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包学习|声音的产生与传播

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' g1 H/ o# a# t- P
' z) t; e9 y' w, p5 A4 F6 X9 L3 L. M( g( o5 A; l

" V/ A7 x* L8 K5 `

" ?# T2 H7 l$ c

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。

0 f5 V$ O% k- Q \3 W

《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。

0 l1 k8 [7 M! W( O4 J6 r! f: O& j

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!

0 j0 {8 P* l7 e

小编乱入

: k3 F; }4 z: v/ a( H# l

知识会

( t/ ~: o" W' K% N, x

知识点1 声音的产生

5 D5 T, H( B3 D, P8 m$ h* {

1.探究声音的产生条件

# B, ?$ J* g1 v; K4 [: q) h; C

操作:

0 b) c+ l& j E6 G& _# H( K/ R c; b

(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.

$ v+ T0 R% [4 b7 s" I+ E

音叉发声时在振动

1 [ d0 b# F: {

(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.

6 r3 [ ^/ {9 Y( V- Z) Y9 o2 s

喇叭发声时在振动

3 e+ J+ {& z' I2 L. P

(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.

% J- U: k4 _. z9 S9 {7 W) J! l/ N" O

发声的鼓面在振动

( Y7 f) W- w9 O

敲黑板

: U) s1 k. s/ {. b# n

实验方法

8 ?& J6 ?- X. s3 z5 {! ~. {

(1)归纳法

4 f# l. @- u( T* t

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.

6 B4 \4 g5 Z+ i' E# ]% q

(2)转换法

, R1 b* f* k8 N# K5 L+ A

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.

/ [1 s* G* B9 f0 V4 ^2 n; R

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.

. ~/ O: ]# p. g) |

- s7 d% I/ l0 J) s

; r2 c1 e! H' f( m

2. 声源

, }* a4 N9 r& e* I' A

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

: f$ e' K% s K+ a5 ?4 D7 E/ |4 Z+ t9 ^+ C

如弹古筝时,琴弦振动发声,琴弦(固体)是声源;

9 F$ T& v# B) E% c: s

( r2 d1 S" j7 X. P" [

# J |7 K- E: N; w9 Q: u# r7 {

; ~/ B, C+ @# S5 H7 X

, ~3 f7 @8 J3 Z5 E$ B# q( q

如水下开枪,引起水振动发声,水(液体)是声源;

; F5 q, [9 H# Q2 ?

水下开枪,水振动发声

1 |3 c4 M {) V

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.

# p7 E2 Q* w, D+ M- k

空气振动发声

% r/ d9 s1 y& A$ e

敲黑板

. N8 f5 {5 d2 H; C

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.

# j' q$ i3 l* G3 s

示范例题

" g) W: h/ M" [) f6 K

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

* n& u/ ` W% O j7 i1 w

, U( P, V" ]0 N9 M& u

8 i0 M5 o8 c; }" o* O7 s% K

【答案】声音是由物体的振动产生的

) T- m( R! F+ R- X6 @" d

【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.

' K1 B P; ]) M0 l1 ~

例题2.(单选题)关于声音的产生,下列说法错误的是( )

4 [ i2 d/ q* I# Y/ 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

9 W! F- {% W2 ?( B2 G8 ^5 Y# ^

B.有声音产生,就一定有物体在振动

$ m' k. \" l# P" ^; g

C.振动停止后,物体停止发声

0 V3 m1 Q2 y/ ~

D.有时候物体不振动也可以发声

% B" x. [; E- H% V4 T1 B" B

【答案】D

( _% E, G# A, W, _2 q8 }+ J

【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;

1 m* M v' Y0 m3 l- X o! 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;

7 e* w6 }( A4 w- P0 U& u4 |3 M5 b* `

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.

1 q7 q% ]8 ?( b

知识点2声音的传播

Z& J: d% W D% `$ ?

1.声音的传播

1 I" b" X/ R( ?: w4 D2 t

(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/ d- y. ]; H7 [% d* _, O

* b+ ?/ u. Z6 Y& A7 @5 }1 R

* H0 W4 ^5 {- U! T1 D2 C% q

气体传声

, G- j; j' `+ M% k

(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.

