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包学习|声音的产生与传播

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7 m2 i: N; j0 o& @" R 3 e5 J- O; C+ m8 l% C

" i' i3 E8 q5 r/ B$ x# v

( X0 s- m# A1 f5 J, [

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。

/ J. J5 `8 I1 @8 {. }" Q

《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。

+ ]) K6 @9 H0 A5 Z% P4 O

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!

3 d0 G r% ?& M

小编乱入

8 V- k6 b2 n( W% f; y9 C

知识会

4 J3 w- |' x; K7 V

知识点1 声音的产生

: f& a+ W. n9 G+ V- L# c0 c

1.探究声音的产生条件

7 |7 g/ r8 i& g; C/ Y- m% B/ [+ @

操作:

! V4 m1 a" u% }, ^# J% n S

(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.

' a5 z# G" ^1 X& ]

音叉发声时在振动

0 p4 U3 w0 ~( N

(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.

, _& ?: D! Y# O- y

喇叭发声时在振动

* b) J$ u$ [; t \8 H' U8 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.

+ U6 r( q+ y9 M Y& S' Y3 a7 T

发声的鼓面在振动

# P2 X" L1 k, b/ \8 q

敲黑板

: F7 }# y% A/ ^. H( `

实验方法

% e: Q/ s, S+ m! n. V

(1)归纳法

t- w, B8 K% r# k& s; K

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.

* _/ d+ R+ p7 l+ b/ f

(2)转换法

. {. ]7 K" x/ i [

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.

0 D! o! h& J% a, U- j2 z

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.

. a" S- Y; x) |7 }+ O' B6 K

( v5 ~1 Y4 Z* Y4 z6 b

] F' o }; o! e8 W

2. 声源

- u0 L6 j& l7 b( m* B

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

2 U4 J$ c2 v4 r3 e6 y

如弹古筝时,琴弦振动发声,琴弦(固体)是声源;

4 C( o6 t0 T9 D3 l/ E

- w0 D, d2 {' W% F `& A) w

' [, i5 j q' m/ ?1 Y3 v

- }5 ? U9 W3 F

. j, u9 S* ]. X" Z4 u

如水下开枪,引起水振动发声,水(液体)是声源;

5 f3 U3 d0 C8 P! I6 _

水下开枪,水振动发声

$ B8 B: f& k" G/ u6 U# y

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.

1 d1 ]$ ^6 k3 Z" D7 ^

空气振动发声

. O t7 ^( s1 C0 u) ]9 y

敲黑板

. J# l2 m5 H4 p6 b2 r# 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.

7 H7 c+ A1 F1 @, S& i" d# o2 X

示范例题

3 y, S2 x( h, x3 Q5 R: D1 F# y

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

/ t& G' M. v5 g/ a% E4 V( @5 f

& ^1 A! K! f- b3 b

% ?3 x( h0 N! p W

【答案】声音是由物体的振动产生的

8 Z8 h/ B8 `3 @: @& z `

【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.

6 A/ L" g. d9 i$ Y3 i# g! j' e* ~; |

例题2.(单选题)关于声音的产生,下列说法错误的是( )

h& U0 C2 a6 f$ x+ N: a

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

, D- `& q& P3 o" S9 {

B.有声音产生,就一定有物体在振动

$ r! n0 i9 U) J( ]& w

C.振动停止后,物体停止发声

1 S3 Y% m: Z# N

D.有时候物体不振动也可以发声

A/ O) o# g# C

【答案】D

: @5 t# J6 ~/ e+ w) f S! N% @ K

【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;

/ I0 e9 F" v7 `/ M

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;

( X" s; z% K& e; Z K

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.

$ D! e% L- g- Q8 @

知识点2声音的传播

. M1 f Q, S! @' e8 d$ _1 m

1.声音的传播

( T7 |) y) B h0 N! S, j5 }7 Q0 o

(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.

