基础知识
1.声音的产生和传播
(1)声音是由物体的震动而产生的,没有震动就没有声音。
(2)声音的传播需要介质,真空不能传播声音。
(3)声速:一般情况下,声音在固体中的传播速度要比空气中的高,声音在15℃空气中的传播速度是340m/s。
2.声音的特性
声音有三要素,即音调、音色和响度。震动频率决定音调,物体的材料决定音色,物体的震动幅度决定声音的响度。
人耳可以听到的声音的频率范围是20Hz~20000Hz,次声波的频率低于20Hz,超声波的频率高于20000Hz。人耳能听到的声音响度在0~120分贝的范围。
(3)声音的利用
声音可以传递能量,也可以传递信息。
(4)噪声
(1)从物理学的角度来看,噪声是物体做不规则的震动而产生的声音;从人们的听觉感受来说,凡事不愿意听到的声音,都是噪声。
(2)减弱噪声可以从以下方面入手:防止噪声的产生;隔断噪声的传播途径;防止噪声进入人耳。
难点点拨
难点1:声音的产生与传播
点拨:声音在不同的介质中传播速度不同,所以当声音经过相同距离的不同介质,会产生时间差。
例题1:
在筷子上捆些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后插入两端开口的竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,并用相同的力吹管的上端
时,下列说法错误的是(C)
A.哨音是由管内空气振动产生的
B.哨音是通过空气传到别人耳朵的
C.向上推活塞时,吹出的哨音响度会变大
D向下拉活塞时,吹出的哨音音调会变低。
例题2:
我们知道:声音在不同介质中传
播的速度不同。阅读下表中一些
介质中的声速,回答问题:已知
在长为0.884km的空的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43s,(此时气温约为15°C)。
求:
(1)敵击后声音通过空气传到另端要多长时间?
(2)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成?
解答:
(1)由v=s/t得,声音在空气中传播的时间是:t=884/340=2.6(s)
(2)声音在金属管内传播的时间:t金属=t空气-△t=2.6s-2.43s=0.17s,声音在金属管内传播的速度v=884m/0.17s=5200m/s。查表知:金属管是铁制成的。
难点2:音调
点拨:物体震动的快慢决定音调。
例题:
泽园同学学完声现象后,在音乐老师于老师的帮助下,自制了一个叫做“水瓶琴“的乐器,如图所示,它们是通过在7个相同的水瓶中装入不同高度的水制作而成。
让水面高度不同,主要是为了在敲击不同水瓶时改变发出声音的(音调)。
她发现也能吹出动听的曲子。
如果吹的话,水瓶琴是靠(空气柱)振动产生的声音,产生这美妙的声音是通过传到我们的耳朵。
她要吹出|6543|2——|这样节奏来,她吹瓶的顺序应该是(FEDCB)。
解答:
由于瓶子中装有水的多少不同,
导致敲击时,振动快慢就不同,
水少的振动快,振动的快慢影响
声音的音调,故发出声音不同是
音调不同;
吹水瓶琴空气由于振动会产生声
音,水琴声是通过空气传到我们
耳朵的;水瓶琴中的空气越少,
吹时振动越快音调越高,故她吹
瓶的顺序应该是 FEDCB。
分析:
音调与振动频率的关系,频率越
快,音调就越高;声音是由于物
体的振动产生的;声音可以通过
空气传播;空气越少音调越高。
难点3:回声测距离
例题:
声音在生活中有许多应用,用超声波能粉碎人体内的结石,说明声波具有(能量);但粉碎前需要B超定位,若某次定位时,探头紧贴皮肤向结石部位发出声波,经过2×10⁻⁴s后收到回声,如果声波在人体中的平均速度为
1500m/s,此结石距发射处的距
离约为(15)cm。
解答
(1)用超声波粉碎人体内的结石,说明声波具有能量;
(2)声波从探头到结石部位传播的时间为(1/2)×2×10⁻⁴即10⁻⁴s,则结石距离发射处的距离S=vt=1500m/s×10⁻⁴s=15(cm)
分析:
(1)声音既可以传递信息,又可传递能量;
(2)根据题意求出声波从探头到结石部位传播的时间,根据S=vt,求出结石距发射处的距离。
难点4:波形图
点拨:从波的高矮可判断发声体振幅的大小,从波的疏密可以判断发声体振动的频率。
例题:
如图所示是声波的波形图,下列说法正确的是(D)
A.丙、丁的音色和响度相同
B.甲、丙的音调和音色相同
C.乙、丁的音调和音色相同
D.甲、乙的音调和响度相同
分析:图中,甲乙两图的振幅和频率相同,所以音调和响度是一样的,故D正确。