探究敲击装水瓶子的发声【用】

探究敲击装水瓶子的发声探究敲击装水瓶子的发声授课者：许晓东授课班级：初三（4）班授课时间：2006年3月16日授课地点：物理实验室授课内容：一、教材分析：本节课根据一道源于书本的中考声学题，通过设计并进行了相关的科学探究实验，指出了试题的错误之处，给出了对该题进行科学探究的正确结论。人民教育出版的现行教材中，义务教育课程标准实验教科书《物理》（八年级上册）也存在这个错误，教材中的所配的插图也是错误的，发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音的八个瓶子，插图中八个瓶子装水的情况也是刚好弄相反了，教材编著者和这道中考声学题出题者犯着同样的错误。类似的错误还大量出现在各种教辅书中，这里就不再一一指出。与传统教学内容相比,本节教材内容更加注重学生的亲自体验与感悟,以探究“敲击装水瓶子产生声音的原因各决定音调的因素”为核心内容,本节应注重培养学生以实验事实为依据，分析、归纳等有关科学探究能力，培养学生发明创造的意识和实事求是的科学态度。二、学情分析：初中阶段声学知识，对大部分学生来说都较有兴趣，学生学习本节之前，已经学习了物体振动发声、声音传播需要介质等知识，如何引导学生自己发现问题，初步学习使用控制变量法进行科学探究，经历提出问题→猜想→设计实验→进行实验→分析和论证→评估和交流等科学探究环节，发展学生的科学探究能力，培养学生的创新精神,发展学生的科学探究能力。三、教学思路：依据新的物理课程标准，采用探究实验教学法，通过开放式的教学组织形式，创设一种学生自主参与的教学环境，全程贯穿探究的宗旨，力争体现探究的清晰思路。通过循序渐进，让学生在探究发现中学，在操作实践中学，在研究交流中学，在合作互动中学，全面体现新课程的理念，本节教师的作用关键在于如何有效地调动学生探究热情，引导科学思维，掌握使用控制变量法进行科学探究的一般方法。更重要一点，在本次科学探究实验中，学生在情感态度和价值观方面受到很大的教育，培养学生不畏权威、实事求是的科学态度。四、教学目标：1、知识与技能：⑴复习音调、音色、响度和乐器中有关空气柱振动发声等声学知识。⑵培养学生动手实验能力。⑶培养使用控制变量法进行科学探究的能力。2、过程和方法：⑴通过实验,探究敲击装水瓶子的发声体和决定音调高低的因素。⑵初步领会使用控制变量法进行科学探究的方法。3、情感态度和价值观：培养学生实事求是的科学态度和合作精神。五、教学的重点和难点：本节课的教学重点是在实验中探究敲击装水瓶子的发声体和决定音调高低的因素，难点是组织、指导学生使用控制变量法进行科学探究,认真、观察、分析得出正确的结论。六、教学方法：科学探究实验教学法。七、教学过程:1、出示投影片：2005年广西壮族自治区柳州市、北海市的一道中考声学物理试题（课改实验区），引入新课。2、科学探究实验一：探究敲击装水瓶子时，声音产生的原因是不是瓶内空气振动。提出问题：声音产生的原因是不是瓶内空气振动？设计与进行实验：（1）、在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙，用筷子分别敲击两个啤酒瓶，实验结果是：两个瓶子发出声音的音调明显不同，灌装入水的瓶发出的声音音调较高，灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。（2）、另一方面，当改变实验做法，不使用筷子敲击啤酒瓶发声，而是改用嘴分别对着两个瓶口吹气发声。实验结果是：两个瓶子发出声音的音调大致相同。分析与论证：两个瓶中空气柱的长度是一样的，如果声音产生的原因是空气柱的振动，那么，用筷子分别敲击两个啤酒瓶时，它们发出声音的音调应该大致相同，现在它们发出声音的音调明显不同，这说明刚才实验中我们听到的声音不是瓶中空气柱发出的，而是另有发声物体，是别的发声体在发出不同音调的声音。用嘴分别对着瓶口吹气，这种情况下的发声体应该是瓶中空气柱，两个瓶中空气柱的长度是一样的，两个瓶子发出声音的音调大致相同。分析上述探究实验的结果，可以得出如下结论：当用筷子敲击啤酒瓶时，声音产生的原因不是瓶内空气振动。