, P" ~' t7 b4 I2 @1 G5 x

0 S# _8 T$ q" v, L

; ]' R: n/ R& R0 _1 e0 G

气体传声

8 n. n# i# D8 t6 ]( |

(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.

( g! L9 U0 A/ i7 [ x4 z

6 X" f" E! w$ [3 m1 ~+ k

. ~" p# u- G% F; Q* A6 E9 T+ L

液体传声

* S: A/ q3 ^3 x0 b

(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.

3 o! |: x$ y2 Z3 |" `( |" S

(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.

! g* O6 x# }' Q* h$ o0 I7 B( @

真空不能传声

! j0 H( q: V1 W1 d

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.)

' j0 w( E% J2 M+ }, k

敲黑板

& L2 m7 q4 c5 _+ w- ~ }5 A

理想实验法

# G3 X: ]1 k' Y% F0 _! p

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.

' L# K( W) L" R9 _. n% Y& Y6 n) i

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.

" m* d+ D" M- d# \' S* I- V

2. 声音的传播方式

; Q4 N4 X5 v" ^* W

声音在介质中是以声波的形式向远处传播的.

( P$ ~6 n: e+ a7 ^; C4 P+ J" _

8 v2 l S% R6 [1 A6 ^

2 z: n' @# j8 [! t% J9 d6 H9 e

声波传播的模拟图

% f3 A" n X. w, G; }

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.

8 g" {- i6 W4 I3 v

1 b" R, x8 W: d% I6 U0 ?4 }) |* \/ E

/ L) r/ g& N2 V f# W7 H8 ?

拓展

+ m0 E: W4 u( U' N6 r/ v% X! e/ W. Y

人耳听声的过程

! I1 g) T9 g3 L4 v

4 Y" V) j/ i; l( a; w

5 ?" ?0 _- Y5 Z# s

(1)通常耳朵听声音

" M7 R B4 b7 L- M6 _

声音鼓膜、听小骨及其他组织听觉神经大脑

& R! ~2 j) m) W: X3 X

(2)特殊情况下耳朵听声音

" @# Y' ]4 ~2 V. A

骨传导——声音通过头骨、颌骨等传到听觉神经.

/ A' Z( O8 [7 f+ ^$ l/ [. h

示范例题

y$ b5 V: h8 d5 G

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( )

) E, i# N1 D* t1 l

A.月球表面的岩石受到流星的撞击不发声

% W# H2 b1 P& H

B.流星撞击岩石的声音太小,人耳无法听到

2 ^, B& L4 T6 B, L! J4 l

C.月球表面附近空间没有空气,缺少传播声音的介质

J: j/ L/ x3 n2 _1 ^

D.原因不明

5 ]/ Z, X# C' K$ W- @) ~+ J/ a, X

【答案】C

6 H% W4 x8 e) E6 e' X! b; S

【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.

" L8 _, C6 o1 _# v( L

点拨

X4 B8 a) V: I) m9 S- c9 `

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.

$ q0 J$ z" M$ m& v" Y4 `9 `

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.

" z2 `$ z' b0 u; K, s/ {

2 G f1 T0 j9 [- ? B8 T

5 h2 S0 Q' V. N) M! B

【答案】振动;空气

1 [* v' Y# f) f4 M; {4 t

【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.

" ]" S1 N! u7 Z, N, u: @. |

知识点3声速

^$ f) z. W0 {/ ~1 g/ W2 d

1. 声速及其影响因素

2 m" r% y! o: o: a l: g

声速表示声音传播的快慢,其大小跟介质的种类温度有关.

8 Z8 n: C/ X* d* V2 c

/ S+ ^% s% \% Q( I

- x. Z* F) ^) X5 s/ e4 b( B$ ~4 Q

一些介质中的声速

/ a. ^3 W* |4 c5 O3 L0 Y6 ]

(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.

2 j4 D5 O9 l1 O5 _3 f

(2)声速还与介质的温度有关,15℃时空气中的声速340m/s.

; K: {9 A1 z) C2 M

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.

