УРОК ФИЗИКИ . ИСТОЧНИКИ ЗВУКА 9 КЛАСС. Открытый урок. Источники звука.. Источники звука. Звуковые колебания
 Скачать 101 Kb.
|
|
МБОУ «Лицей г. Уварово им. А.И. Данилова» Бурмисова Галина Васильевна Тема урока: Источники звука. Звуковые колебания. Цели урокаа) Цели обучения: сформировать у учащихся целостное представление о звуке, познакомить со сложным миром звуков; -ознакомить с историей изучения звуковых явлений; обеспечить усвоение понятий: звук, ультразвук, инфразвук, высота звука, тон, тембр; добиться усвоения учащимися; сформировать умения решать задачи на расчет силы сопротивления и вычислять выигрыш в силе; обобщить имеющиеся у школьников знания по изучаемой теме из разных предметных областей; показать роль физического эксперимента в физике. б) Цели воспитания обратить внимание на умение доводить начатое дело до конца; подчеркнуть роль звуковых волн в жизни человека и животных; участвовать в дискуссиях, следовать нормам и правилам ведения диалога; развивать инициативу, уверенность в своих силах. в) Цели развития развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов; развивать умения анализировать учебный материал, выявляя частное из общего; развивать творческие способности учащихся, творческую активность; сформировать умения составлять конспект по изучаемой теме (образец конспекта раздать учащимся); развивать умения пользоваться физическими приборами и инструментами; регулировать и контролировать свои умения; развивать умения работать в должном темпе. 2.Тип урока. Урок изучения новой темы и первичное закрепление изученного материала. 3.Вид урока. Урок - беседа Оборудование Компьютер,проектор, камертон, нитяной маятник, молоточек, штатив с лапкой, подставка, металлическая линейка, воздушные шары, гайка, металлическая ложка на нити. План урока.
Ход урока. Организационный момент. Подготовительный этап (1–2 мин, объяснение целей и задач урока). (СЛАЙД2) Здравствуйте, меня зовут Бурмисова Галина Васильевна. Я проведу с вами открытый урок на тему «Источники звука. Звуковые колебания». Сегодня мы поговорим с вами о звуке, его источниках и свойствах звуковых волн. План урока Что такое звук? Источники звука. Что такое инфразвук и ультразвук? Характеристики звука: высота, тон, тембр. 2. Активизация мыслительной деятельности. А) Введение в тему урока: (СЛАЙД 3) - По статистике: взрослый человек вовлечён в речевое общение примерно 10-11 ч в сутки, из них 75% времени он слушает и говорит, т.е. погружен в мир звуков, остальные 25% времени читает, пишет, работает на компьютере. Человек живёт в мире звуков. Звук для человека является источником информации. Он предостерегает людей об опасности. Звук в виде музыки, пения птиц доставляет нам наслаждение. Мы с удовольствием слушаем человека с приятным голосом. Звуки важны не только для человека, но и для животных, которым хорошее улавливание звука помогает выжить. СЛАЙД 4 Звуки вдохновляют композиторов, писателей и поэтов. ( Звучит музыка Чайковского «Вальс цветов». На фоне музыки: Послушай: музыка вокруг, она во всем – в самой природе, И для бесчисленных мелодий она сама рождает звук. Ей служат ветер, плеск волны, раскаты грома, звон капели, Птиц несмолкаемые трели среди зеленой тишины, И дятла дробь, и поездов гудки, чуть слышные в дремоте, И ливень – песенкой без слов все на одной звенящей ноте… Стихотворение М. Ивенсен «Музыка». Каковы они звуки окружающей нас природы? (Просмотр фильма «Звуки природы» (1 мин)). (СЛАЙД 5) Б) Но прежде, чем перейти к обсуждению темы урока, вспомним некоторые понятия, которые характеризуют колебания. (СЛАЙД 6) (3 мин) Что называется волной? Какие виды волн вы знаете? Какие волны изображены на рисунке? Дайте определение. На что указывают красные и зелёные стрелки? В каких средах распространяются эти волны? II. Изучение нового материала. (25 мин) (СЛАЙД 7) О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издаивающей звук. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха и объяснил эхо отражением звука от препятствий. Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников. (Слайд 8) С точки зрения физики, звук - это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле. Раздел физики, в котором изучаются звуковые явления, называется акустикой (от греч. akustikos – звуковой). А волны, которые воспринимаются человеческим слухом, называются акустическими или звуковыми. Звук распрастняется в виде продольной волны. Частицы среды колеблются взад-вперед. (СЛАЙД 9) Когда тело издает звук? Чтобы ответить на этот вопрос, попробуйте объяснить, что объединяет такие примеры? (Удар колокола, жужжание пчелы, струны муз.инструментов) Общим во всех случаях является их происхождение. Колебания тел порождают колебания воздуха. Опыт. Если в тисках зажать металлическую линейку и ее конец привести в колебательное движение, то длинная линейка совершает колебания, которых мы не слышим. Стоит укоротить линейку, как она станет издавать звук. При этом важно заметить, что частота колебаний линейки возросла. Эти и другие опыты свидетельствуют о том, что любой источник звука обязательно колеблется, но чаще всего эти колебания не заметны для глаза. (СЛАЙД 10) Опыт с камертоном и теннисным шариком, повешенным на нити Вы слышите звук, который издаёт камертон, но колебаний камертона не заметно. Чтобы убедиться в том, что камертон колеблется, осторожно пододвинем его к тенистому шарики подвешенному на нити и увидим, что колебания камертона передались шарику, который пришёл в периодическое движение. Проведём опыты с воздушными шарами. Проткнуть иголкой шар, появляется звук. (Воздух в шарике находится под давлением в сжатом состоянии. Затем, резко расширяется и создаёт звуковую волну.) Итак, звук создаёт не только колеблющееся, но и резко расширяющееся тело. Очевидно, что во всех случаях возникновения звука происходит перемещение слоёв воздуха, т.е. возникает звуковая волна. Слайд 11 Вывод Источниками звука являются колеблющиеся тела; резко расширяющееся тело. Узнай источник звука (включаются различные звуки) СЛАЙД 12 Среди источников звука есть как естественные источники (голос, шелест листьев, шум прибоя и др.), так и искусственные (камертон, струна, колокол, мембрана и др.) СЛАЙД 13 В литературных произведениях нам часто встречаются описания различных звуковых явлений. Вспомним некоторые из них. Буря мглою небо кроет, Вихри снежные крутя; То, как зверь, она завоет, То заплачет, как дитя. То по кровле обветшалой Вдруг соломой зашумит, То, как путник запоздалый, К нам в окошко застучит. А.С.Пушкин “Зимний вечер” СЛАЙД 14 Не все колеблющиеся тела являются источником звука. Опыт: тело на нити или пружине не издает звука колеблющийся грузик, предмет, подвешенный на нити или пружине поднятый вверх или опущенный вниз. Необходимым условием распространения звуковых волн является наличие материальной среды. Звуковые волны образуются при деформациях сжатия-растяжения в любых средах: в жидкостях, твердых телах, газах. Звуковая волна может проходить самые различные расстояния. Орудийная стрельба слышна на 10-15 км, ржание лошадей и лай собак- на 2-3 км, а шепот всего на несколько метров. Эти звуки передаются по воздуху. Но проводником звука может быть не только воздух. Опыт с ложками. К ложке привязать нитку, разные концы нитки вставить в уши и раскачать ложку так, чтобы она ударялась о край парты. Ученики должны услышать звуки колокола. Опыт. «Говорящая веревочка». Этот опыт показывает, что твердые тела могут проводить звук. В двух пластиковых стаканчиках делаются небольшие отверстия в донышках. Концы бечевки пропускаются в эти отверстия, и завязываются узелки. Два человека натягивают бечевку потуже, один приставляет стаканчик к уху, другой говорит что-нибудь шепотом, а участники