引入各种有趣的实验,再加以图片展示,有趣的视频实验现象,大大引起了学生对物理这门新学科的兴趣。
2、物理是有用又有趣的 (1)重视实验和观察
(2)勤于思考、着重理解
(3)重视知识的应用
1、物理是研究什么的 3、怎样学好物理
1.1希望你喜爱物理
一个同学在自来水质中的声速管上敲一下,另一个同学靠在远处的自来水管上昕,如果两个位置相隔足够远,他会听到三响。
一敲三响的道理很简单:第一个响声是自来水管子传送来的,声波在金属里传播得最快;
第二个响声是自来水管里的水送来的,声波在水中传播得较快;第三个响声是空气送来的,它传播得最远.
第一次测定声波在水中的速度,是1827年在瑞士的日内瓦湖进行的:用两只船,在甲船上,实验员先向水里放下一口钟,敲钟的同时,点燃船上的火药.乙船停在14千米远处,实验员向水下放一个听音器,然后注意观察甲船,看见闪光后马上记时间,测出几秒钟后才能听到钟声.实验的结果是,声波在水中的速度大约是空气中声速的四倍多(1 450米/秒).
声速也受温度影响.海水里含有盐类等多种矿物质,含盐等矿物质的多少也对声速有影
响.在各种因素中,温度对声速影响最大,温度每升高1℃,水中声速大约增大4.6米/秒.一般认为海水中的声速是1 500米/秒,约是大气中声速的4.5倍.
科学家们还测出了各种液体里的声速.在20℃时,纯水中的声速是1 482.9米/秒;酒精中的声速是1 168米/秒;水银中的声速是l 451米/秒;甘油中的声速是1 923米/秒.由此可见,声音在液体中传播大都比在大气中传播快许多,这和液体中的分子紧密程度有关.
固体中的声速也各不相同,经过反复测定发现,声波在固体中用纵波和横波两种形式传播,这两种波的波速也不相同.例如,在不锈钢中,纵波速度是5 790米/秒,横波速度是3 100米/秒.把不锈钢做成棒状,棒内的纵波速度是5 000米/秒.在金属中,铍是传声的能手,在用铍做的棒内,声波的纵波速度达到12 890米/秒,是大气声速的38倍.聚乙烯塑料传声本领较差,聚乙烯棒中的纵波速度只有920米/秒,不及水中声速快.软橡胶富有弹性,声波传播极慢,只有30-50米/秒.
在首都北京市区的东南部,坐落着一个驰名中外的天坛公园.那里本来是明清两代帝王祭天和祈祷丰年的祭坛,最初建设于明代永乐十八年(1420年).天坛是我国最壮观、最有特色的古建筑之一.不过,从声学上看,我们最感兴趣的是回音壁、三音石和圈丘.
天坛第一声学奇迹是回音壁.回音壁是一个圆环形的围墙,高约3.72 m,直径61-5 m.在
回音壁内的圆形场地上,偏北有一座圆形的建筑物口旷皇穹宇”,它与回音壁内壁间的最短距离是2.5 m;同时东西对称地盖着两座房屋.人们一进回音壁,往往第一件事便是与同伴贴着围墙作远距离的耳语.人们讲悄悄话,一般在6 m以外就听不见.而在回音壁边上讲,传播却要远得多.即使你和同伴分别在直线距离为45 m的甲、乙两处轻声对话,彼此还听得清清楚楚,就像同伴在跟前与你说话一般.
这个声学奇迹是怎样形成的呢?原来语音的波长只有10-300 cm,比回音壁半径要小得
多,因此在这种场合下可以认为声波是直线前进的.语音在甲、乙两处之间传播,一部分以束状沿围墙连续反射前进,全程有129 m;一部分沿直线直接通过空气传播,全程才45 m.因为墙面相当坚硬光洁,对声音的吸收小,是声音的优良反射体;而且在回音壁的具体条件下,声波沿墙面连续反射都是全反射,没有穿人墙体内部发生折射的部分,所以声音在传播中衰减很小.两个人在甲、乙两处发出轻声细语,通过墙面传播的声波,尽管走了129 m,对方还能听清楚,就像打电话一样.而直接经过空气传播的声波却衰减很快,只走6 m就消失了,根本传不到45 m外的对方耳朵里.这就是神秘的回音壁的声学原理.
天坛的第二声学奇迹是三音石.它在从皇穹字通往围墙门口的一条白石铺成的路上,从皇穹宇台阶沿这条路数到第三块石头便是.游人们一到这里就鼓掌.鼓掌一下,可以听到五六次回声.因为三音石正好在回音壁内圆心上.鼓掌声沿着四面八方的直径在墙间来回反射.因为围墙为圆形,每次声波从围墙反射回来在圆心会聚,便是一次回声.只是由于声波在来回反射的过程中逐渐衰减,因此回声一次比一次微弱.五、六次后,回声就微弱到听不出来.
