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包学习|声音的产生与传播

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9 _5 N) ] @ f5 _- N/ w( o% X' @, U3 [3 ]% U5 ?8 E

! c) g9 p. A, ]4 q) Z0 B. F- `

3 Q: ~+ R9 J ]* Q

人说话,唱歌靠声带的振动发声,婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声,清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声,其振动频率一定在20-20000次/秒之间。

- L- h( A1 q# u4 x; {1 I3 o E

《黄河大合唱》歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”,这里的“吼”、“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。

+ }- Q! w6 r0 J! B4 J1 s! K

敲打桌子,听到声音,却看不见桌子的振动,你能想出什么办法来证明桌子的振动?不知道的话,就快和包Sir走进“声”的世界咯!

$ I& L( u) A+ Z5 s- l+ D7 N- Q

小编乱入

$ u" d! X. }" `2 p9 V

知识会

5 \; J7 }- o* ~% t6 e

知识点1 声音的产生

+ B& {7 M/ T) @: p

1.探究声音的产生条件

. ?; ^3 z) a1 s# D0 H l

操作:

! n7 X0 u4 Z+ |2 r6 p' A7 s8 @

(1)敲击音叉,音叉发声,把正在发声的音叉接触用悬线悬挂的小球,小球被反复弹起,说明:发声的音叉在振动.

0 w9 T! f% r7 A4 _. {

音叉发声时在振动

. R. ~$ w3 ]% U: s

(2)将豆子放在发声的喇叭上面,豆子随着音乐“起舞”,说明:发声的喇叭在振动.

1 p% {- j) l7 j6 e$ }5 Y+ S

喇叭发声时在振动

' P$ I/ [$ |4 x+ m, c

(3)把七彩粉末放在鼓面上,敲击鼓面,七彩粉末开启了“颜色盛舞”,说明:发声的鼓面在振动.

; D% o* @( B. d( X* k

发声的鼓面在振动

" |$ S. J" N; v

敲黑板

+ R5 V9 Z7 n* q7 |

实验方法

% i3 G1 ~) Z$ t: t% X" B

(1)归纳法

( {8 Q" }( p% o

发声的音叉在振动,发声的喇叭在振动,发声的鼓面在振动……归纳总结得出:一切正在发声的物体都在振动.

% S: u) Q) q9 ~

(2)转换法

' w" H9 T o0 y8 L8 }/ ~

发声的音叉肉眼看不到振动,可以通过小球跳起来体现,这种将不易观察的现象通过易观察的现象体现出来,叫转换法.

# n7 {: ]( A" c* j. E6 Z, ]0 \. D$ u

如叩击桌子,桌面看不到振动,可以通过桌面上水杯内水面的波纹来体现,波纹在实验中起到将微小振动放大的作用.

: f. o' U, D7 F' \$ n/ S7 I9 Z. w6 _7 C

, C8 T8 f) O7 U. A2 b) }1 a

) p1 i: {& ]1 f

2. 声源

, ]! I! |9 ~' g7 d4 `- U! |

声音是由物体的振动产生的,正在发声的物体叫声源.固体、液体、气体都可以因振动而产生声音,都可以成为声源

: ]) H' y! c' L+ U$ E6 D

如弹古筝时,琴弦振动发声,琴弦(固体)是声源;

3 ~+ n7 c2 ~3 c ~ U0 R

8 d: j5 A7 Y _

3 U9 e- f2 |; S( g/ V& L

& e; v/ |8 x+ U9 W' x( |1 I( R+ B

# i/ f( w0 u9 Y, \& K

如水下开枪,引起水振动发声,水(液体)是声源;

9 S9 y9 s7 S2 S/ ^" w9 m

水下开枪,水振动发声

+ S6 z3 A. ^9 W* `' H

又如传统爆米花机,爆米花出锅时会发出一声“嘭“的声音,就是由于空气振动发声.

m5 r4 h; q0 q9 H) Q! j& u

空气振动发声

6 R) M9 l' [$ N! d$ j

敲黑板

. b* z7 V6 }& T" f

物体只有振动才能发声,发声的物体必在振动.振动停止,发声也停止,但原来发出的声音仍继续存在并传播,所以一旁的人还能听到声音.