эксперимента меняются ролями. (Голос можно услышать издали потому, что звуковая волна передается по твердой бечевке. По твердым телам звуки проходят лучше и быстрее, чем по воздуху). СЛАЙД 15 Таким образом, звук обусловливается механическими колебаниями в упругих средах и телах (твёрдых, жидких и газообразных), но не в вакууме. То, что воздух - проводник звука, было доказано поставленным опытом Роберта Бойля в 1660 году. И мы сейчас с вами об этом посмотрим видеосюжет. СЛАЙД 16 (Просмотр видеосюжета - 2 мин) СЛАЙД 17 Для восприятия звуков человек имеет тончайший аппарат – ухо. Ухо человека состоит из наружного уха (ушной раковины и слухового прохода), среднего и внутреннего уха. Среднее ухо представляет собой замкнутую полость объемом около 1 кубического сантиметра, расположенную в толще височной кости. От слухового прохода ее отделяет тоненькая барабанная перепонка. Барабанная перепонка представляет собой гибкое и в то же время достаточно прочное образование. Звуковые волны вызывают колебания этой туго натянутой, как кожа барабана, перепонки. Быть глухим не означает не слышат ничего, а тем более это не говорит об отсутствии музыкального слуха. Всемирно известный композитор Бетховен, например, был глухим. Он прикладывал к роялю один конец трости, а другой - прижимал к зубам. Таким образом звук доходил до его внутреннего уха, а оно было здоровым. Например, если взять в зубы идущие наручные часы и заткнуть уши, то тики станут очень сильными, тяжелыми ударами. Они станут во столько раз сильнее. Невероятно, но факт, что практически глухие люди могут говорить по телефону, прижимая трубку к виску. Глухие зачастую танцуют под музыку, так как звук попадает во внутреннее ухо через пол и кости. Именно такими удивительными способами доходит звук до уха человека, практически лишенного этого чувства. При этом музыкальный слух сохраняется. Опыт. Откуда происходит звук? На стул сажают ученика, завязывают ему глаза и за его спиной в разных углах комнаты гремят банкой с фасолью. Он должен угадать, откуда доносится звук. (У человека два уха, поэтому мозг может сравнивать громкость звуков и вычислять, откуда именно идет звук. Когда источник звука находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей, трудно судить, насколько он далек). СЛАЙД 18 Вообще человеческое ухо слышит звук только тогда, когда на слуховой аппарат уха действуют механические колебания с частотой не ниже 16 Гц, но не выше 20 000 Гц. СЛАЙД 19 Чтобы услышать звук, необходимы: 1. источник звука; 2. упругая среда между ним и ухом; 3. определенный диапазон частот колебаний источника звука – между 16 Гц и 20 000Гц, Поэтому колебания этого диапазона частот называются звуковыми. Механические колебания, частота которых превышает 20000 Гц, называются ультразвуками, а колебания с частотами менее 16 Гц – инфразвуками. СЛАЙД 20 Диапазон слышимых звуков. Колебания же с более низкими или с более высокими частотами для человеческого уха неслышимые. Чувствительность уха к высоте звука меняется с возрастом: в детстве мы слышим высокочастотные звуки лучше, чем в зрелом возрасте. СЛАЙД 21. Животные в качестве звука могут воспринимать волны несколько иных частот. У кошки диапазон гораздо шире от 60 Гц до 60 кГц. Довольно широка полоса слышимости у птиц, черепахи, лягушки, кузнечика. В годы Великой Отечественной войны на одной артиллерийской точке наших войск жил кот. Однажды он сильно забеспокоился - выбежал из блиндажа на улицу стал сильно мяукать, хвост `держал трубой`. Солдаты не понимали реакцию кота, пока в небе не увидели вражеские самолеты... В последующие разы как только кот выбегал на улицу - объявлялась тревога - кот никогда не подводил солдат... СЛАЙД 22 Почему насекомые часто издают жужжащие звуки? В большинстве случаев у них вовсе не имеется для этого никаких особых органов; жужжание, слышимое только при