让声音为人类服务

【内容】：《2. 4让声音为人类服务》 沪科粤教版 物理 八年级 第2章 第4课
【教材分析】：
本章从物理知识上看，都是声音的基本知识。本节以北京天坛的回音壁、三音石及北京音乐厅为例，说明声音与建筑的关系。从人耳的听阈说明超声与次声，主要介绍超声在现代科技中的应用。从四个方面说明现代城市噪声的来源。力求让所学知识跟社会、技术中的实际应用联系起来，增强对科学和社会的热爱，不断培养环境保护意识，从生活走向物理，从物理走向社会。
【学情分析】：
学生在学习过声音的基本知识之后，将知识与社会联系，学习本节需要学生查阅大量有关建筑、现代技术的资料，培养学生自主学习的能力。
【教学目标】：
1、 知识与技能
(1) 了解现代技术中有关声音的应用。
(2) 了解噪声的来源和危害。
(3)知道防治噪声的途径，增强环境保护意识。
2、 过程与方法
(1) 通过观察、参观或观看录象等有关的文字、图片、音像资料,获得社会生活中声的利用方面的知识.
(2) 通过体验和观察，了解防治噪声的思路.
3、情感、态度与价值观
(1)通过学习了解声在现代技术中的应用,增强对科学的热爱.
(2)通过学习噪声的危害和控制，不断培养环境保护意识.
【教学理念】：
培养学生的探究能力和分析能力，倡导学生主动参与，主动学习,乐于探究:倡导学生在老师的帮助和指导下自主学习,整个教学过程以学生为主导，从物理走向生活的教学理念,突出新科学课程的理念。
本节的重点在于：防治噪声的途径.
本节的难点在于：如何从物理学和环保角度区分乐音和噪音.
鉴于本节课的重点难点，建议采用的教学方法：演示法、观察法、实验与讨论
【教学器材】：硬塑料、玻璃、水、棉絮、课件
【教学过程】：
一、新课引入
师:前面几节课我们已经学习了声现象的一些性质，并探究了它的规律，这些现象不仅有趣，而且包含了一定的科学道理。在物理课的学习中,不能忘记思考物理学与科学技术和社会的关系。物理知识从实际中来，又要应用到实际中去。一句话，学习物理知识就是要应用它来为人类服务，提高人们生活水平，改善生活质量。课前，我已布置同学们收集有关声音在科学和生活中的应用。这节课，我们就一起交流讨论一下如何让声音更好的为人类服务。
二、新课教学
（一）声音与建筑
师：声音在建筑方面有哪些应用?举例说明
生:我国不少古建筑,巧妙地应用了声学知识,充分展示了建筑者的智慧才华.其中最著名的如北京天坛的”回音壁”和”三音石”。它们都是利用了声音的反射原理。
课件展示：回音壁和三音石
配文：回音壁是一道约6m，半径约32.5m的圆形围墙，墙面十分光滑，一个人紧贴围墙小声讲话，围墙另一处的人可以听得很清楚。
三音石位于围墙的圆心处，人站在三音石上击掌一次，能听到三声回音，因而人们称它为三音石。从三音石处发出的声波向四面传播，同时到达墙面。因圆的半径相等，声音传播距离、声速相等，被反射后同时会聚到圆心处，你便听到第一次回声；声波继续传播，每部分声波又同时到达刚才反射会聚到的圆心处，你听到了第二次回声；声波再继续向前传播，每部分声波再次同时到达圆心处，你听到了第三次回声。第二次回声比第一次回声弱，第三次回声回声更弱。这是因为声音在传播过程中被分散和吸收了。因此第三次以后的回声就不容易听出来了。若你站在偏离圆心的其他位置上拍手，就听不到三次回声。[来源:学+科+网]
师：刚才我们介绍了古代建筑中如何利用声音的，那么在现代建筑中我们又是怎样利用声音的？
生：日本爱知县的音乐桥、法国巴黎市郊的音乐亭、电影院，录音棚……
课件展示：北京音乐厅
配文：现代建筑如礼堂，音乐厅等，都有着很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使听到的声音更为清晰，丰满。吸声不是十分松软，就是带有小孔。如：泡沫塑料、棉絮、毛毡、吸声砖、软木等都是吸声材料。反射板应选择质地硬且平滑的材料，如硬塑料、玻璃等。