5 L6 D, N+ n* T- ^5 j! d

0 V% v. r" e1 Q) |) V

% c' W( }6 p& {

液体传声

# H$ Y M+ q+ ~: Q 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.

2 @) }5 u% o2 n: H0 \/ G) a! p

(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.

! ]2 y: v6 I- @0 h: B. \9 c

真空不能传声

$ \; A- \" _+ s

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.)

6 ~* y% q. w7 Q' Z; l9 u4 {

敲黑板

' V5 T" q3 U1 g# l" Y$ n: P

理想实验法

6 f( n0 t4 z% }2 H9 k

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.

/ ~& P! x9 m( |. h, ~2 a

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.

! M0 }! ~9 W7 @0 ]0 y7 `' v( O6 z

2. 声音的传播方式

0 R7 S3 n& }% g9 t m7 F

声音在介质中是以声波的形式向远处传播的.

3 x$ x( q; Z2 l- O4 w! s

& Y6 N6 ?' u: w6 `8 o @0 O6 H

) G9 Z- u& n6 F/ x, D/ s# _. B6 D7 p

声波传播的模拟图

/ ]" y! s2 k6 u6 E4 K# c1 L' ~2 a

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.

) V, G4 J" J v3 k

3 {, M, m3 [5 a. e: _5 K+ J

# _6 j: e6 {1 J2 ?+ T

拓展

8 q* T7 |6 c4 }5 W% x3 B8 D

人耳听声的过程

, G. m; I$ E. r* u

2 W6 n6 v( l, m# e, m, e

+ R# D& ^2 O1 v" A7 `

(1)通常耳朵听声音

% y/ K5 U' A6 F

声音鼓膜、听小骨及其他组织听觉神经大脑

+ e2 a4 g7 E0 y3 o. [4 p

(2)特殊情况下耳朵听声音

( u/ X3 j# s- @* A+ h5 M1 k

骨传导——声音通过头骨、颌骨等传到听觉神经.

6 M L6 `1 |; r. u

示范例题

- _2 J4 v2 `! A6 l& e

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( )

- |# J! `' c! e6 ?0 g3 M' z

A.月球表面的岩石受到流星的撞击不发声

9 M) @6 G* d2 j; k

B.流星撞击岩石的声音太小,人耳无法听到

7 L" A/ g) J* f

C.月球表面附近空间没有空气,缺少传播声音的介质

$ y3 |$ }- e' L7 J% T+ ?& e* b2 q

D.原因不明

' W6 V7 I/ M; f3 e% r6 P

【答案】C

- k' V9 l7 J" P* `

【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.

$ u- w( K) G+ u( i9 J

点拨

: |5 ~- H( r# Y! i

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.

A X) z# E, a$ m3 m0 j3 r& }

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.

1 G$ S& B7 v' R6 W. C' T2 p% c

! }' Y! p) A/ t# p) h1 W% ]

5 X8 p' Z) j) C' }9 V3 h$ X0 Z6 w

【答案】振动;空气

# c2 w7 @: x8 v

【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.

9 i) d# c4 I, G$ X

知识点3声速

# h) B5 }& T0 E5 {. e7 P8 Y

1. 声速及其影响因素

) ?3 @0 z! L" ]$ P2 W/ A" N. P

声速表示声音传播的快慢,其大小跟介质的种类温度有关.

1 o) ?. \/ U# C: |. @" z

$ I! O- G: ^; [! m; @) \/ M

7 V! t* m5 k7 }0 C' p* J( c) P: m+ C- ?

一些介质中的声速

! O) r1 M0 ]+ R

(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.

/ b: c% W- W& m: h+ ^, F/ X# l7 {9 r: h

(2)声速还与介质的温度有关,15℃时空气中的声速340m/s.

. }# [- w8 t2 {) n" I1 g

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.

' D2 W' J: e1 f" P+ o& Z

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.