3、科学探究实验二：探究声音产生的原因是不是瓶内水振动。提出问题：敲击装水瓶子时，声音产生的原因是不是瓶内水振动？设计与进行实验：(1)在啤酒瓶中灌装入水，比较用筷子敲击啤酒瓶发出的声音和用手摇晃酒瓶发出的声音，实验结果是：用手摇晃酒瓶时瓶中水振动厉害，但发出的声音一点不象用筷子敲击啤酒瓶发出一的声音，明显两次发声来源不同的发声体。(2)在另一方面，进行如下比较实验,用筷子敲击空啤酒瓶发出的声音和用筷子敲击装有水的啤酒瓶发出的声音，发出的声音的音色大体相同，只是音调明显不同，具体情况是空啤酒瓶发出的声音音调较高，装入水的啤酒瓶发出的声音音调较低。分析上述探究实验的结果，可以得出如下结论：当用筷子敲击啤酒瓶时，声音产生的原因不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。综合上述探究实验的分析结果，可以得出如下总结论：当用筷子敲击啤酒瓶时，声音产生的原因不是瓶内空气振动,也不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。4、科学探究实验三：探究当用筷子敲击瓶子时,决定产生声音音调的因素。提出问题：敲击装水瓶子时，决定声音音调的因素是什么？设计与进行实验：（1）、在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙，用筷子分别敲击两个啤酒瓶，实验现象是：灌装入水的瓶发出的声音音调较高，灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。（2）、在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水，用筷子分别敲击两个啤酒瓶，实验现象是：灌装水较少的瓶发出的声音音调较高，灌装水较多的瓶发出的声音音调较低。分析与论证：根据前面探究实验的结论，当用筷子敲击瓶子时，声音产生的原因是瓶子的振动，在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙，水的质量小于泥沙的质量，用筷子敲击瓶子时，水与瓶子的挤压作用相对泥沙与瓶子的挤压作用而言，水与瓶子的挤压作用较小，因而装水的瓶子较易振动，振动较快，振动频率高，瓶子的振动发出声音的音调较高；反之，装泥沙的瓶子泥沙对瓶子的挤压作用较大，瓶子较难振动，振动较慢，振动频率低，瓶子的振动发出声音的音调较低。同理，在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水，用筷子敲击瓶子时，少水瓶子的水质量小，瓶子水对瓶子的挤压作用较小，瓶子较易振动，振动较快，振动频率高，瓶子的振动发出声音的音调较高；反之，多水瓶子的水质量大，装水多的瓶子水对瓶子的挤压作用较大，瓶子较难振动，振动较慢，振动频率低，瓶子的振动发出声音的音调较低。5、小结：根据前面的三个科学探究实验分析结论可知，这一道中考声学题出题有问题，四个选项都是错误的，没有选项可供选择，试题中的所配的插图也是错误的，发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音的八个瓶子，装水最多的瓶子敲击时发出声音的音调应该最低，装水最少的瓶子敲击时发出声音的音调应该最高，插图中八个瓶子装水的情况刚好弄相反了。八、板书设计:探究敲击装水瓶子的发声1．科学探究实验：探究敲击装水瓶子时，声音产生的原因是不是瓶内空气振动。2．科学探究实验：探究声音产生的原因是不是瓶内水振动。3．科学探究实验：探究当用筷子敲击瓶子时,决定产生声音音调的因素。4．结论：⑴用筷子敲击啤酒瓶时，声音产生的原因不是瓶内空气振动,也不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。⑵用筷子敲击瓶子时，少水瓶子的水质量小，瓶子水对瓶子的挤压作用较小，瓶子较易振动，振动较快，振动频率高，瓶子的振动发出声音的音调较高。