Урок физики в 9 классе «Источники звука. Звуковые колебания. Звук в природе и технике»

Урок физики в 9 классе

«Источники звука. Звуковые колебания. Звук в природе и технике».

Цели урока:

Познакомить учащихся со звуковыми волнами как с одним из видов механических волн.

Ввести понятие высоты, тембра и громкости звука.

Задачи урока:

Формировать умения обобщать известные данные на основе главного. Выделять признаки сходства в описании явлений.

Проверить уровень освоения основных характеристик волн, дать классификацию звуков, показать связь физических и физиологических понятий.

Способствовать расширению мировоззрения учащихся и формированию представлений о научной картине мира.

Тип урока: комбинированный.

Применяемые методы: наглядно-словесный, частично-поисковый, проблемный.

Оборудование: ПК, проектор, камертон, бусинка на нитке.

Ход урока.

Оргмомент. Сообщение цели и темы урока.

Повторение. Фронтальный опрос.

Что называется длиной волны?

Какой буковой обозначается длина волны?

За какое время колебательный процесс распространяется на расстояние, равное длине волны?

По каким формулам можно рассчитать длину волны и скорость распространения поперечных и продольных волн?

Проверка знаний. Тест по теме «Колебательное движение. Волны»

Слайд 1.

К олебательным движением называют движение

а) которое повторяется через определенный промежуток времени

б) при котором все точки тела движутся под действием только силы тяжести

в) с постоянным ускорением

Основным признаком колебательного движения является

а) постоянство скорости

б) периодичность

в) постоянство ускорения

Периодом колебаний называется промежуток времени

а) между двумя любыми положениями тела

б) через который движение повторяется

в) через который отклонение от положения равновесия максимально

Число колебаний в единицу времени называется

а) периодом колебаний

б) силой колебаний

в) частотой колебаний

Период колебаний выражается через частоту колебаний так:

а) v = б) А =  в) Т =

Колебательная система совершила за 40 с 240 колебаний. Период колебаний равен

а) 1/12 с б) 6 с в) 1/6 с

Частота колебаний первого маятника больше частоты колебаний второго маятника в 3 раза. Период колебаний первого маятника

а) меньше периода колебаний второго маятника в 3 раза

б) больше периода колебаний второго маятника в 3 раза

в) равен периоду колебаний второго маятника

П родольными волнами называются волны, в которых колебания происходят а)вдоль направления их распространения; б) перпендикулярно направлению их распространения; в) вдоль координатной оси Ох.

Поперечные волны являются волнами а) сжатия и разрежения; б)сдвига; в) кручения.

Чему равна скорость распространения волны, если длина волны 5м, а частота 2 Гц? а) 0,4 м/с; б) 10 м/с: в) 2,5 м/с

Изучение нового материала.

Классификация звуков.

Мир, окружающих нас звуков разнообразен - голоса людей и музыка. Пение птиц и жужжание пчел, гром во время грозы и шум леса и т.д.

Источники звука – колеблющиеся тела.

Проведем опыт. Возьмем камертон и ударим по его ветвям молоточком, чтобы камертон зазвучал. Поднесем к ветвям камертона бусинку на нитке, и бусинка будет отскакивать от камертона. Камертон совершает колебательные движения и звучит, бусинка тоже колеблется, но не звучит.

С лайд 2

Вывод: всякое звучащее тело колеблется, но не всякое колеблющееся тело звучит.

Один и тот же тип колебаний может в одной ситуации давать звук, а в другой - нет: длинная линейка, зажатая в тисках, совершает колебания, которые мы не слышим, а если укоротить линейку, то колебания будут издавать звук. При этом частота колебаний линейки тоже увеличилась.

Ухо человека устойчиво воспринимает звуковое колебания в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц. Этот диапазон называется звуковым, раздел, изучающий звуковые колебания – акустикой.

Механические волны в среде с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком,    с частотой более 20 000 Гц - ультразвуком.

