2019-2020年八年級(jí)物理上冊(cè) 第四章教案 北師大版.doc

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2019-2020年八年級(jí)物理上冊(cè) 第四章教案 北師大版 教學(xué)課題： 第四章 聲現(xiàn)象4-1 聲音的產(chǎn)生 課 時(shí)： 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能： 1、.通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)聲音產(chǎn)生的條件。 2、知道聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的。 二、過(guò)程與方法： 1、通過(guò)觀察發(fā)聲體與不發(fā)聲體的差異，能總結(jié)發(fā)聲體的共同特征，培養(yǎng)對(duì)比觀察能力。 2、通過(guò)觀察分析，一切發(fā)聲體都在振動(dòng)，振動(dòng)停止發(fā)聲也停止，能概括出聲音是由發(fā)聲體的振動(dòng)二產(chǎn)生的。 3、.通過(guò)實(shí)驗(yàn)滲透一種科學(xué)研究的方法——化抽象為具體，化細(xì)微為顯著。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀： 1、本節(jié)知識(shí)易學(xué)易會(huì)，又多了聽(tīng)覺(jué)感知，給學(xué)生美的感受，初步領(lǐng)略聲現(xiàn)象，使學(xué)生樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理。 2、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和科學(xué)的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的積極情感，活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生善于與其他同學(xué)交流的意識(shí)。 教學(xué)重點(diǎn)： 探究聲音產(chǎn)生的條件。 教學(xué)難點(diǎn)： 研究方法的滲透。 教 具：鼓、音叉、鐵架臺(tái)、橡皮筋、鋸條、燒杯等。 教學(xué)過(guò)程： 第四章 聲現(xiàn)象 4-1 聲音的產(chǎn)生 一、引入新課 播放視頻：古代編鐘 在教室內(nèi)放悠揚(yáng)的音樂(lè)，列舉自然界中豐富多彩的聲音。在生活中，我們被各式各樣的聲音包圍著，誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)你都聽(tīng)到過(guò)什么聲音？列舉實(shí)例，你知道聲音是怎么產(chǎn)生的嗎？提出一系列有關(guān)聲現(xiàn)象的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生興趣。 二、新課學(xué)習(xí) （一）聲音的產(chǎn)生 播放視頻：發(fā)聲體振動(dòng) 1.同時(shí)播放視頻，了解發(fā)聲體都在振動(dòng)。 2.歸納共同點(diǎn)引出探究?jī)?nèi)容： —— 培養(yǎng)歸納、概括能力 3.學(xué)生探究：聲音是怎樣產(chǎn)生的？（音叉、橡皮筋、桌子、鋼尺、聲帶、小鼓、小鑼等） ①明確實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)方法。 ②注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種現(xiàn)象，并能歸納表達(dá)。 ③觀察思考、討論作答、舉手發(fā)言。 4.引導(dǎo)探究的方法：提出問(wèn)題→進(jìn)行假設(shè)、猜想→探究實(shí)驗(yàn)→歸納結(jié)論 三、小結(jié)： 1.一切發(fā)聲體都在振動(dòng)。 2.發(fā)聲的物體叫做聲源。 布置作業(yè)： P49 1～2 練習(xí)冊(cè)本節(jié)練習(xí) 板書(shū)設(shè)計(jì)： 第四章 聲現(xiàn)象 4-1 聲音的產(chǎn)生 一、聲音的產(chǎn)生： 聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，發(fā)聲的物體叫做聲源。 