полете, обусловлено просто тем, что, летая, насекомые взмахивают крылышками несколько сотен раз в секунду. Комнатная муха (издающая при полете тон F) делает в секунду 352 взмаха крылышками. Шмель взмахивает 220 раз в секунду. Пчела, издающая тон A, взмахивает крыльями 440 раз в секунду, когда она летит свободно, и всего 330 раз (тон В), когда летит нагруженная медом. Жуки, порождающие при полете более низкие тона, движут крыльями менее проворно. Напротив, комар делает крылышками 500 — 600 колебаний в секунду. Для сравнения заметим, что пропеллер самолета делает в среднем около 25 оборотов в секунду СЛАЙД 23 Неслышимые звуки. Один из интереснейших видов инфразвуков – это “голос моря”. При шторме на море ветер возбуждает вихри, периодически срывающиеся на гребнях волн. Получающиеся при этом колебания воздушной струи распространяются вдаль в форме инфразвука и могут быть обнаружены на расстоянии в сотни километров. Явления, близкие к инфразвуку, представляют собой колебания, возникающие при выстрелах и взрывах.Инфразвуковые колебания легко возникают в длинных трубах. Например, 10-метровая труба органа дает основной тон частотой около 16 Гц. Звук этой трубы подобен раскату грома. Инфразвуки возникают в печных и фабричных трубах при топке. Самым интересным свойство инфразвуков является их способность распространяться на очень далекие расстояния. Ультразвук – помощник человека. Жидкость “вскипает” при прохождении ультразвуковой волны. При этом возникает гидравлический удар. Они могут отрывать кусочки от поверхности металла и производить дробление твердых тел. С помощью ультразвука можно смешать несмешивающиеся жидкости. Так готовятся эмульсии на масле. При действии ультразвука происходит омыление жиров. На этом принципе устроены стиральные устройства. Интересны биологические эффекты ультразвука. Ультразвуки ослабляют жизнедеятельность бактерий, уменьшают рост молочнокислых и туберкулезных бактерий. СЛАЙД 24 Летучие мыши испускают ультразвук и хорошо ориентируются в пространстве ночью, улавливая отразившуюся от препятствия волну. Дельфины тоже испускают и принимают ультразвук. Дельфины могут лечить. Ультразвуки, которые они издают, как бы просвечивают организм человека, если внутри есть очаг воспаления, то ультразвук воздействует на него. Ультразвук, обрабатывая растворы, уничтожает в них микробы (они погибают от вибрации), так можно дезинфицировать воду без хлора. СЛАЙД 25 В конце 60-х годов французский исследователь Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойство. Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека. Действие инфразвука может вызвать головные боли, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата. СЛАЙД 26 Звуки природного происхождения: морской прибой, дождь, шелест листвы, журчание ручья – благоприятно влияют на организм, расслабляют, успокаивают. СЛАЙД 27 Физкультминутка. Закройте глаза ладонями и представьте, что вы находитесь в летний солнечный день в лесу и пофантазируйте, что вы видите, слушая голоса леса. СЛАЙД 28 Характеристики звука Звук имеет следующие свойства: высоту, громкость, длительность и тембр. СЛАЙД 29 Громкость зависит от амплитуды (величины размаха) колебательных движений. Чем шире амплитуда колебаний, тем выше звук. СЛАЙД 30 Высота звука зависит от частоты (скорости) колебаний звучащего тела. Чем чаще колебания, тем короче колебания и выше звук. Слайд 31 Какой звук выше? Слайд 32 Чистым тоном называется звук источника, совершающего гармонические колебания одной частоты. Самая низкая частота сложного звука называется основной частотой, а соответствующей ей звук определенной высоты – основным тоном. Все остальные тоны сложного звука называются обертонами СЛАЙД 33 Тембр звука определяется совокупностью его обертонов. Звуковые колебания, происходящие по гармоническому закону, с определенной частотой, воспринимаются человеком как определенный музыкальный тон. Колебания высокой частоты воспринимаются как звуки высокого тона, звуки низкой частоты — как звуки низкого тона. Диапазон звуковых колебаний, соответствующий изменению частоты колебаний в два раза, называется октавой. Так, например, тон "ля" первой октавы соответствует частоте 440 Гц, тон "ля" второй октавы — частоте 880 Гц. По тембру мы легко отличаем звуки скрипки и рояля, гитары и флейты, узнаем голоса знакомых людей. Закрепление. Бас у тебя, говорил регент,- хороший, точно пушка стреляет. (Н.