X0 K1 D! F2 R( R

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.

. i! w' X. N- c- Q/ Y0 Z5 |( m0 Y

2. 回声及回声测距

8 M- @) I1 |6 N: l

2-1 回声

, H* X7 \* _4 Y. G5 Q

在传播过程中,遇到障碍物被反射回来的声音,叫回声

9 K, L' Y/ D% v b

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.

5 \9 y& \, N$ l2 I

2-2 回声的应用

4 \- f" A- b1 C% }' m5 K( V

加强原声

) B( A9 ^9 w4 Q

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.

8 C- Q: K& |) k G3 [6 v

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.

# v, Z2 x5 ~: e& d* [. T+ s

* }2 l8 ^( B2 l: b1 E4 c

1 U, |1 ?4 h; L2 }" g) U* n

天坛圜丘

1 }- ]* i8 e. J2 V5 @% e+ K

回声测距

" s# z8 ~2 s' R* j) ~' p8 x5 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.

" g% B# q: j+ H/ c6 R

( G9 u% e4 \; O# @& V

* \0 n A2 b2 v* V6 X

海洋测量船利用回声测距测量海底地形示意图

( n$ B0 d/ P* l5 |8 D% Y

示范例题

* W' v( M( x6 K5 G( j4 e W

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( )

' h8 e4 _( n+ a' P

A.听到两次响声,他们按先后次序是由钢管、空气传来的

, n4 I4 u6 C X

B.听到两次响声,他们按先后次序是由水、空气传来的

6 o1 g4 M, ~' m1 i. b! y6 a6 W

C.听到三次响声,他们按先后次序是由钢管、水、空气传来的

4 v8 l; [; \) M. 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

/ Q' ]6 @/ S4 u6 j

【答案】C

- N0 q' |1 V3 \( S" k0 P. z4 A0 _

【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.

& p. D1 c4 W: N$ Q' V$ L6 k

点拨

6 B. ]% a+ {. Z5 a3 T5 Y

(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,

! T! E N- `1 i0 M5 H4 Z

(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.

0 U0 c5 a) U' ^- ~$ ?; i+ N

K重难

: L+ f6 _# C/ E

要点1声音的产生与传播条件辨析【难点】

4 E5 n; I1 R- N" p9 U9 }- l

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.

9 Y! l3 b+ W" d% `$ E' ^1 p

(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.

/ O% n. V- A5 a' v

(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.

/ H1 w+ h' O) o ]+ a! H

示范例题

, m) _$ @0 j. J: d( t# b! g B

例题1.(单选题)如图所示的四幅图中,不能产生声音的是( )

. B% X2 Y5 t& ?0 k

" L$ d! b( _# N4 ]

0 e" A' o0 Q# K! M9 ~" v

A.图A

2 J% \( y3 f$ s: g3 f

B.图B

7 c. f0 r3 p; O( t V0 H

C.图C

?1 U& J; `5 O8 V* {

D.图D

* a+ ~. @3 B+ g

【答案】C

- r$ E' e8 Z- D

【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;

* J5 x3 t% {+ L5 U

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;

- o) C0 I0 O; S% Q) D$ B( F

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;

( O2 t$ z! l. `3 C

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.

6 j6 \ u; V0 ~8 \; H1 b

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% I% I& v1 v; p; q2 u. A

: y7 R0 D' N+ z

* {* f% m( n- W V- q( Z5 H

【答案】音叉在振动;把音叉的微小振动放大,便于观察;转换法

) x) Y3 e. r0 H, W

【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.

9 d. x8 `- J; X. j1 T0 u3 D- o

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。

$ Q y1 S! `; D ' T, r& {) y# f1 w
6 y0 _; R6 e6 [' |# i( g# r' G: z: t! g, o/ j0 g 9 y' i3 g# `. }6 _$ { : n6 i& w8 z9 l5 Y* r2 D% J* E3 `, j 4 W( m* q5 V# G9 H" E7 V: d
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茶江鱼
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