教學(xué)反思： 本節(jié)課通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)發(fā)聲物體的觀察，尋找發(fā)聲物體的變化原因，并積極思考，探究聲音產(chǎn)生的原因，建立起“聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的”的初步感性認(rèn)識(shí)，并通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論的正誤，本節(jié)課不僅體現(xiàn)了新課程理念，促進(jìn)學(xué)生全面和諧地發(fā)展，而且在教法設(shè)計(jì)上突出體現(xiàn)以學(xué)生為本，通過(guò)探究、討論、交流、歸納、總結(jié)等形式來(lái)獲取知識(shí)，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使學(xué)生終身受益。 教學(xué)課題： 4-2 探究——聲音是怎樣傳播的 課 時(shí)： 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能： 1、知道聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同； 2、知道聲音在空氣中的傳播速度； 3、知道聲速在固體中最大、氣體中最??； 4、知道回聲現(xiàn)象和人耳是怎樣聽(tīng)到聲音的。 二、過(guò)程與方法： 1、通過(guò) “真空罩中的鬧鐘”的實(shí)驗(yàn)及氣體、液體、固體傳聲的實(shí)驗(yàn)或例子，觀察、討論得出聲音的傳播需要介質(zhì)。 2、通過(guò)學(xué)生的活動(dòng)，鍛煉學(xué)生初步的觀察能力并掌握初步的研究問(wèn)題的方法。 3、培養(yǎng)運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能利用回聲知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀： 1、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望，使學(xué)生樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理； 2、注意在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生善于交流和合作的意識(shí)。 教學(xué)重點(diǎn)： 探究聲音能在固體、液體、氣體中傳播，真空不能傳聲。 教學(xué)難點(diǎn)： 理解聲音是以聲波的形式向遠(yuǎn)處傳播的。 教學(xué)過(guò)程： 4-2 探究——聲音是怎樣傳播的 一、引入新課 近年來(lái)，我國(guó)航天事業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，先后發(fā)射了載人宇宙飛船和探月衛(wèi)星，也是我們所有中華兒女的驕傲。說(shuō)到這里，老師想考考你們，誰(shuí)知道在宇宙中，宇航員之間是通過(guò)什么進(jìn)行交談的嗎？他們能不能想在地球上一樣直接進(jìn)行交談？ 在宇宙中，宇航員即使是面對(duì)面說(shuō)話也聽(tīng)不到對(duì)方在說(shuō)什么，這是為什么呢?聲音在傳播的時(shí)候有什么條件呢？讓我們一起來(lái)繼續(xù)探究聲音世界的奧秘吧！ 二、新課學(xué)習(xí) （一）聲音的傳播 實(shí)驗(yàn)探究：用聲傳播演示器分別演示氣體、固體、液體都能傳播聲音。 列舉生活中哪些物質(zhì)可以傳播聲音：空氣、玻璃、金屬、墻壁、水等。 播放視頻：聲音的產(chǎn)生和傳播 1.探究：桌子傳聲——固體能夠傳聲 2.空氣傳聲：聽(tīng)到飛機(jī)和響聲 3.“真空鈴”演示：——我們現(xiàn)在來(lái)一起探究宇航員在宇宙中為什么不能直接進(jìn)行交談呢？演示“真空罩中的鬧鐘”實(shí)驗(yàn)，探究真空能否傳播聲音。引導(dǎo)學(xué)生回答課前提出的問(wèn)題。原來(lái)真空中是不能傳聲的。氣體、固體、液體都能傳聲，而真空不能傳聲。能傳播聲音的物質(zhì)叫介質(zhì)?？梢?jiàn)傳播聲音是需要介質(zhì)的。 實(shí)驗(yàn)演示：“假如沒(méi)有空氣”呢？