. e: o- Z! E$ R' ]. i

2. 回声及回声测距

3 z4 \) t0 G+ y& C' T' h

2-1 回声

, t# f$ R; X! [1 @

在传播过程中,遇到障碍物被反射回来的声音,叫回声

8 J9 c. T& x3 J7 e3 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.

( ^" ~ m1 O: g

2-2 回声的应用

5 h ^* }3 [/ D2 a: Q! u. h2 f

加强原声

3 h2 Q$ c( m( l) z7 l0 [

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.

% [0 b" W: c. i4 M/ 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.

. X0 i% y6 [! L" e' C1 m( |: i8 k

! @, ?: z7 r& U) P6 W! h

0 D O2 m4 ?+ O% K+ G

天坛圜丘

6 y$ ~, ^6 z3 y- ]; v$ k

回声测距

3 M9 r5 q, N/ {- b; d! x; W/ \1 s

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.

& [( s6 W Z3 }6 {1 o" S; x1 h

2 }$ r+ a0 ^1 h

K! P, f) n7 g9 a

海洋测量船利用回声测距测量海底地形示意图

: ]6 [5 p0 ?4 o

示范例题

9 }) ?% E! ?/ H, y* ?# K& T- a9 ~* I

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( )

, b# A' s- U+ K" }

A.听到两次响声,他们按先后次序是由钢管、空气传来的

, b% v) e6 O/ P' G F! o6 x( n) [) C

B.听到两次响声,他们按先后次序是由水、空气传来的

R) ?+ x4 k2 d2 s. B" n4 h/ c+ y

C.听到三次响声,他们按先后次序是由钢管、水、空气传来的

& N; X# x' Q1 p! e8 Q* T ]

D.听到三次响声,他们按先后次序是由水、空气、钢管传来的

1 _/ ^$ i$ i; g# P

【答案】C

9 L6 U7 l# X) ~7 A0 Q

【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.

4 u# M+ W8 g/ M, K0 O6 @ ^ \

点拨

& m. Z3 k2 T0 e! \5 a: T

(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,

( C# g. s' I, H' p& Y

(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.

2 P2 Z8 \+ T* i$ }& `/ A8 M

K重难

8 p# U8 I, o* Z3 j

要点1声音的产生与传播条件辨析【难点】

/ T4 ]& \% h4 u

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.

# Z; D) r ]( \2 \% O4 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.

5 X/ {7 F9 q- V" g3 N" E

(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.

' |+ {' M- Y0 s( I

示范例题

! D( L6 q J; n& P& }. z; \. T

例题1.(单选题)如图所示的四幅图中,不能产生声音的是( )

5 v2 c% t; D" j6 P1 c

$ G& J0 D+ P, g: M6 S. |! ]: ~

7 a( E" z" K/ d

A.图A

: c$ y, d( X( z7 y2 e4 O# m

B.图B

2 L1 v" e/ M2 a& a5 B6 h/ W

C.图C

4 W b" W. G: x- V6 L3 r/ o) \' B

D.图D

' v3 ~5 b4 Y, u

【答案】C

1 d' ] _4 ?$ U" ~

【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;

! b! b: o+ \& n$ X3 x8 U, y

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;

! p. T [) l8 |; ^ W# g0 Z) i0 C

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;

7 h+ k+ d: n. Z& L6 p W6 j

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.

! |! w, I' F _8 {4 t, k

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

( Z9 o9 A. p" {8 J

: ~7 S- r0 t( P

/ V! B6 L% i2 G- h# l

【答案】音叉在振动;把音叉的微小振动放大,便于观察;转换法

7 ]& u4 \4 P, q5 h, R. O

【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.

! G7 ]" p' @5 `) I( H+ n

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。

* H- J0 y: a/ B4 P: k, [ ' Y: U. K! r) B4 C
, j/ T1 ]7 E' x7 y) B7 q) F- ?% f: R4 h * U7 @! z. L" s7 r& B1 [0 e4 J$ S# o- P y* F8 e, h% x 0 I" ^) C1 q9 d4 v2 A
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茶江鱼
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