(一)声音的产生
实验一 鼓面振动发声
实验器材:
直径40cm左右的鼓一只,鼓槌一只,米少许,用来装米的容器。
实验步骤:
1.如图3-1所示,将米粒均匀撒在鼓面上。
2.用鼓槌敲击鼓面的中央。
3.观察米粒的运动情况。
实验结论:
鼓发声的原因是由于鼓面的振动。
图3-1
实验二 音叉振动发声
实验器材:
音叉及音箱各一只,橡皮锤一只,铁架台及铁夹各一只,乒乓球一只,透明胶带少许,50~60cm长的细线一根。
实验步骤:
1.如图3-2所示,将细线的一端用透明胶带粘贴乒乓球上。
2.将细线的另一端固定在铁夹上。
3.将铁夹固定在铁架台上,让乒乓球自然下垂。
4.敲击音叉,让音叉与乒乓球接触。
5.观察乒乓球的运动情况,发现乒乓球不停地摆动。
图3-2
实验结论:
音叉发声的原因是由于音叉的振动。
实验三 气体振动发声
实验器材:
洗衣机排水管一根。
实验步骤:
1.如图3-3所示,用一只手将洗衣机排水管的一端固定。
2.用另一只手使排水管的自由端旋转。
3.观察所发生的情况。
实验结论:
空气由于振动而发声。
图3-3
实验四 大玻璃试管中空气柱振动发声
实验器材:
大玻璃试管一根。
实验步骤:
1.如图3-4所示,用嘴对着试管的管口横向吹气,设法吹出较响的“呜———呜———”声。
2.当停止吹气后,管内空气不再振动,就听不到声音。
实验结论:
空气柱的振动能发出声音。
注意事项:
为了使演示形象,可在试管内粘贴一薄纸条。这样当吹气发声时,会看到纸条也在飘动。但需注意,纸条的运动跟空气柱的声振是两码事,不要混为一谈。
图3-4
(二)声音的传播
实验一 声音在气体、固体、液体中的传播
实验器材:
手机(或者音乐贺卡芯片)一只,烧杯一只,适量的水,塑料袋一只,细线一根。
实验步骤:
1.如图3-5所示,接通手机(或者音乐贺卡芯片),在空气中听到音乐铃声。说明声音能够在空气中传播。
2.将手机(或者音乐贺卡芯片)装进塑料袋,用细线扎紧,仍然能够听到音乐铃声。说明声音能够在固体中传播。
3.将手机(或者音乐贺卡芯片)装进塑料袋,用细线扎紧,放入大烧杯中的水中,注意使其悬浮在水中,仍然能够听到音乐铃声。说明声音能够在液体中传播。
实验结论:
声音能够在不同介质中传播。
图3-5
实验二 探究抽气过程中音乐门铃声音的变化
实验器材:
音乐门铃一只,玻璃罩一只,抽气盘一只,硬橡胶管一根,抽气筒一只,凡士林适量。
实验步骤:
1.如图3-6所示,将音乐门铃放在抽气盘上,接通音乐门铃,听到音乐门铃发出的音乐声。
2.将玻璃罩罩在抽气盘上,仍能听到音乐门铃发出的音乐声。
3.用抽气筒持续抽气,发现铃声由强变弱,随着气体的不断抽出,几乎听不到铃声。这意味着声音不能够在真空中传播。
4.让空气重新进入玻璃罩中,又可以清晰地听到音乐门铃发出的音乐声。
实验结论:
声音不能在真空中传播。
图3-6
实验三 用烧瓶探究抽气过程中音乐门铃声音的变化
实验器材:
音乐门铃一只,烧瓶一只,玻璃管一根(15cm左右),橡皮管一根,夹子一只,橡皮塞,玩具小铃(或者音乐门铃)一只,细线若干。
实验步骤:
1.如图3-7所示,烧瓶内装水10~20cm3,在穿过橡皮塞的玻璃管下端悬吊一玩具小铃,将橡皮塞塞紧。
2.轻轻摇动烧瓶,听见小铃声音。