（二）声音与音乐
师：声音是如此的神奇，音乐家们运用不同的音调、响度、配上伴音、和声等，组成不同的旋律，构成了动人的音乐。同学们又有什么发现呢？
生：音乐，是流动的艺术，是人类心灵共同的语言。有的高昂雄壮，有的低沉抒情，有的轻快流畅，有的婉转缠绵……音乐能呼唤人的呼唤，升华人的情感，激发人的斗志，淋漓尽致地把人的内心世界表达出来。下面请同学们欣赏音乐。
用录音机播放：梁祝、二泉映月、命运交响曲
一些科学家还发现了“莫扎特效应”，大学生在听了10min的莫扎特奏鸣曲后，在空间推理测试中的得分有明显的提高。
对声音的研究也推动音乐的发展，现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿出各种声音，更好的满足了人们的文化艺术享受。
用两个或几个不同的音箱在不同的方位和距离处播放音乐，能使人感觉到“立体声”效果，这是人的双耳效应。人通过双耳效应，可以判断声源的方位。
课件：双耳效应
师：这位同学准备的很充分，掌声鼓励。双耳效应是因为声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时候，强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础。人通过双耳效应可以判断声源的方位，双耳效应能使人有如临其境的感觉。立体声双声道耳机就是利用了人的双耳效应。
（三）超声和次声
人耳能引起听觉的声波频率有一定的范围，约在20-20000赫之间，低于20赫的声波叫次声波，高于20000赫的声波叫超声波。那么超声有什么应用呢？
生：超声波的频率很高，在工业,农业,医学和国防上应用广泛。例如用超声清洗玻璃、陶瓷、陶瓷制品的表面污垢，用超声来“击碎”颗料状物体，进行乳化作用等。超声波波长短，传播和反射时定向效果好，在水中损耗较小。在国防上,普遍使用回声探测器(又叫声纳),超声波遇到海底或其他硬物体便反射,根据收到回声的时间可以判断物体的距离.例如,可用声纳来探测敌方潜艇的位置,鱼群位置,海底深度,海上冰山等.超声波的穿透能力强，能透射几米厚的金属，利用这一特性和反射能力特性，可以制成超阶级声探伤仪，检查金属内部有无裂缝和缺陷等。此外，超声在医学上应用也逐渐广泛，用超声来诊断和治疗疾病。例如现代医学常用的A型和B型超声诊断仪，其中B型诊断仪可获体内脏的切面声像图，诊断人体内部有无肿瘤,肝硬化或其他病变。用超声处理过的种子有缩短发芽时间,加速生长的作用。在现代生活中，我们常见了还有不用洗衣粉的洗衣机，实际上利用的就是超声波的“空化”作用，产生巨大能量，将污垢从衣物上震落下来溶解在水中。
生：次声波在大气中传播衰减慢,它的传播距离比声音远得多，具有很强的穿透能力，但容易受大气温度、风以及重力的影响。地震、台风、海啸、核爆炸、飞机飞行、汽车高速行进等都能产生次声波。1983年印尼一次火山爆发激起的次声绕地球转了3圈。我们可以建立次声波接收站，探知远处核爆炸和导弹发射的情况。关于地震、海啸和台风，由于它们的传播速度都小于次声波波速，所以收到地震、海啸和台风传递来的次声波，就可以及早预报这些灾害性事件的到来，事先作好防范措施。次声有较大的破坏性,地震或核爆炸激发的次声能将巨大建筑物摧毁,次声还会使人产生头晕,恶心,血压升高等症状,严重的会造成内脏出血，危机生命.虽然它不在人的听觉范围内，但一些动物却能听到或感觉到，次声波能对一些动物产生一些刺激，使一些动物出现反常表现。
（四）噪音与乐音
从物理性质来看噪音是由声源作无规则的振动产生的，或者是由不同频率不同强度的声音无规律的组合在一起而形成的，在示波器上的波形是杂乱无章的，无规津可循．而乐音是由声源作规则的的振动，在示波器上可以看出波形能遵循一定的规律，即它每隔一定时间，总有相同的振动图形重复出现，