Лесков «Соборяне») 1.К каким звуковым волнам относится бас? А) высокочастотные Б) низкочастотные В) свой вариант 2. Чем определяется громкость звука? А)частотой Б) скоростью В) частотой и амплитудой Г) амплитудой 3. Какие колебания называются ультразвуковыми? А) с частотой ниже 16 Гц Б) с частотой выше 20 Гц В) частоты которых выше 20000Гц 4. На какую характеристику звука реагирует наше ухо? А) длина волны Б) частота В) скорость Г) на все три 5. Звук - это… А) продольная волна Б) поперечная волна Итог урока: На уроке мы выяснили, что - любое колеблющееся тело создаёт звук; - звук распространяется в воздухе в виде звуковых волн; - звуки бывают слышимые и неслышимые; - ультразвук – это неслышимый звук, частота колебания которого выше 20кГц; - инфразвук – это неслышимый звук с частотой колебаний ниже 16 Гц; - ультразвук широко применяется в науке и технике. Д/З:§34.упр.29. Заключение Наше короткое повествование о мире звуков подошло к концу. Быть может, не у каждого оно пробудит в полной мере чувство восхищения перед всем, что достойно удивления в этом мире. Но, несомненно, никто не откажет акустике в многообразии ее проявлений и широких возможностях применения. Используемая литература 1. Уроки физики в современной школе. В. Г. Разумовский; Москва «Просвещение» 1993. 2. Физика 8 – 9 классы. В. А. Попов; Волгоград 2008. 3. Как подготовить и провести открытый урок. М. М. Поташник, М. В. Левит; Педагогическое общество России Москва 2003. 4. Уроки физики в 10 классе. С. Л. Вольштейн, А. М. Качинский, М. М. Круглей, М. С. Кузей; Минск «НароднаяАсвета» 1980. 5. Физические викторины. Б. Ф. Билимович; Москва «Просвещение» 1977. 6. Мир физики в художественной литературе. С. А. Тихомирова; Москва 1988. 7. Игровые ситуации на уроках физики. И.Я.Ланина; Ленинград 1989. http://gashaa.livejournal.com/34362.html www.proshkolu.ru/user/danilovna55/ class-fizika.narod.ru/9_26.htm www.akvanari.ru/15_delfini.html www.zveryshki.ru/category/cats www.ivanovff.narod.ru/support/teach_su/didakt/svojctva.htm corpuscul.net/sintez-i-obrabotka-zvuka/caund.../istochniki-zvuka/ class-fizika.narod.ru/s11.htm www.photohost.ru Сказка-басня Много лет провели вместе Смычок и Скрипка, и все любовались ими. - Чудесная пара! – гудел Контрабас. - И живут-то как! – добавлял Рояль. – Дружно, сыгранно. Все было хорошо, но вдруг... Старый Смычок решил, что Скрипка ему не пара. "У нее слишком узкая талия", - подумал он и отправился искать себе другую подругу. - Какая вы очаровательная, – обратился он к первой встречной Гармони. - Не согласитесь ли вы быть моей Скрипкой? Гармонь только посмеялась в ответ: к чему ей Смычок? "Вот с кем можно связать жизнь", - подумал Смычок, увидев Флейту. Но и Флейта не захотела быть его Скрипкой. Все отвергали предложение Смычка. Даже старая, всеми забытая Труба и та от него отвернулась. Только легкомысленная Балалайка с радостью приняла его, и они зажили вместе. Однако ничего путного из этой жизни не вышло. Балалайка привыкла обходиться без Смычка и теперь без него обходилась: бренчала в свое удовольствие. А Смычок переживал, переживал, да и пошел на все четыре стороны, как ему посоветовала Балалайка. Теперь Смычок уже не мечтает о Скрипке. Постарел он, сдал. И когда встретит на улице что-нибудь струнное, сгорбится, проскользнет мимо и - ни звука. |