补课3声学中物理研究方法.doc

PAGE  PAGE 6 声学中的物理研究方法 风声、雨声、流水声倾诉着大自然的千变万化，歌声、笑声、音乐声描述着人们的欢乐。人们研究声的世界时，常采用以下的研究方法。 一、转换法显示物体的振动 有的物理现象不便于直接观察，通过转换为容易测量到与之相等或与之关联的物理现象，从而获得结论。 在声音的产生教学中,打击音叉产生声音,但叉股的振动很微小,如何将音叉叉股微小的振动放大,使同学都能直观地感觉到，可通过设计各种方法来实现叉股振动的放大。 方法一：振开小球法。用细线将一轻质小球（可用乒乓球、通草球、泡沫塑料球、防震用的硬泡沫塑料、软木球等演示。）悬挂起来备用，当音叉发声振动时,将小球轻靠向音叉叉股顶端，发现小球会发生多次振荡。叉股对小球的撞击作用实际上并不均匀。这种不均匀性受到音叉与小球在振动中的相差的影响。尽管小球的运动比较复杂，然而显示叉股的振动却十分直观，说明音叉发声时叉股是在振动的。 ??方法二：打击玻璃法。将在振动的音叉叉股顶端移向平放在桌面的玻璃上，会听到连续的、响亮的、尖锐的打击声音。金属材料与玻璃都是坚硬的物质，打击时的声音很尖锐响亮，多次的振动打击，很好地放大了音叉在空气中振动声音微弱，振动不明显的状况。 方法三：光线反射法。在音叉叉股顶端外侧粘反射光线性能好的铝箔，也可用簿平面镜代替，但平面镜由于自身质量较大，造成音叉振动减弱较快，在效果上不如铝箔明显，下方固定一激光灯，上方较远处固定一光屏，当音叉的振动很微小时，通过观察光屏上的铝箔反光点，反光点上下移动就反映了音叉的振动情况。 方法四：水波击溅法。在一玻璃槽内放适量的水，用没有发出声音的音叉顶端去接触水面时，在接触处出现向四周缓慢扩散的水波。而用正在振动的音叉顶端去接触水面时，接触处出现了水珠四溅，并有向四周快速扩散的水波。 ??? 方法五：指尖触摸法。手指尖是人体触觉最灵敏的部位。音叉的振动很有力，在听不到声音的时候，只要有振动，用手去触摸，手指尖产生微麻的感觉，是因为音叉在快速振动时打击指尖，使指尖能感觉到振动。 ??? 方法六：针尖延长法。在音叉的一个顶端固定一硬质的细针。当音叉的振动很微弱时，仍能观察到细针的另一个顶端在上下振动。 ??? 方法七：投影放大法。 【例1】如图1 所示，兰兰做有关声现象的实验时，将一个正在发声的音叉贴近面颊，目的是为了（ ） A．感受发声音叉的振动 B．体验发声音叉的温度 C．估算发声音叉的质量 D．判断声音的传播速度 分析：本题是转换思想的极好体现，由于人眼不容易直接观察到声源的振动，探究时借助音叉触及面颊时的感觉显示音叉发声时在振动。 答案：A。 二、比较法 比较物体发声时与未发声时的区别，用手按住正在发声的锣面，它立即不发出声音。先后对一鼓面轻敲和重击各一下，比较两次发出声音的响度不同。用硬塑料片在梳子齿上快划和慢划，比较音调的高低。 三、归纳法 【例2】在“探究声音的产生”的活动中，同学们体验到：发声的音叉在振动、说话时声带在振动等一系列现象后，可运用 的方法得出结论：声音是由物体的 产生的。 答案：归纳 振动 【例3】如图2所示的这些现象说明：正在发声的物体都在________。 分析：本题重在归纳，“纸屑的跳动”“纸片的跳动”“激起水花”都说明发声体在振动，同时也从近几年阅卷情况来看，此处失分颇为严重，原因就在对关键词的处理上，此处“振动”非“震动”，诸如“摩擦”非“磨擦”“竖直向下”非“坚直向下”等都是同学们易出错的关键字词，考后不少同学感觉良好，实际与估计的考分有一定的相差，这里也算得上要考虑的一处。 四、用“实验+推理”的方法推导 实验推理法是指在人类现有认识水平、实验仪器等条件的限制下无法直接去认知、验证某些物理特性或物理规律时，就在已有的相关的实验事实的基础上，进行逻辑推理和猜测，从而得出结论的方法。 【例4】请你对下面物理实验情景进行分析并得出结论。把处于发声状态的响铃放在密闭的容器内（如图3 所示），逐渐抽出其中的空气听到的声音越来越小，最后几乎听不到声音，这说明_____________。 分析：本实验如果要放在真空环境中做实验是不可能的，随着容器内空气的不断抽出，空气越来越稀薄，听到声音越来越弱，可以推理：如果被抽成真空，将听不到声音，由此可以推出“真空不能传声”或“声音必须通过介质才能传出去”。 【例5】声音传播的速度和温度有关，下表是空气中声速随温度变化的数据。 当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期，人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下，你能指出在什么情况下试验更容易成功吗？ 分析：从“当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到