声音的特性公开课省级获奖教案.docx
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声音的特性公开课省级获奖教案
第2节声音的特性
教学目标
知识与能力:
1.了解声音的特性.
2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅有关.
3.不同发声体发出乐音的音色不同.
教学重点:
音调、响度、音色的概念及其相关因素.
教学难点:
探究决定音调、响度的因素.
教学用具
钢尺(若干)、示波器、音叉、乒乓球(系有细绳)、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机.
教学过程
一、情境引入
生活中我们接触到的声音各种各样,千差万别。
其中有许多声音让我们感到悦耳、动听。
例如:
音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声等,它们都是物体做规则振动时发出的声音,物理学中把这类声音叫做乐音。
有的声音听起来音调高,有的声音听起来音调低,声音为什么会有音调高低的不同呢?
让我们一起来做下面的探究活动。
二、新课教学
探究点一音调和频率的关系
运用钢尺,想办法使钢尺发声。
我们可以把钢尺紧压在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音。
如果钢尺伸出桌边的长度短一些, 观到钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点?
此时,钢尺振动得较快,声音尖而细。
如果使钢尺伸出桌边的长度较长一些,再次拨动,比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。
结论:
当钢尺伸出桌边的长度较短时,钢尺振动得较快,音调高;当钢尺伸出桌边的长度较长时,钢尺振动得慢,音调低。
学生阅读教材内容,并分组讨论下列问题。
(1)频率的物理意义是什么?
什么叫频率?
(2)在国际单位制中,频率的单位是什么?
(3)物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么?
(4)大多数人能够听到的频率范围是什么?
(5)什么叫超声波?
什么叫次声波?
(6)生活中你对超声波、次声波了解多少?
能说出它们的一些用处吗?
教师总结:
频率是用来描述物体振动快慢的物理量,物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率。
在国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hertz),简称赫,符号为Hz。
频率决定声音的音调。
物体振动得快,频率高,发出的音调就高;物体振动得慢,频率低,发出的音调就低。
大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。
其中20Hz是人类听觉的下限,20000Hz是人类听觉的上限。
讨论:
振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?
请同学们分组讨论。
蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次,蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次,由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围,当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。
而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内,人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
频率高于20000Hz的声音叫做超声波。
频率低于20Hz的声音叫做次声波。
探究点二波形与频率
观察声波的波形
教师简单介绍示波器的作用并演示:
在这里,我们要用示波器显示声波的波形,示波器的构造复杂,工作原理要在高中物理的电场部分涉及到,目前同学们的知识还不足以理解它。
另外,我们也没有必要弄懂它,只要我们会正确使用就行了。
下面让我们一起来完成这个实验。
(1)通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形,比较不同频率的声音的波形有什么差别。
(教师演示,学生观察并讨论)
(2)通过示波器观察不同的男女同学发出声音的波形,比较男女学生声音的波形有什么不同?
(教师演示,学生观察并讨论)
实验结论:
两个频率不同的音叉发出声音的波形相似,但频率高的音叉的波形要密一些。
男、女学生声音的波形不同,女同学的音调比男同学高,波形就密一些。
探究点三振幅与响度
问:
轻敲和重敲同一个音叉(即频率相同的音叉),音叉发声的波形有什么不同?
轻敲音叉时,波形的幅度小;重敲音叉时,波形的幅度大。
但两种情况下,波形的疏密程度相同。
声音有音调的不同,也有强弱的不同。
物理学中把声音的强弱叫做响度。
响度也就是我们平常所说的声音的大小。
怎样才能使物体振动发出的声音更响?
轻敲鼓面,鼓皮振动的幅度小,声音弱,响度小;重敲鼓面,鼓皮振动的幅度大,声音强,响度大。
【活动】响度跟什么因素有关?
(1)用细线把乒乓球吊起来,使乒乓球静止在竖直位置,恰好跟音叉的一个叉股接触。
轻敲音叉,观察乒乓球被弹开的幅度。
(2)重敲音叉,使音叉发出响度更大的声音,观察乒乓球被弹开的幅度。
(3)比较音叉发出不同响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度有什么不同。
(4)通过上面的探究活动,可以得出什么结论?
