【矩道物理虚拟仿真】声音的产生与传播

课程简介：

声音对我们来说再熟悉不过了，我们每天都能听到各种各样的声音。但是你知道声音是怎样产生的，又是如何被我们听到的呢？本节课通过观察和仿真实验，紧密结合生活中的现象，让学生在探究过程中，初步认识声音产生和传播的条件。

教学流程设计

新课导入：

多媒体播放各种各样的声音，引导提问：声音是怎样产生的？为什么发出的声音会千差万别？

环节一：声音是怎样产生的

1. 由上面的问题，引导学生讨论比较：

1) 亲自感知自己说话时和不说话时的不同，可提示注意喉咙部位。

2) 观察音响发声时和不工作时的不同，可以让学生借助碎纸屑等轻质物体辅助探究。

3) 观察比较按紧的直尺不发声和拨动发生的情况。

学生讨论后，师生总结得出：声音是由物体的振动产生的。

2. 利用身边器材或借助矩道VR/3D虚拟实验室，演示以下实验：

1) 拨动张紧的橡皮筋，让橡皮筋振动发声。

2) 拨动直尺，让直尺振动发声。

3) 发声的音叉可以把乒乓球弹开（转化法的研究思想）。

通过观察、类比、总结，得出结论：发声的物体都在振动。

环节二：声音是如何传播的

1. 声音的传播需要介质

教师：人们听到声音时往往距发声的物体有一定的距离，那么声音是怎样从发声的物体传播到远处的呢？

演示实验：真空中的闹铃。

1) 把正在响的闹铃放进玻璃罩中，听声音的情况。

2) 用抽气机往外抽气，听声音的变化情况。

总结：闹铃放在玻璃罩内，能听到声音；当用抽气机将玻璃罩内的空气抽出过程中，听到的闹铃声逐渐降低；直至抽成真空时，闹铃声消失了。说明真空不能传播声音，而空气能够传播声音。声音的传播需要介质。

2. 除空气外，还有哪些物质能传声？

1) 一学生轻敲课桌，另一同学把耳朵贴近课桌另一端，能听到声音。说明固体能够传播声音。

2) 在水下两个小石块互相敲击，能够听到石块敲击的声音。说明液体也能够传播声音。

总结：声音的传播需要介质。传声的介质有固体、液体和气体。真空不能传声。

3. 声音是以什么形式传播的？

1) 演示水波和绳波的传播，用类比法说明声音是以声波的形式传播的。

2) 利用音频采集软件，或演示“观察声音的波形”实验，观察声波图像。

总结：声音在空气中以声波的形式进行传播。拓展得出，振动的频率越高，声波越密集。该拓展结论可以作为第二节讲解声音特性的铺垫。

4. 声音的传播需要时间吗？

教师：平时我们说话时，一张口，马上就听到声音了，是不是声音是瞬时到达耳朵的？下雨天打雷时，为什么总是先看到闪电、后听到雷声呢？

总结：声音的传播并不是瞬时完成的，声音的传播有一定的传播速度。并分析教材资料《一些介质中的声速》，得出：声速的大小与温度有关，一般情况下声音在固体中传播速度较快，在空气中传播速度较小。

结语：

本节课是处于学生刚开始接触物理学科的阶段中，因此要充分结合日常生活中的事物、现象，让学生体会到物理就在身边，为学习物理奠定兴趣基础。

因此，在本节课的设计中融入了观察、体验、实验等多种学习方式。本节课在诸多实验环节引用了矩道物理虚拟实验室，配合动手实验进行教学展示，特别是在探究“声音的传播需要介质，真空不能传声”的过程中，由于实际中抽真空很难达到理想效果，难免会有微弱声音，这时通过合理推论，再加上用虚拟实验作为补充配合，讲解理想条件下声音确实不能在真空中传播，避免学生产生困惑。

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