2020八年级物理上册 第一章《声现象》乐音的特性学案 （新版）苏科版 5页

乐音的特性 ‎【学习目标】‎ ‎1.知道乐音的三要素，响度、音调和音色；‎ ‎2.通过实验探究知道响度、音调和音色各与什么因素有关；‎ ‎3.会用物理知识解释生活中与乐音的三要素有关的现象。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、响度 ‎1.响度：物理学中，声音的强弱叫做响度。‎ ‎2.振幅：振动的幅度叫做振幅。‎ ‎3.影响响度的因素：（1）声源的振幅；（2）人耳离发声体的距离。‎ 要点诠释：‎ ‎1.实验证明发声源的振幅越大，声音的响度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅变大，声音的响度增大。‎ ‎2.声音在介质中传播能量会衰减，传播距离越远，声音的能量减小得越多，响度越小。但是，需要注意的是声音的音调并不改变，也就是说介质不会改变声音的频率，不能说距离远了，听不清楚了，是因为音调变低了。‎ 要点二、音调 ‎1.音调：声音的高低叫音调。‎ ‎2.频率：每秒振动的次数——频率。‎ ‎（1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。‎ ‎（2）单位：赫兹（Hz）‎ ‎3.音调与频率的关系：音调与声源振动的频率有关。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。‎ 要点诠释：‎ 探究影响发声体振动频率的因素：‎ ‎1.提出问题：发声体振动的快慢与哪些因素有关？ 2.猜想和假设：发声体的振动频率和材料的长短、粗细、松紧有关。‎ ‎3.实验过程： 　　如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.结论：钢尺伸出的越短，振动的越快，频率越高音调就越高。‎ 要点三、音色 ‎1.音色是声音的另一个特色，不同的乐器，即使它们发出声音的音调和响度相同，我们也能分辨它们。主要音色不同。‎ ‎2.音色与声源的材料、结构有关。借助仪器观察到的音色不同的声音图像，如下图所示。‎ 5‎ ‎3.乐音是声源做规则振动产生的，可以用响度、音调和音色来描述它的特性，人们常将响度、音调、和音色称为乐音的三要素。‎ 要点诠释：‎ ‎1.有经验的工人师傅可以通过听声音来辨别机器运转情况是否良好。就是利用了不同的声源音色不同。‎ ‎2.同一个人的音色会随着年龄的增长以及饮食、起居、健康、训练等因素而变化。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、乐音的三要素 ‎1.一般来说老虎和小鸟的叫声都不同，其中 的叫声音调高，说明了它的声带振动的 比较大；而 的叫声响度大，说明了它的声带振动的 比较大；另外，老虎和小鸟的叫声的 也不同。‎ ‎【思路点拨】音调指声音的高低，由振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度指声音的大小、强弱，由振幅决定，振幅越大，响度越大；不同的物体振动发声时，音色一般不同。‎ ‎【答案】小鸟；频率；老虎；振幅；音色 ‎【解析】小鸟的鸣叫声比较尖、细、脆，是由于小鸟的声带振动频率快，音调高；老虎的叫声比较雄厚、低沉，声响比较大，是由于老虎的声带振动的振幅大，声音的响度大；不同的发声体音色不同。‎ ‎【总结升华】题目考查了音调、响度、音色。音调是声音的高低，由振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度是声音的大小、强弱，由振幅决定，振幅越大，响度越大；不同的物体振动发声时，音色一般不同。‎ 举一反三： 【变式1】手机在现代社会被普遍使用。当我们接听电话时，能分辨出不同人的声音是依靠声音的 ，我们还可以通过音量开关改变声音的 （前两空填“音调”、“音色”或“响度”）。‎ ‎【答案】音色；响度 ‎【变式2】当火车进站时, 工人师傅总是用铁锤敲打火车轮上的部件, 听了发出的声音, 便分辨出部件间是否有松动, 他主要是依据声音的（ ）‎ A．响度 B．音色 C．音调 D．频率 ‎【答案】B ‎2.将某音叉振动时发出的声音输入示波器，在示波器上观察到的波形如图所示，可见波形竖直方向的最大值在减小，表示发生变化的物理量是（　　）‎ ‎ ‎ 5‎ A．音色 B．响度 C．音调 D．周期 ‎【答案】B ‎【解析】音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；频率表示物体振动的快慢，物体振动的越快，频率越大．观察图形，相同时间内，经过的周期越多，频率越大．振动物体往返一次叫一个周期．‎ 响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离，它决定了声音的响度。‎ ‎【总结升华】掌握振幅的概念、振幅与响度的关系，频率的概念、频率和音调的关系的解决本题的关键。‎ 举一反三： 【变式】下列说法正确的是（ ）‎ A．收音机的音量开关是调节音调的 B．收音机的音量开关是调节响度的 C．一个人音色是不会改变的 D．声音在空气中的速度是不会变的 ‎【答案】B 类型二、综合应用与实验探究 ‎3.为隆重庆祝中国共产党成立90周年，达州市委宣传部、文广局、市电视台主办了“红歌连连唱”。小琴踊跃报名参加了比赛，有关她的歌声下列说法错误的是（　　）‎ A．我们听到她的歌声是靠空气传到人耳的 B．小琴同学发出的歌声是她的舌头振动产生的 ‎ C．小琴同学在台上“引吭高歌”说明她的声音响度大 ‎ D．