" m& _1 a9 f/ u% ~1 o

示范例题

/ F; i4 q9 }; w0 C$ i) _- |8 f

例题1.(填空题)小丽和小华一起做了几个实验:小丽将一只正在发声的音叉触及面颊有震感;小华把发声的音叉触及水面,可以激起水花.通过对上面两种实验现象的分析,你能得出的结论是:声音是由物体的振动产生的

0 b- U; q& {! t1 P( ]* V& T

! P% D9 t' U& ]

5 h+ ~ _0 \1 i" M8 w b$ m

【答案】声音是由物体的振动产生的

5 Q+ U: B: X. b& X" n# \

【解析】小丽将一只正在发声的音叉触及面颊有震感,小华把发声的音叉触及水面,可以激起水花,这说明发声的音叉是振动的,故结论为:声音是由物体的振动产生的.

7 B& }9 j4 F, R+ i8 d

例题2.(单选题)关于声音的产生,下列说法错误的是( )

6 g2 i8 m6 q8 a+ E

A.声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动

5 M3 V3 t7 ~$ \+ t# R

B.有声音产生,就一定有物体在振动

' x4 ]3 p9 J" g0 _

C.振动停止后,物体停止发声

; M+ O1 z! g( O

D.有时候物体不振动也可以发声

+ L# I" ]/ S& H4 m4 ^# T

【答案】D

4 M& ?6 C7 p; D& Q$ h8 G

【解析】A、C项,声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声停止,故A、C正确,不符合题意;

9 H2 L; ]1 U3 c( o" c- h$ Q

B项,因声音是物体振动产生的,所以有声音产生,就一定有物体在振动,故B正确,不符合题意;

& O5 W' K" P/ U z8 c5 U6 w

D项,声音是物体振动产生的,物体不振动就不会发出声音,故D错误,符合题意,故选D.

! s& |. I% P) @3 [# \

知识点2声音的传播

% j. ?8 u& a, m! ?' }" S2 n' w8 k

1.声音的传播

1 I& q; ]* ]6 _4 r

(1)演唱会上,台下的观众能听到歌手的声音,说明:空气(气体)可以传声.

5 t. R( N0 x( |& B& z

* q; F& V9 R) g- H" b+ |- Y

$ `( T! @% M) N

气体传声

1 I! b y) N. I7 r4 _& G4 C

(2)花样游泳运动员在水下能听到音乐起舞,说明:水(液体)可以传声.

+ L8 j9 L# D' Q, W

9 ^! k' C. I3 u: A3 x, i

: `% w2 U: |2 Q4 E a3 L$ G

液体传声

9 n& O( u1 T' H4 p

(3)人捂着耳朵,也可以听到自己的说话声,说明人身体本身(固体)可以传播声音.据说音乐家贝多芬晚年失聪后,就用牙咬住木棒的一端,另一端抵在钢琴上来听自己演奏的琴声.

p" l4 f& r8 O- R! I) L3 S; f+ g: ~

(4)将正在发声的音响放在玻璃瓶内,并逐渐抽出瓶内的空气,听到的声音逐渐变小,甚至听不到.进一步推理:真空不能传声.

1 T- P# }) F/ R" t- _( X5 P1 j. w6 X

真空不能传声

; I$ E0 w4 f2 V- s2 @

结论:声音的传播需要介质,一切气体、液体、固体都是传播声音的介质,真空不能传声.(且固体传声效果最好,液体次之,气体再次之.)

: H2 s. ]2 ~& @" x

敲黑板

9 }3 j2 e1 z- ^' u* O

理想实验法

6 M t) Y! A+ I6 G

随着瓶内空气的不断抽出,听到的声音越来越小,由此推理,如果把罩内空气全部抽出,则听不到声音.其实将瓶内空气全部抽出是不可能的,只是一种假设.