从环境保护的角度来认识，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。

乐音 噪音
师：从环境保护保护角度看，所有声音都可能成为噪声。例如，当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人休息，对想睡觉的人来说就成为了噪声。
师：请同学们利用这些器材演示一下怎样的是噪声。
演示实验：用硬塑料干檫玻璃时产生的声音。
师：生活中噪声的主要来源是什么？
生：噪声范围很广，有工业噪声、交通噪声、气流噪声、城市噪声等。城市噪声的主要来源（70％左右）是交通噪声，其余还有人的喧哗声，室内各种活动的声音。我国工业化水平还不高，城市交通也不发达，但噪声已达到严重的程度，故已成为广泛关注的公害之一。
生：在建筑工地上，各种机器和设备发出的声音；在公路上，车辆的鸣笛声、发动机振动和排气声，以及车身的振动声；在工厂里，发动机的运转，材料的锯割、冲压、切削声；街道上喧闹的人群等等，都是噪声的来源。
师：生活中有这么多的噪声，噪声对我们有什么危害吗？
生：不太强的噪声，如高声喧哗，比较吵的街道上的杂音，使人感到厌烦，分散注意力，影响工作，妨碍休息；比较强的噪声，如纺布机、电锯的声音，使人感到刺耳难受，时间久了会引起噪声性耳聋，还会引起心血管系统和中枢神经系统的疾病，发生心律不齐，血压升高，消化不良等症状；更强的噪声，如喷气式飞机的噪声，几分钟时间就会使人头昏、恶心、呕吐，像晕船一样；极强的噪声，还可直接造成人和动物的死亡。
师：既然噪声已经成为一大社会危害，那么我们已经采取了怎样的措施来控制和减少它呢？
生：改造噪声大的机器或用噪声小的机器，做个外罩把噪声源罩起来，在汽车、摩托车的排气管上加消声器,在公路两旁设置隔音墙,在马路和住宅间植树造林等都可以减弱噪声.
师:声音从产生到引起听觉有三个阶段,声源的振动产生声音----空气等介质的传播----鼓膜的振动,因此,控制噪声也从这三方面采取措施:
a、 在声源处控制.如改造声源结构;在声源处加防护罩;在内燃机排气管上加装消声器等.
b、 在传播过程中控制。利用隔音或吸音材料,把声源与外界隔离起来,如在城市里植树、修隔音墙等.
c、 在人耳处控制。如戴防噪声耳塞，或在耳孔中塞一小团棉花，或者双手捂住耳朵。
师；还是刚才那个实验；用硬塑料干檫玻璃，现在我们想办法减少这个噪声。
实验：沾水再檫，没有噪声了----消声；用棉絮将玻璃和硬塑料包在里面檫，噪声很小----吸声；用手将耳朵捂起来，噪声减弱----隔声。
小结 本节学习中我们知道了声音的利用，如在建筑和音乐上，知道了超声和次声，知道了噪声的来源，危害和控制。通过本课学习，同学们在今后的生活中，应做到不影响他人学习、工作和休息，要养成良好的行为习惯。
布置作业 1、 教材P38 中自我评价与作业1至3题
反思
利用声音与生活中的应用结合起来，联系生活中环境学中声音的重要性：要防止噪声采取一定的措施。这样环环相扣，使学生觉得学了物理真是有好处。控制噪声需要综合治理，是一个复杂的系统工程。对于学生来说，要让他们知道，理想的声学环境对需要的声音要求能高度保真，不需要的声音（噪音）不致干扰人的工作、学习和休息。要教育学生遵守课堂纪律，自觉维护社会公德。有些娱乐场所为了满足一些青年人追求刺激的欲望，不适当加剧节奏，增大音量，其实这样对人体是十分有害的。而一些交响音乐、协奏曲，音响控制适当，听起来就舒畅悦耳。要教育学生防治噪音，每个人都要从自己做起，养成良好的习惯，提高自己的素质和道德修养。

板书设计
一、 声音的利用
1、 声音与建筑
2、 声音与音乐
二、 超声和次生的应用

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