实验结果:
音叉发出声音的响度小,乒乓球被弹开的幅度小,音叉振动的幅度小;音叉发出声音的响度大,乒乓球被弹开的幅度大,音叉振动的幅度大。
根据实验结果知道:
响度跟发声体振动的幅度有关,物体振动的幅度越大,产生声音的响度越大。
教师继续总结:
物体振动的幅度叫振幅。
物体的振幅越大,声音的响度就越大。
那么振幅是确定响度的惟一因素吗?
实际中,响度还跟听者与发声体的距离有关。
距发声体越远,听到的声音越小,响度越小。
(可以向学生简单介绍原因:
因为声音在传播过程中,越到远处越分散。
)
音调和响度是声音的两个不同的特征。
响度大的声音,音调不一定高;音调高的声音,响度也不一定大。
在同一首歌曲中,音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响。
练习:
请同学们讨论并回答,蚊子的叫声与黄牛的叫声相比,哪个音调高?
哪个响度大?
参考解答:
蚊子的叫声音调高;
黄牛的叫声响度大。
探究点四音色
频率的高低决定声音的音调。
但是不同的物体发出的声音,即便音调相同,我们还是能够分辨它们。
在声音的特征中还有一个因素是十分重要的,它就是音色。
物理上,把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。
不同乐器演奏C调的“1”时,波形各不相同,音调相同,频率相同;但振幅不同,响度不同。
三、板书设计
四、教学反思:
这节课是本章的重点内容,在设计时我们突出了以学生为主的方法,增加了不少学生的活动,对一些学生不易观察的现象我们进行了录像、放慢等措施,增加了学生对细微变化的观察。
在典型声音的素材搜集上,我们还需要些努力,在声音的对比音效上,在学生不易认识到的特殊声音上,我们还要进一步通过采集利用起来。
第2节熔化和凝固
教学目标
知识与能力:
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。
2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。
3.了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别。
4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点:
通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力,实验能力和分析概括能力.
教学难点:
指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图象表示出来.
教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例:
铁矿石在高温炉中熔化为铁水,从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板;低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮;不同季节、气候下的水的状态变化。
学生思考交流:
还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗?
引导归纳:
随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
联系生活:
把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰从饮料中吸收热量就变成了水。
点燃的生日蜡烛的火焰旁边,固态的蜡不断地变成液态的蜡,一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。
路桥施工人员把固态的沥青加热成液态,再把液态的沥青浇在路面上,很快又变成固态。
引导归纳:
随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
二、新课教学
探究点一物态变化
活动体验:
(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象?
学生操作实验,回答观察到的现象:
蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
(2)将冰棒放在空烧杯中,过一会儿,你能发现什么现象?
学生操作实验,发现烧杯中只剩下半杯糖水。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎
样的变化?
归纳总结:
1.物质通常有三种状态,即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2.物质各种状态之间的变化叫物态变化。
探究点二熔化和凝固
1.概念归纳
(1)熔化:
物质从固态变成液态的过程叫做熔化。
例如:
冰熔化为水、蜡烛熔化
为烛液等。
(2)凝固:
物质从液态变成固态的过程叫做凝固。
例如:
水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山
岩。
例子:
说出下列物态变化名称
(1)冰棒化成水:
熔化
(2)钢水浇铸成火车轮:
凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品:
先熔化再凝固
出示固体海波和蜡,提出问题:
它们怎样才会变成液态?
在熔化过程中,它们的温度有什么变化?
学生思考:
熔化和凝固是在什么条件下发生的?
熔化和凝固的过程有什么特点?
不同物质熔化和凝固的规律一样吗?
2.探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题:
物质熔化时需要什么条件呢?
不同物质在由固态变成液态的熔化过程中,温度的变化规律相同吗?