天坛的第三声学奇迹是圜丘.圜字是圆字的古体,丘字原意是小山、土堆子.不过,圜丘不是圆形土堆子,而是青石砌成的高台,这里是真正的祭天的祭坛.因为古人流行着“天圆地方”的不正确说法,所以圈丘砌成圆的,它外面的围墙筑成方的.圜丘是三层的石台,每层都有台阶可以拾级而登.每层台的周围都有石栏杆.最高层离地5 m多,半径15 m.
人们登上台顶,站在圜丘的圆心石上,往往又是喊话,又是拍手,这时听到的声音特别洪亮.这又是什么缘故呢?原来台顶不是真正水平的,而是从中央往四周坡下去.人们站在台中央喊话,声波从栏杆上反射到台面,再从台面反射回耳边来;或者反过来,声波从台面反射到栏杆上,再从栏杆反射回耳边来.又因为圜丘的半径较短,所以回声比原声延迟时间短,以致相混.据测验,从发音到声波再回到圆心的时间,只有零点零七秒.说话者无法分辨它的原音与回音,所以站在圆心石上听起来,声音格外响亮.但是站在圆心以外说话,或者站在圆心以外听起来,就没有这种感觉了.
天坛的声学奇迹是我国古代建筑匠师的卓越创造.
(一)声的产生
[探究]声音是怎样产生的?
师 请每组选一名同学,做各种活动?使物体发声,其他同学仔细观察.
生 把一根橡皮筋张紧,拨动橡皮筋,橡皮筋振动发出声音.
生 把一只塑料尺压在桌边,使一端伸出桌外,用手拨动尺的伸出端,尺振动发出声音·
生 用鼓槌打击鼓面,鼓面振动,听到洪亮的击鼓声.
生 拨动小提琴的琴弦,弦振动发出悦耳的琴声.
生 我这个活动,需要全体同学来配合一下:请同学们把手指放在喉结处,让我们从1数到l0,声带振动,发出声音.
师 通过同学们的探究活动,总结概括物体发声时的共同特征.
生 打击或拨动物体可以产生声音.
生 我们发声时没有打击,也没有振动
生 所有发声的物体都在振动.
生 声音是怎样产生的?
生 声音是由物体的振动产生的.
师 经过我们的共同努力,声音产生的奥秘被我们揭开了,为我们的成功合作鼓掌·
[想想议议]
师 物体振动发声的现象真是太多了,同学们能列举出生活及自然界中一些神奇的发声现象吗?
生 吹口琴的声音,是由于气流的冲击,琴内的弹簧片发生振动发出的.
生 悠扬的萨克斯声是由于气流通过管时,使管内空气柱振动而发出的·
生 吹口哨声是口腔内空气振动产生的.
生 炎热的夏天,响亮的蝉鸣是蝉的发音肌收缩时引起发音膜的振动而产生的·
生 气球爆炸声是气球膜的爆裂引起周围空气的振动而产生的.
生 声势浩大的瀑布声是水撞击石头,引起空气的振动发出声音.
生 笑树能发出笑声是果实的外壳上面有许多小孔,经风一吹,壳里的籽撞击壳壁发出声音......
师 同学们刚才列举了生活与自然界中丰富多彩的声音,而且能把所学的知识应用到实
践中去,这很好.关于声音的发生,同学们还有什么疑问呢?
生 我们平常听唱片、录音是怎么回事?
师 同学的这个问题提得很好.振动可以发声,如果将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来.唱片上有一圈圈不规则的沟槽,当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,这样
就把记录的声音重现出来了.随着科学技术的进步,人们还发明了用磁带和激光唱片记录声音的方法.
1.通过教师、学生双边的教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
2. 注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识.
教学设计
教学重点 通过观察和实验,探究声音的产生和传播.
教学难点 1.组织、指导学生在探究过程中仔细观察、认真分析,并能得出正确结论.
2.声音的传播要靠介质.
教学方法 探究法、讨论法、实验法、观察法.
教具准备 橡皮筋、塑料尺、军鼓、小提琴、口琴、气球、闹钟、接有抽气机的玻璃罩、实物投影仪、录像带、电视机、录像机.
课时安排1课时
教学过程
导入新课
师 我们生活的世界充满了各种声音.优美动听的音乐可以陶冶情操,给人以美的享受,而电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.在漆黑的夜晚,几声呱呱的蛙
声划破了村野广阔的夜空,给宁静的乡村夜色增添了一份美丽.我们从呱呱坠地的那时起,就无时无刻不在与声(sound)打交道,声音无时不有,无处不在,声音是我们了解周围事物、
获取信息的主要渠道.同学们想知道与声有关的哪些问题呢?
生 声音是怎样产生的?
生 声音在空气中能传播,在固体、液体中能传播吗?
生 声音在真空中能传播吗?
生 声音在不同介质中传播的快慢一样吗?
师 同学们对声有这样浓厚的兴趣,这让我很高兴.要想知道这些同题的答案,就需要同学们和老师共同协作,一起做好一系列的探究活动和演示实验.
推进新课
2.通过学习活动,锻炼学生初步的观察能力和初步的研究问题的方法.
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