或播放動(dòng)畫(huà)：真空不能傳聲 4.播放錄像“振動(dòng)的音叉激起的聲波傳入人耳”指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)“想想議議” 5.演示：液體傳聲將發(fā)聲的門(mén)鈴放入水中，還能聽(tīng)到響聲嗎？ 生活現(xiàn)象：水中的魚(yú)能被岸上人的說(shuō)話和腳步聲嚇走。 6.幾種物質(zhì)的聲速：認(rèn)識(shí)理解，記?。?15℃時(shí)空氣中的聲速為 340m/s。 生活中的物理： 1.在課堂上，在座的各位都能聽(tīng)到老師講課的聲音，同學(xué)們之間討論問(wèn)題時(shí)彼此能聽(tīng)到對(duì)方說(shuō)話的聲音，說(shuō)明了________的傳聲。 2.古代的偵察兵用一個(gè)鐵筒插入地下，耳朵貼著鐵筒就能知道很遠(yuǎn)處隊(duì)伍行進(jìn)時(shí)的步伐聲和馬蹄聲，你知道其中的道理嗎？ 3.在電視上，我們經(jīng)?？吹蕉嗝佑斡具\(yùn)動(dòng)員在水中做著非常整齊一致的動(dòng)作，你知道他們是怎樣做到整齊一致嗎？說(shuō)明什么問(wèn)題？ 聲音的傳播需要時(shí)間，在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，聲音的傳播還會(huì)受到溫度的影響，下面是常溫時(shí)在一些物質(zhì)中的聲速： 空氣 340m/s 水 1500m/s 松木 3320m/s 花崗巖 3800m/s 玻璃 5000m/s 鋼鐵 5200m/s 學(xué)生討論交流，歸納總結(jié)規(guī)律。 1、常溫時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度是_________。 2、常溫時(shí)聲音在_________中傳播速度最大，在________中傳播速度最小。(填固體、液體、氣體) （二）回聲現(xiàn)象 1、雷雨天，我們總是看見(jiàn)閃電一閃即逝，而后卻聽(tīng)到隆隆不絕的雷聲，你知道為什么嗎？ 2、在空曠的房間里說(shuō)話，為什么比在野外說(shuō)話要響亮的多？ 聲音在傳播的過(guò)程中遇到障礙物會(huì)被反射回來(lái)，這種現(xiàn)象叫回聲。 聽(tīng)到回聲的條件：回聲到達(dá)人耳比原聲晚0.1s以上，人耳才能聽(tīng)到回聲。如果相差不到0.1s，回聲就會(huì)和原聲混在一聲，使原聲加強(qiáng)。展示回聲現(xiàn)象示意圖，幫助同學(xué)理解認(rèn)識(shí)回聲。根據(jù)上面提供的聽(tīng)到回聲的條件，請(qǐng)同學(xué)們算一算，要聽(tīng)到回聲，人離障礙物的最短距離是多少？引導(dǎo)學(xué)生利用上一章有關(guān)速度、距離的知識(shí)計(jì)算，結(jié)合回聲示意圖理解聲音走的路程是一來(lái)回。 （三）人耳是怎樣聽(tīng)到聲音的呢？ 演示音叉振動(dòng)后在水中濺起水波的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)聲波，學(xué)生結(jié)合生理知識(shí)閱讀課文，理解人耳接收聲波、產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)的過(guò)程。 聲 源→介質(zhì)→ 人 耳 ( ) ( ) ( ) 三、小結(jié) 聲音是通過(guò)介質(zhì)傳播的，真空中不能傳聲。 布置作業(yè)： P52 1～3 練習(xí)冊(cè)本節(jié)練習(xí) 板書(shū)設(shè)計(jì)： 4-2 探究——聲音是怎樣傳播的 1、聲音靠介質(zhì)傳播，真空不能傳聲。 介質(zhì)：能夠傳播聲音的物質(zhì)。 2、聲音在所有介質(zhì)中都以聲波的形式傳播。 3、聲速： （1）聲音在每秒內(nèi)傳播的距離叫聲速。 （2）聲音在固體、液體中比在氣體中傳播得快。 （3） 15℃時(shí)空氣中的聲速為 340m/s。 教學(xué)反思： 教學(xué)課題： 4-3 樂(lè)音與噪聲 課 時(shí)： 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能： 1、了解聲音的特性，知道樂(lè)音的音調(diào)和發(fā)聲體的振動(dòng)頻率有關(guān)，響度與發(fā)聲體的振幅和與距離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)，不同發(fā)聲體發(fā)出音樂(lè)的音色不同。 