: Z m3 s s W( x$ n: N0 r

这种在实验的基础上,忽略次要因素,进行合理推理,得出结论,达到认识事物本质的目的的方法为理想实验法,又称实验推理法.这是一种重要的实验方法.

& i [ w( L$ @+ U2 P5 k/ k

2. 声音的传播方式

3 ^5 L% e) ~# [4 M

声音在介质中是以声波的形式向远处传播的.

2 i* u9 e# ~9 f/ @7 O

2 D! v' s, R$ c1 K' |, `3 Q; v

' S" Z% c8 Q9 o# ]. {

声波传播的模拟图

" J' X! x/ C/ Q5 J* i1 [. ~

如敲击音叉发声,音叉振动,带动周围的空气振动,形成疏密相间的波动,向远处传播,类似向水中投一个小石子,水波向四周扩散.

! K! n4 J+ j) ?; J4 p* @ c V

% m' C- p& q! @( N: ]; B' l; j' q

# P2 o" Z: ?$ ~8 I3 K$ X' ]5 O

拓展

4 e6 A" k" w& Q/ G

人耳听声的过程

0 n! t& k1 q& }+ @

, y0 R/ i4 s) M2 c+ `& K

; x, Y6 O6 Y+ h I9 s: r9 h" j

(1)通常耳朵听声音

0 u* E& `5 T2 N% L1 H: X8 n

声音鼓膜、听小骨及其他组织听觉神经大脑

& a) \1 o" n; Y0 _ i$ A6 Z

(2)特殊情况下耳朵听声音

) W6 J4 P) O- L4 i( ^' x

骨传导——声音通过头骨、颌骨等传到听觉神经.

$ R. y8 R% c# S: Q* N h+ Y

示范例题

% f$ U/ f+ V- O/ a6 L

例题1.(单选题)在月球的表面主要有岩石和尘埃,有人说,飞来的流星打在月球表面的岩石上,会像无声电影一样,在其附近听不到一点声响,这是因为( )

7 g7 V& S8 B( e& ?: m, Z: [

A.月球表面的岩石受到流星的撞击不发声

( i: s+ `$ X/ i8 x/ V

B.流星撞击岩石的声音太小,人耳无法听到

& O, B8 y1 O- K# P# T

C.月球表面附近空间没有空气,缺少传播声音的介质

4 W2 b: Z% w ?3 N

D.原因不明

5 H) ~0 d' e$ x, Z- \

【答案】C

% X, l5 t$ `# D( M5 s8 v, ~

【解析】月球表面的岩石受到流星的撞击能发声,只是缺少传播声音的介质,人耳才无法听到,故C正确.

* X; E1 U' }: j# L# G

点拨

9 M0 U( y- Y, f" V( z9 C5 K

抓住声音产生和传播的条件,振动产生声音,有传声介质才能传播,最后有健康的耳朵,才能听到声音.

" L* O+ ^: M- `; e

例题2.(填空题)音乐会上,演员正在台上吹奏笛子,笛子发声是因为笛子内的空气柱在振动,笛子发出的声音是通过空气传到台下观众耳朵里的.

; Q) G- o) `; A: \ X

/ a. ~7 s' K [! h

& I; h4 M/ z: S1 q9 F2 v' Q* e

【答案】振动;空气

4 Y) e+ [* A( ]. j) c, [5 R2 b" Y4 o

【解析】声音是由物体的振动产生的,笛子发声是因为空气柱在振动;笛子发出的声音是通过空气传到台下观众耳朵里的.

) q+ S; x& D a4 N/ f

知识点3声速

5 K! ]8 r. y2 X% J6 Y# O

1. 声速及其影响因素

. \. k# y: P% ^2 N1 N

声速表示声音传播的快慢,其大小跟介质的种类温度有关.

]( V1 m$ [7 M4 _) [7 [( ~- k2 {

7 ]) J: m8 o8 O& Z* L

; g; R1 b3 g& R# @* c" h

一些介质中的声速

3 u9 r3 N, {) u- y2 `+ Y/ d

(1)不同介质中,声音的传播速度不同.一般情况下,在固体、液体、气体中的声速大小关系为:v固>v液>v气.