我们在幕后能听出是小琴的歌声是根据音色判断的 ‎【答案】B ‎【解析】小琴的歌声是通过空气传递到人的耳朵里的，说法正确，不符合题意；歌声是靠声带的振动产生的，不是舌头振动产生的，B说法错误，符合题意；“引吭高歌”说明她的声音响度大，选项说法正确，不符合题意；因为每个人的发声结构不同，所以发出声音的音色不同，故可以通过音色辨别是谁，选项说法正确，不符合题意。‎ ‎【总结升华】题目需要区分声音的三个特性，音调、响度、音色。知道声音的产生需要振动，声音的传播需要介质。‎ 举一反三： 【变式】乐音具有三要素，反映声音高低特性的是 　，反映声音大小特性的是 ，人们能把不同的乐音区分开，是因为它们具有不同的 人们通常说女子的声音比较尖，是指声音的 高。‎ ‎【答案】音调，响度，音色，音调 ‎ ‎4.聂利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，仍嗡嗡地叫个不停。她对《十万个为什么》中“蜜蜂发声是不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑。蜜蜂的发声部位到底在哪里？‎ 下面是聂利同学的主要探索过程：‎ ‎①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声。‎ ‎②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声。‎ ‎③在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动。‎ ‎④用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发声。‎ 请回答：‎ ‎（1）聂利同学在实验时，采用多只蜜蜂的目的是 。‎ 5‎ ‎（2）从实验①和②可得出的结论是蜜蜂发声不是 。‎ ‎（3）“用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是 。‎ ‎【答案】（1）避免实验的偶然性；‎ ‎（2）蜜蜂发声不是由双翅振动产生的；‎ ‎（3）蜜蜂可能是靠小黑点振动发声的。‎ ‎【解析】采用多只蜜蜂做实验，可以避免实验的偶然性；①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声；②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声；说明蜜蜂发声不是由双翅振动产生的；蜜蜂发声时，黑点上下鼓动，所以猜测蜜蜂可能是靠小黑点振动发声的，因此用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点。‎ ‎【总结升华】解决此题的关键是要知道声音是由物体的振动产生的，蜜蜂能够发声，肯定是什么在振动，可以逐一排查。‎ ‎5.在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：‎ 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；‎ 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；‎ 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。‎ 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：‎ ‎（1）为了验证猜想一，应选用编号为 的琴弦进行实验。‎ ‎（2）为了验证猜想二，应选用编号为 的琴弦进行实验。‎ ‎（3）为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为 。‎ ‎【思路点拨】琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。‎ ‎【答案】（1）③⑤（2）④⑤（3）20；0.5‎ ‎【解析】探究琴弦发出声音的音调与琴弦的材料关系时，应该控制琴弦的长度和横截面积相同，改变材料，即选择③⑤；探究琴弦发出声音的音调与琴弦的长度关系时，应该控制琴弦的材料和横截面积相同，改变长度，即选择④⑤；探究琴弦发出声音的音调与琴弦的横截面积关系时，应该控制琴弦的材料和长度相同，改变横截面积，即缺少的数据中长度应该是‎20cm，横截面积应该是‎0.5mm2。‎ ‎【总结升华】题由探究影响音调与各因素的关系，考查对控制变量法的理解与应用。‎ 举一反三： 【变式】音乐会上各种乐器为我们奏出了美妙的音乐。回来之后，小超和小菲都知道了，乐器改变发出声音音调的方法，可是，究竟是什么因素造成了它们发出声音的音调发生了改变？请你就图中老师提出的问题做一个猜测 。‎ 5‎ 小超的做法是：首先拿一把吉他，观察吉他上的各琴弦有什么不同。他发现各琴弦的粗细不同，当他拨动粗细不同的琴弦后，发现声音的音调不同。然后，他又转动吉他上的旋钮，拧紧或放松琴弦，结果，他发现同一根琴弦发出声音的音调也不同。最后，小超又用手指按在同一根琴弦上的不同位置，以改变琴弦振动部位的长短，结果，他发现吉他发出声音的音调又改变了。‎ 分析与论证：弦乐器的音调高低与弦的 、 、和 有关。‎ 小菲的做法是：找音乐老师借了一支笛子，经过反复实验后，她发现笛子是靠管内空气柱的振动发声的，当用手指按住笛子上不同位置的孔，就能改变管内空气柱的长度，从而改变发出声音的音调。‎ 请你也动手进行实验探究，然后回答：‎ ‎（1）在弦的粗细、松紧相同时，弦越 ，音调越高；在弦的粗细、长短相同时，弦越 ，音调越高；在弦的松紧、长短相同时，弦越 ，音调越高。‎ ‎（2）在吹响笛子时，其管内空气柱的长度越长，它发出声音的音调就越 （选填“高”或“低”）。‎ ‎【答案】弦乐器的音调可能与弦的材料有关？长短、粗细、松紧；短，紧，细；低。‎ 5‎