Тема урока: В мире звуков. 9 класс
Цель: создать условия для осознания блока новой учебной информации и включения субъективного опыта учащихся в процесс познания.
Задачи:
Образовательная: ввести понятия звуковых волн; рассмотреть особенности их возникновения и распространения, характеристик звука, влияние шума на организм человека, определение скорости звука.
Развивающая: развитие познавательного интереса у учащихся, расширение их кругозора;
Воспитательная: создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу; воспитывать самореализацию у учащихся, взаимопонимание и уверенность в знаниях при подготовке к ГИА.
Оборудование:
компьютер, мультимедиа проектор, интерактивная доска.
Демонстрационное оборудование: камертон, штатив, «поющий бокал», металлические ложки, гитара, баян, шарик на нити, стакан с водой-3шт.
Тип урока: Изучение нового материала.
Ход урока.
Организационный момент.
Мотивация.
Учитель: в теме «Колебания и волны» можно выделить особый раздел, посвященный звукам. И это не случайно. Звуки занимают в жизни человека важную роль. С помощью звуков мы получаем информацию об окружающем мире, что позволяет нам уверенно ориентироваться в пространстве; получаем наслаждение от звуков природы, музыки; а самое главное – благодаря звуку, мы общаемся с вами. И так какова же тема нашего урока? Рассмотрим вопросы, знание которых обязательно для каждого человека: «Звуковые волны», «Основные характеристики звука», «Музыкальные звуки», «Инфра и ультразвуки» и «Звуковые явления». Итак, тема урока - ?
Актуализация знаний.
Учитель: Для того, что бы познать природу звука, давайте вспомним ряд особенностей (свойств) в теме «Механические волны».
Задания:
1. У доски решить задачи из части 1 задание А5 (см. приложение).
2. Записать основные характеристики волны и дать определения (амплитуда, период, частота).
3. Блиц опрос.- Что называется волной? Какие виды волн существуют? В чем различие между поперечной волной и продольной волной? В каких средах и веществах они распространяются?
III. Изучение нового материала
Учитель: Мы живем в мире самых разнообразных звуков, звуки нас окружают всегда и везде: тиканье часов, раскаты грома и журчание ручейка, пение птиц и голоса людей, звучание музыкальных инструментов и устройств, шелест листьев и завывание ветра и т. д.
Раздел физики, изучающий звуковые явления называется акустикой. Основным объектом изучения акустики является звук.
. Что же такое звук?
Ученик: Звук – это то, что слышит ухо (с позиции науки физиологии)
Звук – это механическая волна (физика).
Учитель: Когда мы слышим какой-нибудь звук, мы можем установить источник звука.
Опыт 1. Возьмём камертон (это изогнутый металлический стержень на ножке) и ударим молоточком по камертону, поднесём лёгкую бусинку на нити. Бусинка отскакивает. Почему? Это значит, что ветви камертона колеблются.
О [pic] пыт 2. Тронем струны гитары и приглядимся внимательно, и мы увидим размытые очертания, некоторое утолщение струны. Это также свидетельствует о том, что струна колеблется. Что эти опыты показывают? Ответ уч-ся: Что любой источник звука обязательно колеблется. Показать опыт «поющий стакан».
Вывод: Всякое звучащее тело колеблется (записать в тетрадь).
Учитель: Какие бывают источники звука?
Источники звука: естественные – пение птиц, гортань, раскаты грома
искусственные: камертон, муз. инструменты
Учитель: Какие же условия необходимы для возникновения звуковой волны?
Ученик: Для возникновения звуковой волны необходимы:
- источник волны, - упругая среда, - приемник
Учитель: Но любое ли колеблющееся тело является источником звука?
Опыт 3. Рассмотрим колеблющийся маятник. Звука нет. Почему? ( Ответ: Потому что частота маленькая.) Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать звук как механические колебания в пределах от 16 Гц до 20000Гц. Колебания этого диапазона частот называются звуковыми. Но указанные границы диапазона несколько условны, т.к. зависит от индивидуальных особенностей слухового аппарата, от возраста людей. Строим шкалу частот и покажем границы звукового диапазона. (Показать на доске)
Инфразвук - это акустическая волна с частотой меньше чем 16 Гц.