+ l+ Y/ d5 |. Q7 t9 m: Y( a

(2)声速还与介质的温度有关,15℃时空气中的声速340m/s.

" y, x9 L% `$ h8 I' Q! A

赤日炎炎,在沙漠或戈壁滩,即使相距不大远的人也难以听清对方的大声喊叫.

2 G6 K5 P, A9 J" p6 r9 {& Q- n5 ]

这是因为:气温影响空气密度,气温高,空气密度小,则声速大,由此产生声音不一定由声源沿着直线传播的情况.晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温较上层的气温高,声音在地表附近的传播较上层快,于是在地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的.

/ V" n5 E5 H+ i" U

2. 回声及回声测距

9 [. g. k# v! \/ l

2-1 回声

6 R; K8 I4 Y$ s0 T

在传播过程中,遇到障碍物被反射回来的声音,叫回声

o. ?) I% I0 `6 X8 m, f {

回声到达人耳比原声晚0.1s以上时,人耳才能把回声跟原声区分开来.

& a* ]% L0 F. C C* J# M

2-2 回声的应用

- P/ S$ l7 u& U5 B" @: i" L2 j

加强原声

" ]2 S3 b2 V# A# F5 K, C4 ]8 M

如果离障碍物太近,声波很快(小于0.1s)被反射回来,人耳无法区分回声和原声,回声和原声混在一起,相互加强,会觉得声音更响亮.如在室内说话比在旷野中说话更响亮.

( C9 X$ t3 g2 I9 l- s

如北京天坛的圜丘,位于天坛的最南端,外面有二层圆形围墙,中间是三层圆形石坛,上层台面四周环砌台面石,中心一块圆形石板称“天心石”.站在天心石上发声说话,会觉得自己的声音特别洪亮,这是因为从天心石上发出的声音传到四周的石栏和墙受阻以后,就同时从四周向天心石反射回来,总共只有0.07 s,说话的人几乎无法辨出原音与回声,所以听起来十分洪亮.

: G: _2 n6 T4 t/ O+ c* T

6 M: d2 c/ d4 Z9 p& C$ G2 ]; K

& s- i: w$ Z; h

天坛圜丘

! U: ]5 j* D# U2 m. J

回声测距

4 E$ D+ K! n& V1 ^; m0 H$ s! h

利用回声可以测量声源到障碍物的距离.当声源位置不变时,声音所走过的距离是声源距障碍物距离的两倍,即v声t=2s,故s=,其中t为从发声到接收到回声的时间间隔,v声为声音在介质中传播的速度.

/ @6 I0 w" n9 Q! J6 Z

/ I) P* c; G l

2 }1 @; |6 x w5 E

海洋测量船利用回声测距测量海底地形示意图

3 u) {( w5 e- s1 P( A7 R0 R. D

示范例题

( L% X4 g2 w. i& K

例题1.(单选题)有一根很长的正在送水的钢管,一个工人从管的一端用锤子敲了一下,则关于另一个工人在管子的另一端听到响声,下列说法正确的是( )

, U7 A" O4 t H/ i( K1 u5 ] V& U

A.听到两次响声,他们按先后次序是由钢管、空气传来的

/ K3 ?1 i1 m1 ^6 l7 {9 r

B.听到两次响声,他们按先后次序是由水、空气传来的

- @# n4 z/ i' P) k

C.听到三次响声,他们按先后次序是由钢管、水、空气传来的

3 m! P) a7 w* l5 c% f/ h

D.听到三次响声,他们按先后次序是由水、空气、钢管传来的

5 D- H1 H( B: c+ T$ A3 y' p

【答案】C

) i- S. c& |3 e& d$ O) O

【解析】根据对声速规律的理解,声音在钢管、水、空气三种介质的传播速度依次减小,由速度的变形公式可知,发声处与听者距离一定,声速不同,传播时间不同,且钢管较长,所以听到三次声音,依次是钢管、水、空气传来的.