猜想假设:
熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材:
铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
介绍实验装置,如图所示,强调酒精灯和温度计的用法
进行实验:
(1)四个同学为一组,选出一名同学作为组长,负责本组探究性学习,教师课前要对组长进行指导,交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项,确保实验能顺利进行。
每一组分成两个小组,分别探究两种不同固体的熔化。
(2)组装实验装置:
把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中,并插入温度计,再把试管按图示装置固定。
往烧杯里倒入冷水,使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置,另一套装置完全相同)。
用两个酒精灯分别给两个烧杯加热,观察两试管内固体熔化情况,并每隔1分钟记录一次温度计示数,直到固体完全熔化。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从40℃开始计时,每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点;
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50℃开始计时,每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点。
实验要求:
要求学生做好观察记录
观察:
(1)对海波及石蜡加热时,温度计的示数变化。
(2)不同温度下它们的状态。
(3)熔化时它们的状态及温度。
记录:
实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
温度/℃
41
43
44
45
46
47
47
47
47.5
48
51.5
53.5
55.5
状态
固态
固液共存
液态
表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
温度/℃
52
55
58
61
62w
63
65
66.5
69
72
74[
83
状态
固态
粘稠状态
液态
学生交流思考:
海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗?
分析论证:
各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。
根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估:
回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?
进行论证的根据充分吗?
实验结果可靠吗?
交流合作:
与同学进行交流。
你们的结果和别的小组的结果是不是相同?
如果不同,怎样解释?
设计意图:
固体的熔化和凝固是学生常见现象之一,选择这一内容让学生参与探究,目的是引导学生在学习物理知识的同时,体验科学探究的全过程,
学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。
有利于体现“注重科学探究,提倡学习方式多样化”的新课程理念。
探究点三熔点和凝固点
对比研究:
分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流,思考:
(1)两种物质的熔化过程中,温度的变化有什么特点?
(2)每段曲线对应的一段时间内,海波与石蜡各是什么状态?
温度怎样变化?
吸热、放热情况如何?
归纳交流:
从实验现象及描绘出的图象容易看出,
(1)海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48℃,海波开始熔化。
在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到完全熔化后,温度才继续上升。
(2)随着不断加热,石蜡的温度升高,在此过程中,石蜡变软变稀,最后熔化为液体。
得出结论:
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体;如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体;如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定的
温度,这个温度叫凝固点。
同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流:
物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变,这个温度叫做凝固点;
(2)凝固过程中处于固液共存状态;
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固;
(4)凝固过程放热。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线,并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点:
同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展:
让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”,体会不同晶体熔点不同,认识熔点是晶体的一种特性。
同时记住冰的熔点是0℃,钨的熔点最高。
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
金刚石
3350
金
1064
冰
0
钨
3410
银
962
固态水银
-39
纯铁
1535
铝
660
固态酒精
-117
各种钢
1300~1400
铅
327
固体氮
-210
各种铸铁
1200左右
锡
232
固体氢
-259
铜
1083
海波
47
固体氦
-272
探究点四熔化吸热、凝固放热
归纳总结:
晶体和非晶体的熔化特点比较
(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的,晶体熔化时的温度叫熔点。
非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态,非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维:
从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理,知道凝固是熔化的逆过程。
让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律:
无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热;晶体凝固时放出热量,但温度不变,非晶体凝固时放出热量,温度降低。
联系生活:
北方的冬季很冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热,窖内温度不致太低,保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技:
现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15~40℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。
把这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度。
学以致用:
请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
三、板书设计
第2节 熔化和凝固
1.固态
液态(熔化和凝固是互逆过程)
2.固体
3.晶体熔化条件
同时具备
4.晶体凝固条件
同时具备
四、教学反思
熔化和凝固是热学中比较重要的课,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个能相互转化的过程,晶体和非晶体性质间的不同,还要学会作熔化曲线和凝固曲线。
学生在做探究实验时有一定的困难,教师应加大对实验整个过程的引导,可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程,本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律,这样就可为下面讨论节省大量时间。
教学时应特别重视对图象的分析,帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。
根据数据我们会画出一幅曲线图,然后让学生对海波曲线图分析,学生很容易会发现海波有一个平稳阶段,然后开始学习海波的熔化。
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