2、了解噪聲的來(lái)源和危害，知道防治噪聲的途徑，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。 3、常識(shí)性了解用分貝劃分聲音的等級(jí)。 二、過(guò)程與方法： 1、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析概括出發(fā)聲體振動(dòng)快慢與聲調(diào)高低之間的關(guān)系。 2、通過(guò)體驗(yàn)和觀察，了解防治噪聲的思路。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀： 1、體會(huì)現(xiàn)實(shí)世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，更加熱愛(ài)世界，熱愛(ài)科學(xué)。 2、通過(guò)噪聲危害教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和道德觀念。 教學(xué)重點(diǎn)： 樂(lè)音的三要素 教學(xué)難點(diǎn)： 音調(diào)與響度的區(qū)別 教 具： 鋸條(0— 30cm)；橡皮筋、直木板、紙杯、火柴桿；截成兩段的圓珠筆；鼓、泡沫小球；音叉及鼓錘；示波器；塑料盒；水杯七個(gè)、竹筷子。 教學(xué)過(guò)程： 4-3 樂(lè)音與噪聲 新課引入： 兩名女學(xué)生表演水杯琴，兩名男學(xué)生制造噪聲。 那么，前者的聲音（悅耳動(dòng)聽(tīng)，使人愉快，）我們稱之為樂(lè)音，后者的聲音（嘈雜刺耳，令人煩躁）我們稱之為噪聲。今天我們主要研究樂(lè)音和噪聲的有關(guān)知識(shí)。 講授新課： 一、樂(lè)音的三要素： 樂(lè)音有幾個(gè)非常重要的特征：音調(diào)、響度和音色。 音調(diào)：提出問(wèn)題：水杯發(fā)出的聲音有什么不同，教師用竹筷子敲一遍； 我們把聲音的高低稱為音調(diào)，音調(diào)與什么有關(guān)？我們大家用實(shí)驗(yàn)來(lái)探討一下。 播放視頻：音調(diào) 實(shí)驗(yàn)：音調(diào)與振動(dòng)快慢的關(guān)系 教師總結(jié)： 音調(diào)的高低是由聲源振動(dòng)的快慢決定的。每秒鐘聲源振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，也就是聲波的頻率。頻率的單位是赫茲，簡(jiǎn)稱赫，（Hz）。每秒振動(dòng)一次叫1赫。每秒鐘振動(dòng)1000次，聲音的頻率就是1000赫。聲源振動(dòng)的頻率越大，音調(diào)越高，聽(tīng)起來(lái)尖細(xì)；頻率越小，音調(diào)越低，聽(tīng)起來(lái)低沉。 播放視頻：音調(diào) 教師總結(jié)：弦的長(zhǎng)、短不同，振動(dòng)發(fā)出的聲音，的音調(diào)的高低不同。 交流討論： 學(xué)生聆聽(tīng) ：不同頻率的音叉音調(diào)不同，鞏固赫茲的含義。 響度： 教師創(chuàng)設(shè)情景引出響度的概念： “大聲說(shuō)話”、“低聲細(xì)語(yǔ)”里的“高”、“低”指的是聲音的大小。物理學(xué)中把人耳感覺(jué)到的聲音的大小叫響度。 提出問(wèn)題： 響度的大小和什么有關(guān)系呢？通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。 接著教師提出問(wèn)題：聲源的振幅相同，人們聽(tīng)到的聲音響度是否就一定相同？ 播放視頻 實(shí)驗(yàn) 響度與振幅的關(guān)系。 學(xué)生聆聽(tīng)；群馬的馬蹄聲（由近到遠(yuǎn)） 得出： 響度還和距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)。離聲源越遠(yuǎn)聲音越分散，聲音的響度也就越小 音色 ： 做個(gè)小游戲：蒙上一位同學(xué)的眼睛，讓他猜猜說(shuō)話的同學(xué)是誰(shuí)？ 提出問(wèn)題： “不見(jiàn)其人，卻辨其聲”？如同一支曲子，用不同的樂(lè)器演奏；同一支歌，幾個(gè)人同時(shí)演唱。人耳總能分辨出是什么樂(lè)器，或是誰(shuí)在演唱。這是什么原因呢？