Ультразвук применяют для исследования материалов, направленные узкие пучки ультразвука используют для измерения глубины моря.Корабль снабжают источником и приемником ультразвука определенной частоты. Источник отправляет кратковременные ультразвуковые импульсы, а приемник улавливает отраженные импульсы. Зная время между отправлением и приемом импульсов и скорость распространения ультразвука в воде,с помощью формулы определяют глубину моря. Аналогично действует ультразвуковой локатор, которым пользуются для определения расстояния до препятствия на пути корабля в горизонтальном направлении. При отсутствии таких препятствий ультразвуковые импульсы не возвращаются к кораблю. Описанный метод называется эхолокацией.

Характеристик звуковых волн.

Вернемся к опыту с линейкой, зажатой в тиски. После того, как укоротили конец линейки, частота колебаний увеличилась. А звук стал выше.

Слайд 3

В ывод: высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый звук.

Ухо человека различает звуки низкого и высокого тона. Звук большого барабана – звук низкого тона. Свист – звук высокого тона. Звуки низких тонов – это колебания малой частоты, звуки высокого тона - звуки большей частоты колебаний. Камертон – источник звука, испускающий единственную частоту – чистый тон.

Звуки даже одного тона могут быть разной громкости. Громкость звука связана с энергией. Самый слабый звук приносит звук в 1с энергию 10^-16 Дж, а громкий звук реактивного двигателя – 10^-4 ДЖ. Энергия связана с амплитудой колебаний. А значит, громкость зависит от амплитуды колебаний.

Слайд 4

В ывод:громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.

Чтобы извлечь более высокий звук, музыканты уменьшают длину струны, прижимая его. С помощью клапанов на саксофоне изменяют длину воздушного столба, вибрирующего в нём. Чем столб длиннее, тем ниже звук.

Звуки в природе.

Звуковая волна обладает энергией. Распространяясь в пространстве, она оказывает давление на все преграды, которые встречаются на её пути. Однако если сравнить энергию звука с другими видами энергий, то она окажется ничтожно малой. Например, энергия, излучаемая 200 фортепьяно, равна электроэнергии, необходимой для горения всего одной лампочки. Это говорит о том, что наше ухо — очень чувствительный слуховой аппарат. Звуковая волна, попадая в ухо, заставляет совершать колебания тонкую пленку, которая называется барабанной перепонкой. Эти колебания передаются коротким косточкам, заставляя их работать подобно маленьким рычажкам, усиливающим колебания барабанной перепонки.

Слайд 5

Косточки соединены с трубкой, наполненной особой жидкостью. Эта трубка называется улиткой. Внутри улитки маленькая косточка (стремечко), словно поршень, перемещает жидкость вперед и назад одновременно с колебаниями звука. Жидкость перемещается в полукружных каналах. Нервные клетки уха преобразуют колебания жидкости в улитке в нервные импульсы, которые по слуховому нерву передаются в мозг.

Ухо помогает нам сохранять равновесие. Полукружные каналы в ушах помогают нам сохранять равновесие. Когда мы двигаемся, жидкость, заполняющая эти каналы, давит на тончайшие волоски, посылающие в мозг. Покружившись немного, мы можем почувствовать головокружение, так как эта жидкость продолжает двигаться и после того, как мы остановились.

Благодаря тому, что у нас два уха, мы можем определить, откуда исходит звук. Ухо, ближайшее к источнику звука, слышит его немного громче и чуть раньше, чем другое ухо.

Экологическая проблема шумового загрязнения

С развитием промышленности и современного скоростного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. Возникло даже новое понятие «шумовое загрязнение» среды обитания. Шум, особенно большой интенсивности, не просто надоедает и утомляет — он может и серьезно подорвать здоровье.

Для оценивания силы звукового давления была введена единица измерения децибела (дБ), названная так в честь изобретателя телефона Александра Белла.

Звуку, возникающему при листании газеты, соответствует уровень звукового давления в 20 дБ, звуку звонка будильника – 80 дБ, двигателя самолета - 130 дБ (такой громкий звук вызывает у человека болевое ощущение).

В шумных районах у многих людей появляются симптомы шумовой болезни: нервная возбудимость, утомляемость, повышенное артериальное давление.

