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1、7:聲現(xiàn)象中的實驗方法
控制變量法:物理學(xué)或生物學(xué)中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題,而只改變其中的某一個因素,從而研究這個因素對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法。它是科學(xué)探究中的重要思想方法,廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實驗研究之中。
一、探究決定音調(diào)高低的因素
(一)基礎(chǔ)知識
1.音調(diào):人感覺到的 。
①:音調(diào)跟發(fā)聲體振動頻率有關(guān)系,頻率越高音調(diào)越高;頻率越低音調(diào)越低。
2:通過哪些實驗體驗樂音的音調(diào)。
(1) 如圖7利用相同的鋼鋸條在不同長度用相同的力使其振動
2、時的快慢,辨別聲音音調(diào)的高低。
現(xiàn)象:鋸條伸短時,鋼鋸條振動 ,音調(diào) ;鋼鋸條鋸條伸長時,振動 ,音調(diào) ;結(jié)論:音調(diào)跟發(fā)聲體振動 有關(guān)系, 音調(diào)越高; 音調(diào)越低。
圖7 圖8 圖9
(2) 如圖8將四個相同的玻璃瓶里裝質(zhì)量不同的水,水面高度不同,用嘴貼著瓶口吹氣,發(fā)出的聲音的聲源是空氣柱的振動,瓶中的空氣柱越短,振動的越快,頻率越高,音調(diào)越高,顯然圖中音調(diào)最高的是 ,其次是 , 瓶的音調(diào)最低。
(3) ?水杯琴?敲擊有水的地方,杯子盛水后,如圖9相當(dāng)于改變了杯壁
3、的振動情況,一般說來,盛水越多,敲擊時發(fā)出的聲音的音調(diào)就越低,那么音調(diào)由高到低的是
(4) 弦樂器的音調(diào)與弦的長短,粗細(xì)和松緊有關(guān)
弦短,弦細(xì),弦緊,振動頻率 ,音調(diào) 。
弦長,弦粗,弦松,振動頻率 ,音調(diào) 。
(5) 用硬紙片在梳子齒上快劃和慢劃時,辨別聲音音調(diào)的高低。
現(xiàn)象:快劃時,硬紙片振動 ,音調(diào) ;慢劃時,硬紙片振動 ,音調(diào) ;結(jié)論:音調(diào)跟發(fā)聲體振動 有關(guān)系, 音調(diào)越高; 音調(diào)越低。
(6) 用同樣大的力撥動粗細(xì)不同的橡皮筋時可以發(fā)現(xiàn):橡皮筋振動快發(fā)聲音調(diào)高。
現(xiàn)象:同樣大的力
4、撥動 橡皮筋時,橡皮筋振動快,音調(diào)高;同樣大的力撥動 橡皮筋時,橡皮筋振動慢,音調(diào)高;
結(jié)論:音調(diào)跟發(fā)聲體振動頻率有關(guān)系,頻率越高音調(diào)越高;頻率越低音調(diào)越低。
(二):鞏固習(xí)題
1.探究音調(diào)的高低與什么因素有關(guān)器材和制作:
(1)用塑料片或竹皮制作一個極薄的彈性片; 圖10
(2)將彈性片粘接在一個小包裝紙盒(或火柴盒)上,如圖10所示.實驗和觀察:手執(zhí)紙盒,讓彈性片在書頁上刮動(選用紙頁較厚實的書),可以聽到彈性薄片振動發(fā)出的聲音,可視為彈性片每滑過一頁便振動一次,當(dāng)彈性薄片迅速在書頁上刮動時,可以聽到?吱……吱……?的尖脆響聲(音調(diào)高);當(dāng)慢慢地在書上刮
5、動時,則聽到?晰…… 晰……?的低沉響聲(音調(diào)低),實驗說明音調(diào)的高低是由振動的________來決定的.二、探究響度與什么因素有關(guān)
(一)基礎(chǔ)知識
1.響度:人耳感受到的 。響度跟發(fā)聲體振動的 有關(guān),還跟聲源到人耳的 有關(guān)。物體在振動時,偏離原來位置的最大距離叫 。 越大,響度越大。
2. 固體傳聲的性能比氣體的要好
3.敲鼓時,撒在鼓面上的紙屑會跳動,且鼓聲越響跳動越高;將發(fā)聲的音叉接觸水面,能濺起水花,且音叉聲音越響濺起水花越大;揚(yáng)聲器發(fā)聲時紙盆會振動,且聲音響振動越大。根據(jù)上述現(xiàn)象可歸納出:
⑴
6、 ⑵
4.通過什么實驗體驗樂音的響度大小
(1) 利用同一個鋼鋸條在相同長度振動時,輕撥鋼鋸條和用力撥鋼鋸條時聲音的大小
現(xiàn)象:用力撥鋼鋸條時聽到聲音的響度 ,,輕撥鋼鋸條時,聽到聲音的響度 結(jié)論:響度跟發(fā)聲體的 有關(guān)。 越大,響度越大。
(2) 輕敲鼓面和重敲鼓面時,比較聲音的大小
現(xiàn)象:重敲鼓面時聽到聲音的響度 ,輕敲鼓面時,聽到聲音的響度 結(jié)論:響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)。振幅越大,響度越大。
(3) 將機(jī)械手表靠近耳朵上和遠(yuǎn)離耳朵時,比較聽到聲音
7、的大小。
現(xiàn)象:靠近耳朵時聽到聲音的響度 ,遠(yuǎn)離耳朵時,聽到聲音的響度
結(jié)論:響度跟聲源到人耳的 有關(guān)。聲源到人耳的 ,聽到聲音的響度小
(二):鞏固習(xí)題
1.兩人相距較遠(yuǎn)說話時,聽不到對方的聲音,但同樣情況下,用自制的土電話就可以聽到相互的說話聲;耳朵貼在鐵軌上能聽到遠(yuǎn)處火車開來的聲音而站起來就聽不到了。對此,請你提出一個要研究的問題 。
2.探究響度和振幅是否有關(guān)
器材:音叉,橡皮槌,鐵架臺,硬泡沫塑料小球,細(xì)線等.
