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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