А теперь выполним небольшую практическую работу «Воздействие шума на остроту слуха»

Цель: исследовать факторы, влияющие на остроту слуха.

Оборудование: часы, линейка, плеер или сотовый телефон.

Ход работы

Сделайте вывод:____________________________________________________

С шумом борются простыми административными мерами: в городах запрещено пользоваться автомобильными сигналами, отменены полеты самолетов над городами и т.д. 

Люди, которые работают вблизи шумных механизмов, носят наушники, чтобы защитить свои уши. Все автомобили, тракторы и мотоциклы снабжены глушителями. Кто хотя бы раз слышал рев мотоцикла без глушителя, хорошо представляет себе, насколько успешно глушитель справляется со своей задачей.

Закрепление.

В конце нашего урока хочется прочитать сказку «Как соловей в город летал»:

«Вдалеке от промышленных центров, в глухом лесу, у небольшого кристального ручейка, бегущего по дну оврага, жил-был соловей. Днем он занимался хозяйственными работами: обустраивал гнездышко, личинок в лесу собирал, а по вечерам устраивал концерты. Лес в это время замирал и слушал маленькую птичку. Даже лягушки на болоте переставали квакать.

Но вот однажды, услышал он от кукушки, что есть на свете большие города и жизнь там совсем иная - красивая и цивилизованная. Кукушка так нахваливала город, что соловью очень захотелось побывать там. В один из майских дней. Попив из ручейка водички, соловушка отправился в путь.

Город принял его разноцветными витринами, блестящими машинами и прочими прелестями мегаполиса.

«Вот это жизнь! – думал он. Не то, что у нас в лесу! Одни звери и птицы. А здесь театры, выставки, красивые дома! »

- Здорово птица! – приветствовал ворон соловья, - тебя каким ветром к нам занесло?

- Хочу жить здесь.

- Летел бы ты домой. Кому ты здесь нужен?

- Как кому? Людям! Я им буду петь по вечерам.

- Ну, пой, артист! – ворон хитро посмотрел на птичку и полетел по своим делам.

Маленькие детишки, услышав соловьиные трели, стали искать птицу по кустам. Папы, мамы, бабушки и дедушки, слушая виртуозное выступление, улыбались друг другу.

Но тут заработал аттракцион «Американские горки», парк наполнился металлическим грохотом и люди бросились кататься.

Соловей поменял место - сел на яркую вывеску, которая оказалась вывеской ресторана. Не успел он щелкнуть клювом, как из банкетного зала, колонки в десятки децибел, обрушились на соловья всей своей акустической мощью: птичку воздушным потоком понесло к противоположному зданию и ударило об угол. Бедная птица чуть не лишилась жизни. Перепуганный соловушка полетел к железнодорожному вокзалу, но там, у платформы, заработал тепловоз. Черное облако выхлопных газов подхватило соловья и понесло к облакам, где совсем рядом пролетал ревущий турбинами самолет. Птицу бросило вниз. Из беды выручил все тот же ворон, он ловко подхватил птичку и посадил на куст сирени.

- Живой? Спросил участливый ворон.

- Живой…

- Ну, как тебе наш город?

Домой хочу! – с трудом открывая клюв, пожаловался соловей.

- Впредь старших надо слушать – сказал обстоятельно ворон.

Чуть свет соловушка собрался в дорогу, попрощавшись с вороном, улетел восвояси.

Посещение мегаполиса не прошло даром, он тяжело заболел: от городского шума раскалывалась голова, и поднялось давление. Звери, испугавшись за артиста. Бросились его лечить.

Через неделю лес снова радовался соловьиным трелям.

Больше соловушка в город не летал. Здоровье дороже».

Домашнее задание:

§ 29

Ответить на вопросы:

Чем объяснить громкий звук, который мы слышим, когда грызем сухарь, в то время. Когда сосед грызет сухарь без заметного шума?

Что такое барабанная перепонка?

Какой музыкальный инструмент лучше всех воспроизводит низкие (высокие) звуки.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/362654-urok-fiziki-v-9-klasse-istochniki-zvuka-zvuko