操作: 圖11
(1)用細(xì)線拴住硬泡沫塑料小球,懸掛在鐵架臺上;
(2)用橡皮槌輕輕敲
8、擊音叉使它振動后,可以聽到較輕的聲音.讓音叉一臂的外側(cè)靠近并接觸小球(如圖11),可以看到小球被音叉彈開一個較小的角度;
(3)以橡皮槌用力敲擊音叉,可聽到較響的聲音.且讓音叉一臂的外側(cè)接觸小球,可看到小球被音叉彈開一個較大的角度.說明:當(dāng)聲源的振動________比較大的時候,響度較大;反之,則響度較小.
轉(zhuǎn)化法:在實驗中,有很多物理量,由于其自身屬性的關(guān)系,難于用儀器、儀表直接測量,或 因條件所限,無法提高測量的準(zhǔn)確度,這就可以根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系和各種效應(yīng)把不 易測量的物理量轉(zhuǎn)化成可以(或易于)測量的物理量進(jìn)行測量,之后再反求待測物理量的 量值,這種方法就叫轉(zhuǎn)換測量法(簡稱轉(zhuǎn)
9、換法)。
聲音的產(chǎn)生
(一) 基礎(chǔ)知識
1:一切發(fā)聲的物體都在 , 停止發(fā)聲也停止 2: 振動的物體叫 。
3:如圖1所示的這些現(xiàn)象說明: 。
圖 1 圖2
(二) :鞏固習(xí)題
1.如圖2所示,在探究?聲音是由物體振動產(chǎn)生的?實驗中,將正在發(fā)聲的音叉緊靠懸線下的輕質(zhì)小球,發(fā)現(xiàn)小球被多次彈開.這樣做是為了( )
A.使音叉的振動盡快停下來 B.把音叉的微小振動放大,便于觀察
C.把聲音的振動時間延遲 D.使聲波被多次反射形成回聲
2
10、.在大鼓上放些沙粒,擊鼓時,會看到_____ __現(xiàn)象,這說明______________.鼓敲擊得越響,會看到________現(xiàn)象,又說明________________.
理想實驗法(又稱想象創(chuàng)新法,思想實驗法)是科學(xué)研究中的一種重要方法,它把可靠事實和理論思維結(jié)合起來,可以深刻地揭示自然規(guī)律。它是在實驗基礎(chǔ)上經(jīng)過概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問題的方法。但得出的規(guī)律卻又不能用實驗直接驗證,是科學(xué)家們?yōu)榱私鉀Q科學(xué)理論中的某些難題,以原有的理論知識(如原理、定理、定律等)作為思想實驗的?材料?,提出解決這些難題的設(shè)想作為理想實驗的目標(biāo),并在想象中給出這些實驗?材料?產(chǎn)生?相互
11、作用?所需要的條件,然后,按照嚴(yán)格的邏輯思維操作方法去?處理?這些思想實驗的?材料?,從而得出一系列反映客觀物質(zhì)規(guī)律的新原理,新定律,使科學(xué)難題得到解決,推動科學(xué)的發(fā)展。又稱推理法。
聲音的傳播需要介質(zhì)
(一) 基礎(chǔ)知識
1:聲音的傳播需要介質(zhì),一切 、 、 都能傳播聲音。
真空 傳聲。
2: 聲音的傳播的速度一般不同
(二) :鞏固習(xí)題
1.圖4是宇航員在飛船艙外工作時的照片,他們之間的對話必須借助電子通訊設(shè)備才能進(jìn)行,而在飛船艙內(nèi)卻可以直接對話,其原因是
A. 太空中噪聲太大 B.太空是
12、真空,不能傳聲
C. 用通訊設(shè)備對話更方便 D.聲音只能在地面附近傳播
2.聽到手機(jī)發(fā)出的聲音時,手機(jī)中的發(fā)聲體在_____________。能判斷出與我們通話的人是誰,是因為不同人的聲音具有不同的______________(填?音調(diào)?、?響度?或?音色?)。如圖5所示,把一手機(jī)設(shè)置為響鈴狀態(tài),放進(jìn)真空罩中,用另一手機(jī)撥打罩內(nèi)的手機(jī)號碼,罩內(nèi)手機(jī)信號燈閃爍,但我們聽不到手機(jī)的鈴聲,可見電磁波_________在真空中傳播,聲音_________在真空中傳播。(填?能?或?不能?)
3.在上圖所示的裝置中,敲響右邊的音叉,會看到的現(xiàn)象是豎直放置的泡沫小球__________。如將上述裝置由宇航員帶到月球表面做實驗,則會看到泡沫小球_____________,這說明了_____________。