原來(lái)，不同的樂(lè)器、不同的人，也就是不同的聲源發(fā)出的聲音，除了音調(diào)和響度可能不同之外，還有另一個(gè)特征——音色 那么同學(xué)們聽(tīng)聽(tīng)?zhēng)追N不同樂(lè)器聲的聲音，看都是什么樂(lè)器演奏的。 播放視頻 音色。 以上都是我們憑感覺(jué)來(lái)辨別的，音色也是由聲源的振動(dòng)情況決定的，那么從波形上來(lái)觀察一下，顯然每一種聲音都有自己的特色。 我們把音調(diào)　響度　音色稱為樂(lè)音的三要素 。 二、噪聲及其危害 演示實(shí)驗(yàn)： 敲擊音叉，發(fā)出的聲音悅耳動(dòng)聽(tīng)；刮玻璃（或揉塑料盒），發(fā)出的聲音刺耳難聽(tīng)。 學(xué)生猜想： 樂(lè)音與噪聲為什么會(huì)有兩種絕然不同的效果呢？ 觀察示波器： 用示波器觀察音叉發(fā)出的聲音和刮玻璃（或揉塑料盒）發(fā)出的聲音的振動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)音叉發(fā)出的聲音振動(dòng)是有規(guī)律的，而刮玻璃發(fā)出的聲音的振動(dòng)雜亂的、無(wú)規(guī)律的 教師總結(jié)噪聲的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容 1．噪聲的定義 （1）從物理學(xué)角度看，噪聲是指發(fā)聲體做雜亂無(wú)章的無(wú)規(guī)則的振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。（客觀原因） （2）從環(huán)境保護(hù)的角度看，凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對(duì)人們要聽(tīng)的聲音起干擾作用的聲音，都屬于噪聲。（主觀感覺(jué)） 2．聲音的大小用聲級(jí)表示，單位是分貝（dB）。 把人們剛剛能聽(tīng)到的聲音定為0dB，一般15—40分貝是較理想的安靜環(huán)境，超過(guò)了50分貝會(huì)影響睡眠和休息。長(zhǎng)期生活在90分貝以上的噪聲環(huán)境里，會(huì)使人的聽(tīng)力受損甚至引起其他病癥。 城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)圖表引導(dǎo)學(xué)生討論分析：噪聲的來(lái)源、危害與防治 那么實(shí)際生活是怎樣控制噪聲的（識(shí)圖說(shuō)明） 例：給噪聲大的機(jī)器加隔音罩或加橡皮墊來(lái)吸收它的振動(dòng)， 給汽車(chē)和摩托車(chē)安裝消音器，市區(qū)內(nèi)禁止汽車(chē)?guó)Q笛。 例：在公路和住宅區(qū)內(nèi)設(shè)置屏障墻和種草、植樹(shù)。 例：在高噪聲車(chē)間里讓工人配戴消音耳塞。 教師歸納總結(jié)：要辨證的看待噪聲問(wèn)題 3．噪聲的防治： 播放視頻：降低噪音危害的方法 課堂小結(jié)： 今天我們研究了兩個(gè)問(wèn)題，樂(lè)音的三個(gè)特征，以及噪聲的危害和控制，這個(gè)問(wèn)題與我們的生活密切相關(guān)，希望同學(xué)們能用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋或者解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。 （二）課外完成： 噪聲是有害的，科學(xué)家們想了許多辦法加以治理，而這些辦法中，最奇特的一個(gè)辦法是“以聲治聲”、做法是：用電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生與噪聲振動(dòng)步調(diào)相反的“抗聲”，讓“抗聲”與噪聲在空氣中合成，其結(jié)果減弱或抵消噪聲的強(qiáng)度，從而達(dá)到了治理噪聲污染的目的。試分析一下，為什么這樣做可以減弱噪聲呢？ 布置作業(yè)： P58 1～4 練習(xí)冊(cè)本節(jié)練習(xí) 板書(shū)設(shè)計(jì)： 4-3 樂(lè)音與噪聲 一、樂(lè)音的三要素： 樂(lè)音有幾個(gè)非常重要的特征：音調(diào)、響度和音色。 1、音調(diào)： 音調(diào)的高低 聲源振動(dòng)的頻率越大，音調(diào)越高，聽(tīng)起來(lái)尖細(xì) 2、響度： 聲音的大小 3、音色 ： 二、噪聲及其危害 1．