Ультразвук - это акустическая волна с частотой больше чем 20000 Гц.
Инфразвук и ультразвук человек не воспринимает, а некоторые животные могут их слышать. Собаки, например могут слышать звуки частотой до 60000Гц, летучие мыши – до 150000Гц, а дельфины – до 200000Гц. Некоторые насекомые имеют слуховой аппарат, чувствительный к инфразвуку. Например кузнечики воспринимают частоты от 10Гц, а сверчки – от 2Гц.
Учитель: В каких средах может распространяться звук? Привести примеры.
О [pic] пыт 4. ( Показ мультмедиа –распространение звука в вакууме)
Роберт Бойль в 1660 году доказал, что звук в вакууме невозможен. Если звучащее тело, например электрический звонок, поставить под колокол воздушного насоса, то по мере откачивания из под него воздуха - звук будет делаться слабее, и наконец, когда под колоколом весь воздух кончится, то звук прекратится.
Опыт 5. Телефон завернутый в пакет опустить в сосуд с водой. В жидкости звук распространяется
Опыт 6. Привяжем к металлической ложке бечевку. Конец бечевки приложим к уху. Ударяя по ложке, услышим сильный звук. Твердые тела хорошо проводят звук. Продемонстрировать веревочный телефон.
Опыт 7. Пористые тела плохо проводят звук. Телефон накрыть кошмой, пенопластом.
Вывод: звук распространяется в любой упругой среде – твердой, жидкой и газообразной, но не может распространяться в пространстве, где нет вещества
Учитель: Механические волны бывают двух видов. К какому виду механических волн относятся звуковые волны? (Звуковые волны являются продольными.)
О том, как рождаются звуки, и что они собой представляют, люди начали догадываться давно. Древнегреческий философ Аристотель, исходя из наблюдений, верно, объяснил природу звука. Он полагал, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разряжение воздуха. Благодаря упругим свойствам воздуха, этот процесс распространяется в пространстве, от слоя к слою, создавая звуковую волну. Достигнув нашего уха, она воздействует на барабанные перепонки и вызывает ощущение звука.
Учитель: Что является приемником звуковых волн? (Ответ - является ухо)
Процесс восприятия ухом звуковых волн основан на явлении акустического резонанса. Впервые это было обосновано Гельмгольцем. Согласно этому явлению частота колебаний источника с помощью звуковой волны передается барабанной перепонке, возбуждая в ней колебания той же частоты.
Учитель: Характеристики звука. Перечертите таблицу.
Зависит от разного набора обертонов
Заполняем первую строку.
Опыт 8. Ударить по камертону. Сначала получить тихий звук, затем громкий. Чем отличаются два звучания камертона? Громкостью. (Зависит от амплитуды)
Заполняем вторую строку
Опыт 9.. Тронуть струны гитары, толстую струну – низкий звук, тоненькую струну – высокий звук. Следующая характеристика – высота. (зависит от частоты). Можно показать звучание стаканов с водой разной высоты.
Учитель: В музыкальных звуках помимо основного тона (им считается самый низкий) существуют ещё и дополнительные – обертоны. И если они звучат в унисон, то получается приятный, красивый, богатый звук.
Все остальные тоны сложного звука называются обертонами. Обертоны определяют тембр звука, т.е. такое его качество, которое позволяет нам отличать звуки одних источников от звуков других. Заполняем третью строчку в таблице.
[pic] Учитель: Так как звук это волна, то основной характеристикой является скорость звука. (Показ мультмедиа). Зная формулу равномерного распространения волны, можно определить расстояние до приближающейся грозы.
V. Закрепление изученного материала.
Проверочный тест
I вариант
1. Источником звука является….
