初中物理人教版八年级上册第3节 声的利用优质学案

人教版 八年级  第二章  声现象

  第3节 《声的利用》导学案

【学习目标】

1．知道声波能传递信息和能量。

2．了解现代技术中与声有关的知识的应用

【学习重点】：声音可以传递信息和能量

【学习难点】：能辨别实际事例属于哪方面的应用

【自主预习】

阅读课本P38---P40页内容，完成下列填空：

1.声波可以传递信息.

2.蝙蝠通过回声定位的方法可以确定目标的位置和距离.

3.利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，捕鱼时渔民可以获得水中鱼群的信息.

4.医生向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上，这就是平时说的“B超”.

 5.声波可以传递能量.

6.声波可以用来清洗钟表等精细的机械.

7.外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石.

【合作探究】

探究一：声与信息

1.声音是人们获取信息不可缺少的渠道

（1）我们时时刻刻都在利用声音传递信息，我们彼此之间的谈话，教师在课台上的讲课声，同学们课下的交谈与交流声等都是在传递信息。

（2）听到雷声就知道马上要下雨利用了声音传递信息，听诊器了解病人的病情，铁路工人敲击铁轨可知道是否有松动的螺栓是利用了声音传递 信息。

想想议议：自然界中的声现象实在是太多了。除了人类，动物中也有不少是利用声的高手。你能举出一些例子吗？

大象无声的交流---大象的活动是在无声无息中进行的，大象主要靠笨重的身体和缓慢的踏步给山那边的同伴传递信息，所以大象能听到人类听不到的次声波。这些“悄悄话”蕴藏多种信息。

2.次声波传递信息                                                       水母

（1）次声波指振动频率低于20Hz的声波。大自然的许多活动，如地震、火山爆发、台风、海啸等，都伴随有次声波的产生。次声波传播的距离很远，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发生的 方位和强度；

（2）次声波的特点：破坏力强、能量大、传播距离远。

（3）利用次声波传递的信息

①利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。

②预测自然灾害性事件。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。

2004年12月26日印度洋发生海啸，这场突如其来的灾难给印尼、斯里兰卡、泰国、印度、马尔代夫等国造成巨大的人员伤亡和财产损失。但是，大多数海洋生物可以存活，比如水母是其中之一。由于次声波的传播速度要比风暴和波浪快得多，所以，水母才能提前收到海啸产生的次声波，迅速采取躲避措施。

3．超声波传递信息

（1）回声定位：

蝙蝠在夜间是怎样发现前面的障碍物或猎物的呢？科学家通过向蝙蝠学习制作出的科学仪器叫做什么？

蝙蝠飞行时发出 超声波 ，这些  超声波  碰到墙壁或昆虫时会 反射回来 ，根据回声到来的 方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离，这种方法叫做回声定位，科学家根据这个原理，发明了超声导盲仪。          

蝙蝠靠超声波发现昆虫             倒车雷达                 利用声呐探测海底的深度和鱼群

（2）倒车雷达：小轿车上的倒车雷达就是根据回声定位的原理制成的。它帮助司机对于视线盲区，如倒车时，准确看清危险区或障碍物，及时定位。

（3）声呐：

根据回声定位原理，超声波遇到障碍物又会反射回来，并且在水中能传播得很远。于是，人们利用它制造出水下探测和通讯仪器——声呐.利用声呐系统，人们可以探测海洋的深度，绘出水下数千米的海底地形图；渔民利用声呐获得鱼群信息.

（4）B超

B型超声波诊断仪在医疗领域中的应用非常广泛，其工作原理与声呐相似：医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，然后接收体内脏器的反射波，反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上，可以准确地获得人体内部疾病的信息。

（5）超声波探伤仪: 超声探测仪探测金属内部有无缺陷等

原理：在工业生产中常常运用超声透射法对产品进行无损探测。超声波发生器发射出的超声波能够透过被检测的样品，被对面的接收器所接收。如果样品内部有缺陷，超声波就会在缺陷处发生反射，这时，对面的接收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信号。这样，就可以在不损伤被检测样品的情况下，检测出样品内部有无缺陷。

还有：超声波测速仪、超声波测厚仪等应用。

     B超                超声波探伤仪            超声波测速仪             超声波测厚仪

综上所述，我们发现声音的一个重要应用是_传递信息。

探究二：声与能量

1．水波能传递能量

把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的波纹向四周散去，水面上的树叶也随之起伏，扔石头的能量通过水波传给了树叶。水波是一种波动，说明水波能传递能量。

提出问题：声波也是一种波动，那么，声波能传递能量吗？

2. 实验探究：声波是否能传递能量

去掉可乐瓶的瓶底，给开口处蒙上橡皮膜并扎紧，对着火焰敲橡皮膜。

发现敲橡皮膜时，火焰 会 （填“会”或“不会”）摇动，这说明声波可以传递能量.