噪聲的定義 2．聲音的大小用聲級(jí)表示，單位是分貝（dB）。 3．噪聲的防治： 教學(xué)反思： 教學(xué)課題： 4-4 超聲波 課 時(shí)： 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能： 1、知道什么是超聲波。 2、 了解現(xiàn)代技術(shù)中與超聲波有關(guān)知識(shí)的應(yīng)用。 二、過(guò)程與方法： 1、通過(guò)觀察、觀看或看錄像的等有關(guān)的文字、圖片、音像資料，獲得社會(huì)生活中超聲波利用方面的知識(shí)。 2、通過(guò)介紹知道一些動(dòng)物對(duì)超聲波的利用，擴(kuò)大知識(shí)面。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀： 1、通過(guò)學(xué)習(xí)，了解超聲波在現(xiàn)在技術(shù)中的應(yīng)用，增強(qiáng)最科學(xué)的熱愛(ài)、 2、通過(guò)一些自然界中的動(dòng)物對(duì)超聲波利用的了解，激發(fā)學(xué)生的興趣。 教學(xué)重點(diǎn)：超聲波的應(yīng)用、學(xué)生查找、交流信息、應(yīng)用知識(shí)的能力、收集信息、處理信息 教學(xué)難點(diǎn)： 同上 教 具： 教學(xué)過(guò)程： 4-4 超聲波 新課的引入： 播放海豚表演的視頻，提出問(wèn)題：你知道海豚是如何捕食嗎？ 新課的教學(xué)： 學(xué)生主持：今天我們就學(xué)習(xí)超聲波，我們?nèi)硕芨杏X(jué)到聲音的頻率在20 Hz 至xx0Hz之間。頻率低于20Hz和高于xx0Hz的聲波，都不能引起人的聽(tīng)覺(jué)，低于20Hz的聲波叫次聲波，高于xx0Hz的聲波叫超聲波。超聲波的特點(diǎn)：束射特性、吸收特性、超聲波的能量傳遞特性、超聲波的聲壓特性?，F(xiàn)在我分別介紹它們。 一、束射特性 由于超聲波的波長(zhǎng)短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且。遵守幾何光學(xué)的定律。即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時(shí)，入射角等于反射角，當(dāng)射線透過(guò)一種物質(zhì)進(jìn)入另一種密度不同的物質(zhì)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生折射，也就是要改變它的傳插方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則折射也愈大。 二、吸收特性 聲波在各種物質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，強(qiáng)度會(huì)漸進(jìn)減弱，這是因?yàn)槲镔|(zhì)要吸收掉它的能量。對(duì)于同一物質(zhì)，聲波的頻率越高，吸收越強(qiáng)。對(duì)于一個(gè)頻率一定的聲波，在氣體中傳播時(shí)吸收得最歷害，在液體中傳播時(shí)吸收比較弱，在固體中傳播時(shí)吸收最小。 三、超聲波的能量傳遞特性 超聲波所以在各個(gè)工業(yè)部門(mén)中有廣泛的應(yīng)用，主要還在于它比可聽(tīng)聲波具有強(qiáng)大得多的功率。為什么有強(qiáng)大的功率呢?因?yàn)楫?dāng)聲波到達(dá)某一物質(zhì)中時(shí)，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也跟著振動(dòng)，振動(dòng)的頻率和聲波頻率—樣，分子振動(dòng)的頻率決定了分子振動(dòng)的速度。頻率愈高速度愈大。物資分子由于振動(dòng)所獲得的能量除了與分子的質(zhì)量有關(guān)外，是由分子的振動(dòng)速度的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質(zhì)分子愈能得到更高的能量、超聲波的頻率比可聽(tīng)聲波可以高很多，所以它可以使物資分子獲得很大的能量；換句話說(shuō)，超聲波本身可以供給物質(zhì)足夠大的功率。 四、超聲波的聲壓特性 當(dāng)聲波通入某物體時(shí),由于聲波振動(dòng)使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化。