的小提琴演奏声
答案：D
5.一个声源在振动，但人耳却听不到声音，可能的原因有哪些?
答案：(1)声源的频率过高．(2)声源的频率过低．(3)声源的振幅太小．(4)声源与人耳没有传声介质．(5)人耳距声源太远
五、课后延伸阅读
一些动物的“声呐”
声呐并非人类的专利，不少动物都有它们自己的“声呐”。蝙蝠就用喉头发射每秒10-20次的超声脉冲而用耳朵接收其回波，借助这种“主动声呐”它可以探查到很细小的昆虫及0．1mm粗细的金属丝障碍物。而飞蛾等昆虫也具有“被动声呐”，能清晰地听到40m以外的蝙蝠超声，因而往往得以逃避攻击。然而有的蝙蝠能使用超出昆虫侦听范围的高频超声或低频超声，从而使捕捉昆虫的命中率仍然很高。看来，动物也和人类一样进行着“声呐战”！海豚和鲸等海洋哺乳动物则拥有“水下声呐”，它们能产生一种十分确定的讯号探寻食物和相互通迅。
海豚声呐的灵敏度很高，能发现几米以外直径0．2mm的金属丝和直径lmm的尼龙绳，能区别开只相差1/200 s时间的两个信号，能发现几百米外的鱼群，能遮住眼睛在插满竹竿的水池子中灵活迅速地穿行而不会碰到竹竿；海豚声呐的“目标识别”能力很强，不但能识别不同的鱼类，区分开黄铜、铝、电木、塑料等不同的物质材料，还能区分开自己发声的回波和人们录下它的声音而重放的声波；海豚声呐的抗干扰能力也是惊人的，如果有噪声干扰，它会提高叫声的强度盖过噪声，以使自己的判断不受影响；而且，海豚声呐还具有感情表达能力，已经证实海豚是一种有“语言”的动物，它们的“交谈”正是通过其声呐系统。尤其是仅存于世的四种淡水豚中最珍贵的一种－我国长江中下游的白鳍豚，它的声呐系统“分工”明确，有为定位用的，有为通讯用的，有为报警用的，并有通过调频来调制位相的特殊功能。
多种鲸类都用声来探测和通信，它们使用的频率比海豚的低得多，作用距离也远得多。其他海洋哺乳动物，如海豹、海狮等也都会发射出声呐信号，进行探测。终身在极度黑暗的大洋深处生活的动物是不得不采用声呐等各种手段来搜寻猎物和防避攻击的，它们的声呐的性能是人类现代技术所远不能及的。解开这些动物声呐的谜，一直是现代声呐技术的重要研究课题。