【教學結構】 本章講述的是一些與人們的生活和學習有關的聲學初步知識。即:聲音的發(fā)出和傳播;樂音的三要素──音調、響度和音色;噪聲的危害和控制。本章學習重點是:
1.知道聲音是由物體振動發(fā)生的。聲音產生于振動物體。物體只有在振動時才能發(fā)聲,振動停止了,聲音也消失了。各種振動著物體,都是聲源。聲源不一定是固體,氣體、液體也都可以。
2.知道聲音的傳播需要介質,真空不能傳聲。聲源振動發(fā)生的聲音,以波的形式通過物質(或稱介質)傳播,否則,人們就無法聽到聲音。同學們聽老師講課,傳播聲音的介質是空氣,漁民利用電子發(fā)聲器發(fā)出魚喜歡的聲音,把魚群吸引網中,靠水作介質傳播聲音。傳播聲音的介質可以是氣體、液體或固體。月球上沒有空氣,登上月球的宇航員之間只能用無線電進行聯(lián)系,說明真空中不能傳播聲音。
3.知道聲音在固體、液體中比在空氣中傳播速度大。在金屬中傳播的最快。掌握聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒。
4.知道回聲是聲音被物體反射而產生的。對著山崖,高墻喊叫,聲音會被這些物體反射回來,反射回來的聲音叫做回聲。當回聲到達人耳比原來的聲音滯后0.1秒以上,人們就能把回聲和原聲區(qū)分開。我們可以根據(jù)回聲現(xiàn)象測距離,測深度。
5.了解樂音的三要素、噪聲的危害及減弱噪聲的途徑。
6.能根據(jù)聲速計等有關問題。
【解題點要】
例1. 有一汽艇發(fā)生的汽笛聲,在4.5秒后聽到經高山反射回來的回聲,試計算高山和汽艇間的距離是多少米?
解:這類題目是利用聲音反射特性,計算聲源與障礙物之間距離的習題,應用十分廣泛。用這種方法可以測海的深度,探得水中障礙物位置等。解此類型題目時,要注意兩點:第一:聲音速度做為已知條件,必須要記住。第二:時間是總的時間,所以在計算時,要取數(shù)值的二分之一秒。
根據(jù)題意,本題的解如下:
已知:

求:S=?
解:∵
∴S=
。
例2. 聲音在空氣中傳播的速度是340米/秒,火車速度為90千米/時,火車在橋前某處鳴笛,5秒鐘后站在橋頭上的人聽到鳴笛聲,問再經過多少時間,火車到達橋頭?
分析:解這題的關鍵,必須要弄清楚幾個過程:第一:在5秒鐘內聲音和火車各走的距離是多少;第二:在到達橋頭時間里火車要走多少距離;第三:由
求出火車的時間。在解決時,分析物理過程,找出相應的物理量,運用公式求解這是解物理問題中不可缺少的步驟,千萬不要在沒弄清題意和物理過程時,亂套公式。根據(jù)題意,求解如下:
已知:
聲=340米/秒
5秒
火=90千米/秒=25米/秒
求:
=?
解:


火車在
時間內所走的距離為

答:在經過63秒時間,火車到達橋頭。
例3. 下列說法正確的是:( )
A.鼓的振幅越大時音調越高
B. 聲帶的振動頻率越大時聲音越響
C.要產生聲波,一定要使物體發(fā)生振動
D.當口琴和手風琴的音調和響度都相同時,就不能分辨哪是口琴,哪是手風琴的
音。
分析與解:音調、響度和音色是樂音的三要素。音調是指聲音的高低。它跟發(fā)聲體振動的頻率有關系。頻率越大,音調越高;頻率越小,音調越低。響度是指聲音的大小。它與發(fā)聲體的振幅有關系,振幅越大,響度越大;振幅越小,響度越小。響度還跟距發(fā)聲體的遠近有關。不同的樂器發(fā)出的聲音的特色不同,即音色不同,音色是由發(fā)聲體本身決定的,所以弄清正確答案必須要把這些概念弄清。有物體的振動,才產生聲音。而聲的傳播又必須有介質的存在。所以產生聲音的必要條件首先要有物體的振動。本題正確答案應選(C)
例4. 甲同學將耳朵貼在火車道的鐵軌上,乙同學在遠處敲一下鐵軌,那么甲同學可以聽到幾次響聲?為什么?
解:因為聲音在氣體、固體、液體中傳播速度不同,這個概念是分析該問題的關鍵。聲音在固體中傳播的速度最快。所以甲同學可以聽見兩次響聲。第一次聽到的是經固體(鐵軌)傳播的聲音,第二次聽到的是經氣體(空氣)傳播的聲音。
【課余思考】
1. 一只電鈴放入真空的玻璃罩內,接上干電池后,為什么只看到振動而聽不到聲音?
2. 你認為應當采取哪些措施來控制學校和家庭周圍的噪聲,以減輕它們對居民的危害?
【同步練習】
一、選擇題
1.蝴蝶在飛行時不停地扇動翅膀,但我們不能聽到蝴蝶飛行時的聲音,這是因為( )
A.翅膀振動不產生聲波
B. 人耳有故障
C.翅膀振動發(fā)出聲波響度不夠大
D.翅膀振動的頻率比較小
2.在月球上的宇航員只能通過無線電話交談,這是因為( )
A.宇航員戴頭盔
B. 宇航員說話的聲音不大
C.月球上沒有空氣
D.無線電波傳播的速度大
3.下列關于聲音傳播的說法中,正確的是( )
A.聲音可以在真空中傳播
B. 聲音不能在鋼絲中傳播
C.聲音可以在棉線中傳播
D.聲音不能在水中傳播
二、填空題
1.物體由于 發(fā)出聲音。物體的 ,發(fā)聲停止。
2.聲音不能 中傳播,在 、 和 都能傳播聲音。
3.某同學對著峭壁大喊一聲,2秒后聽到回聲,則反射聲音的峭壁和他的距離是
米。(聲速是340米/秒)
4.減少噪聲的途徑有 。
5.樂音的三個特征是 。
三、計算題
1.利用超聲波可測海洋深度,已知聲波在海水中的傳播速度是1.5×103米/秒,若發(fā)出信號8秒后收到反射回來的波,求海洋深度是多少?
2.甲同學把耳朵貼在長鐵管的一端,乙同學在另一端敲一下鐵管,甲同學可聽到兩次響聲,第一次由鐵管傳來,第二次由空氣傳來,設鐵管長為L,鐵和空氣傳播聲音的速度分別為V1和V2求兩次響聲相隔的時間是多少?
3.在汽車行駛的正前方有一座高山,汽車以43.2千米/時的速度行駛,汽車鳴笛2秒聽到回聲,求海底的深度是多少?
4.有人站在岸邊利用回聲測海底深度,他把恰好沒在海面下的鐘敲響后,經9秒鐘聽到回聲,求海底的深度是多少?(聲音在海水中的速度約為1490米/秒)
5.某部隊在實彈訓練演習中,用大炮瞄準飛機,開炮后經1.6秒看到飛機爆炸,再經4.8秒聽到爆炸聲,若空氣中的聲速是340米/秒,則:(1)炮彈的飛行速度是多少?(2)飛機離炮口多遠?
參考答案:
一、 1.D 2.C 3.C
二、 1.振動;振動停止
2.真空、固體、液體、氣體
3.340
4.在聲源處減弱;在傳播過程中減弱;在耳朵處減弱
5.音調、響度、音色
三、 1. 6×103米
2. 在第一次:
;
第二次:
△ 
3.聲音和汽車在2秒內所走的距離為S=340米/秒×2秒-12米/秒×2秒=656米,所以汽車司機聽到回聲距山距離S′=S/2=656米/2=328米
4.6705米
5.V 炮=1020米/秒;S=1623米