а) любое колеблющееся тело б) тела, колеблющиеся с частотой более 20 000 Гц
в) тела, колеблющиеся с частотой от 16 Гц до 20000 Гц
г) тела, колеблющиеся с частотой ниже 16 Гц
2. Громкость звука определяется…
а) амплитудой колебаний источника звука б) частотой колебаний источника звука
в) периодом колебаний источника звука г) скоростью движения источника звука
3. Какой волной является звук?
а) продольной б) поперечной в) имеет продольно-поперечный характер
4. Инфразвуком называются механические колебания с частотой …
а) от 16 до 20 000 Гц б) выше 20 000 Гц в) ниже 16 Гц г) выше 16 Гц.
5. Высота тона звука определяется…
а) амплитудой колебаний источника звука б) частотой колебаний источника звука
в) длиной волны звука г) скоростью движения источника звука
6. Ультразвуком называются механические колебания с частотой …
а) от 16 до 20000 Гц б) выше 20000 Гц в) ниже 16 Гц г) ниже 20000 Гц
7.Какова примерно самая высокая частота звука, слышимая человеческим ухом?
а) 20 Гц б) 20 кГц в) 200 Гц г) 2000 Гц.
8. Какое насекомое чаще машет крыльями в полете: шмель или комар?
а) комар, так как у него большая частота колебаний крыльев
б) комар, так как у него большая амплитуда колебаний крыльев
в) шмель, так как у него более низкий звук
г) шмель, так как у него большая амплитуда колебаний
9. От чего зависит тембр звука?
а) от амплитуды б) от разного набора обертонов в) от частоты
II вариант
1. Какой волной является звук?
а) продольной б) поперечной в) имеет продольно-поперечный характер
2. От чего зависит тембр звука?
а) от амплитуды б) от разного набора обертонов в) от частоты
3. Высота тона звука определяется…
а) амплитудой колебаний источника звука б) частотой колебаний источника звука
в) длиной волны звука г) скоростью движения источника звука
4. Источником звука является….
а) любое колеблющееся тело б) тела, колеблющиеся с частотой более 20 000 Гц
в) тела, колеблющиеся с частотой от16 Гц до 20000 Гц
г) тела, колеблющиеся с частотой ниже16 Гц
5. Громкость звука определяется…
а) амплитудой колебаний источника звука б) частотой колебаний источника звука
в) периодом колебаний источника звука г) скоростью движения источника звука
6.Какова примерно самая высокая частота звука, слышимая человеческим ухом?
а) 20 Гц б) 20 кГц в) 200 Гц г) 2000 Гц.
7. Ультразвуком называются механические колебания с частотой …
а) от 20 до 20000 Гц б) выше 20000 Гц в) ниже 16 Гц г) ниже 20000 Гц
8. Инфразвуком называются механические колебания с частотой …
а) от 20 до 20 000 Гц б) выше 20 000 Гц в) ниже 16 Гц г) выше 20 Гц.
9. Какое насекомое чаще машет крыльями в полете: шмель или комар?
а) комар, так как у него большая частота колебаний крыльев
б) комар, так как у него большая амплитуда колебаний крыльев
в) шмель, так как у него более низкий звук
г) шмель, так как у него большая амплитуда колебаний
Самопроверка: 9 правильно выполненных заданий – «5»
7-8 правильно выполненных заданий – «4»
4-6 правильно выполненных заданий – «3»
V. Подведение итогов урока.
VI. Домашнее задание: параграфы 34-38. Упр. 32 № 1,2.
Приложение
Период колебаний пружинного маятника 1 с. Каким будет период его колебаний, если массу груза маятника увеличить в 2 раза, а жесткость пружины вдвое уменьшить? (Ответ:2с)
Длина морской волны равна 2 м. Какое количество колебаний за 10 с совершит на ней поплавок, если скорость распространения волны равна 6 м/с?
Литература:
А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. Физика – 9. – М.: Дрофа,2014.
В. А. Грибов. ЕГЭ: 2012: Физика. М.:АСТ: Астрель.2012.
А.Е. Марон, Е. А. Марон. Физика. 9 класс. М.: Дрофа, 2007.
Материал для мульмедиа: классная физика, 9 класс.