由于聲波振動(dòng)引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質(zhì)分子產(chǎn)生顯著的聲壓作用、例如當(dāng)水中通過(guò)一般強(qiáng)度的超聲波時(shí)，產(chǎn)生的附加壓力可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓力。液體中存起著如此巨大的聲壓作用，就會(huì)引起值得注意的現(xiàn)象。當(dāng)超聲波振動(dòng)使液體分子壓縮時(shí)，好像分子受到來(lái)直四面八方的壓力；當(dāng)超聲波振動(dòng)使液體分子稀疏時(shí)，好像受到向外散開(kāi)的拉力，對(duì)于液體，它們比較受得住附加壓力的作用，所以在受到壓縮力的時(shí)候；不大會(huì)產(chǎn)生反常情形。但是在拉力的作用下，液體就會(huì)支持不了,在拉力集中的 地方，液體就會(huì)斷裂開(kāi)來(lái)，這種斷裂作用特別容易發(fā)生在液體中存在雜質(zhì)或氣泡的地方，因?yàn)檫@些地方液體的強(qiáng)度特別低，也就特別經(jīng)受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用。由于發(fā)生斷裂的結(jié)果，液體中會(huì)產(chǎn)生許多氣泡狀的小空腔，這種空泡存在的時(shí)間很短，一瞬時(shí)就會(huì)閉合起來(lái)?？涨婚]合的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的瞬時(shí)壓力，一般可以達(dá)到幾千甚至幾萬(wàn)個(gè)大氣壓力。液體在這種強(qiáng)大的瞬時(shí)壓力作用下，溫度會(huì)驟然增高。斷裂作用所引起的巨大瞬時(shí)壓力，可以使浮懸在液體中的固體表面受到急劇破壞。我們常稱之為空化現(xiàn)象。 現(xiàn)在由每組推薦的同學(xué)給大家介紹超聲波的應(yīng)用。 第一組：超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)超聲波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣。平常說(shuō)的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變。美國(guó)科學(xué)家正在研究用超聲波止住病人體內(nèi)出血的新技術(shù)，可免除手術(shù)止血的痛苦與危險(xiǎn)。 據(jù)新一期英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，醫(yī)生通常用動(dòng)手術(shù)的方式來(lái)為病人止血，這一方法風(fēng)險(xiǎn)較大。有研究者設(shè)想用超聲波對(duì)體內(nèi)傷口進(jìn)行加熱燒灼，借以止血。但如果出血位置在腦部，或出血面積較大，這種方法就很不可取。 美國(guó)華盛頓大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，高密度聚焦超聲波能加快自然凝血過(guò)程，無(wú)須加熱燒灼傷口就能止血。實(shí)驗(yàn)表明，超聲波會(huì)加快血液運(yùn)動(dòng)，激活血小板，使它們錯(cuò)認(rèn)為自己是在流經(jīng)一個(gè)破裂的傷口，從而加強(qiáng)粘著性，與細(xì)胞膜及其它血小板粘附，促進(jìn)凝血。 這一方法比手術(shù)止血和超聲波加熱止血更安全。研究人員將進(jìn)一步完善這項(xiàng)技術(shù)，先在動(dòng)物身上試驗(yàn)，然后用于人體。 第二組：超聲波在軍事上的應(yīng)用 為什么在水中不采用雷達(dá)、衛(wèi)星遙感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)而仍用落后的聲納呢？ 海水能吸引電磁波，雷達(dá)用不上了。海水吸熱能力太強(qiáng)，紅外線技術(shù)無(wú)用武之地；水的透光能力差，而吸收光的能力卻很強(qiáng)，光學(xué)觀察設(shè)備如望遠(yuǎn)鏡也使不上了。特別是深海中一片漆黑，什么也看不見(jiàn)。探照燈又會(huì)暴露自己。 而海水的傳聲能力卻比在空氣中強(qiáng)得多。