3. 超声波的特点：超声波产生的振动比可闻声更加强烈，能量大、穿透力强、方向性强、沿直线传播。

4．超声波的应用

（1）常用来清洗物体

把需要清洗的物体放在清洗液中，超声波穿过液体并引起激烈的振动，振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。有一种电子牙刷，如图所示，它在工作时能发出高频超声波，直达牙刷毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。这种电子牙刷的工作原理表明声能传递能量(选填“信息”或“能量”)。

    超声波清洗机                       超声波牙刷                          超声波碎石机

（2）利用超声波粉碎结石

外科医生常利用超声波振动除去人体内的结石。向人体内结石发射超声波，结石会被击成细小的微粒或粉末，再通过服用辅助排泄的药物，结石就可以顺畅地被排出体外。

探究三：科学世界---建筑声学的杰作

1.在教室里说话听起来比在操场上说话响一些，是利用(选填“利用”或“减少”)回声。原因是：声音遇墙壁会反射回来，使回声与原声叠加；而音乐厅、影剧院的墙壁做成粗糙不平的形状(俗称“燕子泥”)。这是为了减小回声，墙壁的坑坑洼洼可以吸收声音，防止过多回声干扰。

2.我国古代建筑师的杰作——北京天坛的回音壁、三音石和圜丘，它们都是利用声音的反射建成的。

【精讲点拨】

1.蝙蝠的超声定位系统在确定目标方位的精确度、抗干扰能力等方面都远优于现代的无线电定位器，深入研究动物身上各种器官的功能和设备，是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学.可以引导学生注意由仿生学的角度打开技术创新之门.

2.在理解声波传递能量时，为便于理解，可以采用水波来类比.                      

【归纳整理】

【当堂练习】

1.（2020年山西省）小明家购置了一台超声波洗碗机。餐具放进洗碗机水槽中，超声波穿过水对餐具内外表面、狭缝等部位进行有效清洗，洗碗机发出的超声波（　　）

A．是由物体振动产生的 B．只能在水中传播 

C．传播速度是3×108m/s D．不能传递能量

【答案】A

【解析】A、超声波是声波，是由物体振动产生的，故A正确；

B、超声波可以在任何介质中传播，故B错误；

C、光在真空中的传播速度是3×108m/s，超声波在水中的传播速度远小于此数值，故C错误；

D、超声波可以传递信息，也能传递能量，故D错误。故选：A。

2.（2020 泸州市）夏季，泸州市江阳公园的音乐喷泉随音乐舞动，供市民欣赏。以下关于声现象说法正确的是（  ）

A. 音箱发出的音乐不是振动产生的

B. 声音在传播过程中，可以传递信息

C. 区别吉它和小提琴的声音是因为它们的音调不同

D. 声波在不同介质中传播时，速度保持340m/s不变

【答案】B

【解析】A．声音是由物体振动产生的，故A错误；

B．声音可以传递信息和能量，故B正确；

C．不同的乐器的材质和结构不同，它们发出的声音音色不同，故区别吉它和小提琴的声音是因为它们的音色不同，故C错误；

D．声音的传播速度与介质的种类和介质的温度有关，在相同温度下，介质不同，声音传播的速度不同；在同种介质中，介质的温度不同，声音传播的速度不同，故D错误。故选B。

3．（2020四川省成都市）如图是警察利用无人机对行人“喊话”时的情景，该情景能说明（　　）

A. 声音只能向一个方向传播

B. 声音的响度与距离无关

C. 声音可以在空气中传播

D. 声音不能传递信息

【答案】C

【解析】A．声音是以波的形式向四周传播的，故A错误；

B．声音的响度除了与振幅有关，还与传播距离有关，距离越短，响度越大，反之越小，故B错误；

C．声音的传播需要介质，介质有空气、液体、固体三类，所以声音能够在空气中传播，故C正确；

D．声音能够传递信息与能量，故D错误。故选C。

4.（ 2020泰安市）下列有关声现象的说法中，正确的是（　　）

A. 人们根据音色来辨别长笛和二胡发出的声音

B. “隔墙有耳”可以说明真空能够传播声音

C. “不在公共场所大声喧哗”是要求人们说话音调要低

D. 用超声波除去人体内的结石，说明声波能传递信息

【答案】A

【解析】A．不同发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同，人们根据音色来辨别长笛和二胡发出的声音，故A正确；

B．“隔墙有耳”可以说明固体能够传播声音，故B错误；

C．“不在公共场所大声喧哗”是要求人们说话响度小一些，故C错误；

D．用超声波除去人体内的结石，说明声波能传递能量，故D错误。故选A。

5．（2020 辽宁省朝阳市）疫情期间，村书记杨百顺每天都通过大喇叭向村民通报疫情，下列说法正确的是（   ）

A. 村民能听到杨百顺的声音，是因为空气能传声

B. 杨百顺说话时，他发出的声音是大喇叭振动产生的

C. 村民听到杨百顺的声音后，对战胜疫情充满信心，说明声音能够传递能量

D. 村民根据音调，判断出讲话的人是杨百顺

【答案】A

【解析】A．村民能听到杨百顺的声音，是通过空气传播到村民耳中的，故A正确；

B．杨百顺说话时，他发出的声音是他的声带振动产生的，故B错误；

C．村民听到杨百顺的声音后，对战胜疫情充满信心，说明声音能够传递信息，故C错误；

D．因人的声带结构不同，发出的声音的音色不同，故村民根据音色，判断出讲话的人是杨百顺，故D错误。故选A。

6．（2020本溪铁岭辽阳）如图中是中国古代的计程车—“计里鼓车”。当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓，鼓面由于______发声，当车走到里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器），人们根据鼓和镯发声的______（填“响度”或“音色”）不同，确定车行驶的是一里还是十里，这是利用声传递______（填“信息”或“能量”）。

【答案】    (1). 振动    (2). 音色    (3). 信息

【解析】[1]声音是由物体的振动产生的，车上的木人就敲一下鼓，鼓面由于振动产生声音。

[2][3]不同物体的材料和结构不同，发声的音色不同，人们根据鼓和镯发声的音色不同，确定车行驶的是一里还是十里，属于利用声音传递信息。

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。