) g7 n9 W3 E* c# z" H

点拨

Q2 d+ w7 |- M

(1)知道声音在固体、液体和气体中传播速度的大小关系是解题的关键.本题情境中听到三次声的前提是钢管足够长,如果太短,两次声音的时间间隔小于0.1s,人耳是分辨不出两声的,

4 c9 c2 ]; @! S2 Y% x }4 q7 _

(2)另外注意题意中所说的管子里面是否装水,如果装水听到三次声,如果没装水听到两次声.

8 q. a6 g4 l4 X

K重难

, y# B I" a9 o( d9 S G

要点1声音的产生与传播条件辨析【难点】

) b: v& `# a5 C1 I7 r" _

在一些问题中,常常将声音的产生与传播事例组合起来,让我们分析哪些属于探究声音的产生条件,哪些属于探究声音的传播条件.解决这类问题,需要我们对声音的产生条件和声音的传播条件了熟于心.

$ t; I V1 y" F: u( }

(1)声音的产生往往围绕“振动”两个字,近几年以转换法为热点,如扬声器纸屑实验、乒乓球音叉实验等,考查体现振动的方法、看到的现象、实验的目的、纸屑和乒乓球的作用等.

1 y6 e7 c; K- w: U

(2)关于声音的传播事例分析,重点找到反映声音在传播的关键词语.真空罩内放入闹铃的实验常是出题热点,重点是考查理想实验法的推理思维.也有联系生活实际的问题,如真空玻璃、空心砖的声学优点等.

2 `) S+ e7 \) ?/ `3 m, ~* H9 {

示范例题

! A7 G+ R5 z$ O5 n

例题1.(单选题)如图所示的四幅图中,不能产生声音的是( )

& p- M4 X6 d/ M8 e' t& W

; H9 l. d/ |/ d u3 E

& M( f* F9 @! _

A.图A

: U9 \5 l! o/ G0 I' E5 ^* k2 R2 q

B.图B

0 ?5 X& M/ T, {# \' X, F7 y8 Q) L* h) [

C.图C

% P! z5 t6 v- Z/ b+ I

D.图D

- o: K6 |/ t3 n! A# d: J

【答案】C

- y A5 ~* P% ]2 M3 b

【解析】声音由物体的振动产生,敲击水瓶,水瓶会由于振动产生声音,故A不符合题意;

; O- L3 x M3 D. B8 T: q& ~

响铃的闹铃正在振动,能发声,只是由于没有介质(空气)不能传播而已,故B不符合题意;

# Z9 z! A1 C6 ~5 [) t

关闭收音机后,收音机不再振动,故不能产生声音,故C符合题意;

1 |4 @ T9 {. i! p$ H

吹着的吸管笛,是空气柱在振动,能够产生声音,故D不符合题意.

* J F' O9 f6 }/ T

例题2.(填空题)如图所示,用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球会多次被弹开,说明音叉在振动,在此实验中乒乓球的作用是把音叉的微小振动放大,便于观察,这种研究方法叫转换法

) f# p" w! Q% ]2 `4 T% f7 U

9 L2 U/ E) X9 K2 W' P# W( g8 E# v3 v

4 ^2 A7 [( V6 O6 u0 p

【答案】音叉在振动;把音叉的微小振动放大,便于观察;转换法

- w+ V0 ^% S7 u; G4 `4 H, N9 f

【解析】此实验可以探究“声音是由物体振动产生的”;将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球,发现乒乓球多次被弹开,这样做是为了把音叉的微小振动放大,便于观察;该现象说明了音叉在振动;该实验方法是转换法.

& ~, G' p% ^" j& ]3 Y @; a

声明:以上内容摘自包学习APP_动态教辅《全息解读·物理|八年级上》,欢迎来包学习和更多小伙伴一起学习更多知识吧。

$ o+ ]6 L5 g) |3 P: Q D7 K. `3 k6 X s- H& ]' [3 \
: H- v' s( E7 x/ b7 W! y & M( p* ]& @: x9 P1 {/ [ * d- R- E9 |% P5 | i# F! W 5 h6 X# P4 l9 @+ V & \, c W( b, x
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茶江鱼
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