聲納技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。聲納機(jī)發(fā)出一束不同頻率的聲音信號(hào)，再用特殊設(shè)備接受反射信號(hào)加以分析，這樣就如同安上了蝙蝠的耳朵，周?chē)那闆r也就知道了 第三組：超聲波在生活中的應(yīng)用 超聲波鼠蟲(chóng)驅(qū)除器：超聲波沒(méi)有穿透力，故遇到障礙物不能穿透，但是能反射回來(lái)，但是必須是硬物體才能反射，但損耗很大。超聲波遇軟物體能被吸收，如窗簾、沙發(fā)、衣、被等物，所以也影響它的使用面積。該儀器壽命3年以上耗電極微，每月1—3度電，輸出為1W電壓為11伏對(duì)人無(wú)危險(xiǎn)傷害，安全可靠 超聲波洗衣機(jī)：徹底“拋棄”洗衣粉，與傳統(tǒng)洗滌方式不同，超聲波洗衣機(jī)主要利用超聲波的“空化”作用（超聲波作用于液體時(shí)可產(chǎn)生大量小氣泡 。一個(gè)原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來(lái)溶于液體的氣體過(guò)飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開(kāi)”成一空洞，稱為空化?？斩磧?nèi)成為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因?yàn)榭栈饔眯纬傻男馀輹?huì)隨周?chē)橘|(zhì)的振動(dòng)而不斷運(yùn)動(dòng)、長(zhǎng)大或突然破滅。破滅時(shí)周?chē)后w突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)生激波。和空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。在液體中進(jìn)行超聲處理的技術(shù)多數(shù)與空化作用有關(guān)），產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上“震”下來(lái)溶解到水中，然后再通過(guò)內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)衣物進(jìn)行摔打和水流穿透，洗凈衣物。超聲波洗衣機(jī)不僅無(wú)污染，而且比普通洗衣機(jī)節(jié)水三分之一。 BJ49-密度計(jì)超聲波清洗器，本系列儀器的超聲波發(fā)生源和震板為獨(dú)立組件,主要適用于油田、煉油廠密度計(jì)圓管內(nèi)壁清洗，同時(shí)也適于各種相同密度計(jì)尺寸規(guī)格的管道、圓管、方管內(nèi)壁的清洗。 第四組：超聲波在近代科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用 很多動(dòng)物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。以昆蟲(chóng)為食的蝙蝠，視覺(jué)很差，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲(chóng)身體的反射波來(lái)發(fā)現(xiàn)食物。海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚(yú)的位置 。現(xiàn)代的無(wú)線電定位器——雷達(dá)，質(zhì)量有幾十、幾百、幾千千克，蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克，而在一些重要性能上，如確定目標(biāo)方位的精確度、抗干擾的能力等都遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代的無(wú)線電定位器。深入研究動(dòng)物身上各種器官的功能和構(gòu)造，將獲得的知識(shí)用來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備和創(chuàng)制新的設(shè)備，這是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新學(xué)科，叫做仿生學(xué)。 布置作業(yè)： P60 1～2 練習(xí)冊(cè)本節(jié)練習(xí) 板書(shū)設(shè)計(jì)： 4-4 超聲波 一、束射特性 二、吸收特性 三、超聲波的能量傳遞特性 四、超聲波的聲壓特性 教學(xué)反思：