第二章 声现象

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想要找到学习物理的正确方法,轻松的学好物理,必须做到以下两点:

1、回归课本。认真阅读课本,连页码都不能放过

2、重视“概念”。如果你连概念都背不会,别说自己学不会,而是你根本就不想学。

当然,学好物理不止以上两点,但这是基础,当你真正能做到这两点之后,其他方法自然水到渠成。

第二章 声现象

一、知识准备

1、速度公式

二、基本概念

1、声音的产生。

2、声音的传播。

3、回声。

4、声音的特性——音调、响度、音色。

5、声的利用。

6、噪声及控制噪声。

三、重点知识讲解

第一节 知识结构图

第二节 知识结构图

第三节 知识结构图

第四节 知识结构图

例1将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,你会听到几次敲打的声音?试一试,并说出其中的道理。(课本P.31)

解析:会听到一次或多次敲打的声音。本题考查了声音在不同介质中的传播速度,同时还需要一定的数学解题策略。具体能听到几次,与铁管的长度有关,与铁管中填充的物质有关,如空气、水等。

当敲击铁管的一端时,声音会通过空气、铁管、水(如果铁管内有水的话。也可以是其他液体)传入人耳,由于声音在不同介质中传播的速度不同,所以到达到达人耳的时间也不同,当间隔大于0.1秒时,人耳才能将其区分开,所以管子的长度决定了能听到几次敲打声。

设铁管长为s,

s÷340m/s-s÷5200m/s>0.1s

解得s>36.4m;

s÷1500m/s-s÷5200m/s>0.1s

解得s>211m;

所以当铁管长小于36.4m时(大约),只能听到1次敲打声,当铁管长大于36.4m时,能听到2次敲打声,当铁管长大于211m且铁管内充满水时,能听到3次敲打声。

上图是课本P.32的演示实验图。将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。

这个实验是让我们知道音调物体振动的快慢(频率)之间的关系。同时,我们还可以在不改变钢尺伸出桌边的长度的情况下,通过用大小不同的力拨动钢尺,来探究响度与物体振动的幅度(振幅)之间的关系。甚至,我们还可以再找一把塑料尺子,做同样的实验,即便当音调和响度相同时,塑料尺和钢尺的声音还是不同的,这是在探究音色与不同发声体的材料、结构之间的关系。(希望同学们能够亲自试验,并养成利用身边的器材探究物理问题的习惯。)

注意:人听到声音是否响亮,除跟发声体发声时的响度有关外,还跟人距离发声体的远近有关。距离发声体越远,听到的声音越小。所以,有时我们听到的声音小,不一定发声体发出声音的响度就小。

例2生活中经常用“高”“低”来形容声音,如“女高音”、“男低音”、“引吭高歌”、“低声吟唱”。这4个词语中的“高”“低”描述的各是声音的哪些特性?(改编自课本P.37)

解析:这是本章当中最容易混淆的概念。物理概念中音调说“高”“低”响度说“大”“小”,而生活中,常常会把声音响度的大小说成高低,要特别注意区分。

“女高音”的“高”指音调高;“男低音”的“低”指音调低;“引吭高歌”的“高”指响度大;“低声吟唱”的“低”指响度小。

例3为了使教室内的学生上课免受环境噪声干扰,采取下面的哪些方法是有效、合理的?如果你认为无效或不合理,简单说明理由。

(1)老师讲话声音大一些

(2)每个学生都戴一个防噪声耳罩

(3)在教室周围植树

(4)教室内安装噪声监测装置

解析:本题分析的重点是环境噪声干扰了什么?  是干扰了我们听讲。因此,我们一方面可从控制噪声着手,也可以从我们要听的内容着手。从控制噪声着手,那么有三个方法:防止噪声产生、阻断噪声传播、防止噪声进入人耳。这样来看选项(2)、(3)是正确的,但是带上防噪声耳罩的同时,也阻止了我们听讲,所以选项(2)有效但不合理。从我们要听的内容着手,就让要听得内容声音大一些,那么选项(1)就是有效、合理的。但是选项(1)的效果是有限的,如果噪声太大,也就不起作用了。选项(4)无效,它只能监测。

因此本题的参考答案是(1)、(3)。只不过(1)是有限制的。

上图是课本P.32的演示实验图,探究响度与物体振动的幅度(振幅)之间的关系。实验中用到了一个重要的方法

——转换法

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法

该实验中,将肉眼不易观察到的音叉的振动转换为了非常直观的兵乓球的弹跳。大家可以想一想,我们平时生活中有没有类似的应用。

上期思考题解答:

上次课我们提到,运动员虽然始终在屏幕中,但如果以画面中的地面为参照物,运动员就是运动的。但为什么运动员会始终在屏幕内,他们相对于哪个参照物是静止的,相对于这个参照物,哪些物体又是运动的?

解析:

实际上在比赛当中我们用到了一个叫轨道摄像机的设备(图中刘翔右侧),在运动员奔跑时,轨道摄像机会随着运动员一起移动,这样如果以轨道摄像机为参照物,运动员就是静止的(在研究机械运动时,我们常常把物体看做一个点,所以这里不考虑运动员身体各部位的摆动),所以会始终在屏幕内。同时当以轨道摄像机为参照物时,地面以及场地内的绝大多数物体都是运动的。

课程说明

1.本课程即使对你的启发再大,也不能代替你的课堂和平时的作业,轻松只是相对而言。

2.我的课程仅涉及最重要、最典型的问题,不可能面面俱到。大家有疑问可以在底部留言,或者发送邮件到jjunfeng@sina.com,也可以加QQ群:“贾俊峰和你轻松学物理”,群号:523942256,大家一起讨论,或者将问题发到群文件,针对比较集中的问题,我另发公众号进行专题讲解。

3.课程还在起步阶段,各种不足还请见谅,有任何问题或者建议欢迎底部留言或者发送邮件,在此谢过!

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