3.给烧瓶加热,烧至玻璃管上端橡皮管口排出水蒸气时(尽量赶出瓶内空气)。
4.关闭夹子,停止加热,待瓶内水蒸气凝结后再摇动烧瓶,听见铃声很小。
5.松开夹子,听见“咝”的进气声。再摇动烧瓶时,铃声又变大。从铃声强弱变化的对比,得出真空不能传声。
实验结论:
声音不能在真空中传播。
图3-7
实验四 用音叉演示声音可以通过各种媒质传播
实验器材:(www.xing528.com)
音叉(附共鸣箱),音叉槌,不同物质的杆,量筒,水。
实验步骤:
1.如图3-8,将音叉从共鸣箱上取下,用木、铁、铜、玻璃或其他物质做成长约30~50cm、直径与音叉手柄直径相同的杆,插在共鸣箱上。把敲击后的音叉手柄放在杆上,共鸣箱发出同频率的声响。说明声音可以通过这些固体传播。
2.把装满水的量筒放在共鸣箱上,在音叉柄上套上一个直径比量筒小1~2cm的软木塞,把敲击后的音叉柄放入量筒的水里(使塞子浸没1~2cm)如图3-9所示,共鸣箱也会发出同频率的声响,说明声音可以通过水传播。
实验结论:
声音能够在不同介质中传播。
注意事项:
1.用完音叉,表面要涂油或凡士林防锈,放置干燥处保存,并注意防止受压变形。
2.插入与取下音叉时应避免摇动,防止共鸣箱插孔变形。
图3-8
图3-9
(三)声音是一种波
实验一 用示波器显示声音的波形
实验器材:
收录机(或者音乐播放器)一台,音箱一只,示波器一台,导线若干。
图3-10
实验步骤:
1.如图3-10,将音箱作为信号源,音箱通过导线与示波器输入接线柱连接。
2.让收录机(或者音乐播放器)播放录制好的声音信号。
3.调节示波器的相关按钮,通过荧光屏观察声音的波形。
实验结论:
声音是一种波。
实验二 用音叉显示声波在水中传播
实验器材:
音叉一只,玻璃缸或者水槽一只,适量的水。
实验步骤:
1.如图3-11,将水轻轻倒入玻璃缸中。
2.待水面平静后,敲击音叉,使其发声。
3.将音叉触及水面,振动的音叉在水面激起水波。
实验结论:
声音是一种波。
(四)声音具有能量
图3-11
实验一 用音叉、水槽等演示声音具有能量
实验器材:
音叉及音箱各两只,橡皮锤一个,玻璃缸一只,方形发波水槽一只,适量的水,铁架台及铁夹一个,乒乓球一只,透明胶带少许,50~60cm长的细线一根。
实验步骤:
1.如图3-12,将水轻轻倒入玻璃缸中。
2.待水面平静后,敲击音叉,使其发声。
3.将音叉触及水面,振动的音叉在水面激起水波。
4.让发波水槽的振子振动。
5.观察水槽中水面形成的水波。
6.如图3-13,将音叉插在音箱上,让两个音箱开口相对,适当调整两音箱的距离。
7.将细线的一端用透明胶带粘贴在乒乓球上,细线的另一端固定在铁夹上,让乒乓球自然下垂并与其中一个音叉接触。
8.敲击一个音叉,发现跟另一个音叉接触的乒乓球发生摆动。
注意事项:
这个实验是在学生了解了声音的产生及传播后安排的,它能证明声音具有能量,应该不会引起学生理解上的歧义。当然,如果有学生有进一步探究的欲望,可以引导学生思考:本实验中蕴含了声音由物体的振动产生和空气能传声,而不是只能证明声音具有能量。
图3-12
图3-13
实验结论:
声音具有能量。
实验二 用鼓、扬声器等演示声音具有能量
实验器材:
鼓一只,鼓锤一个,生日蜡烛三支,火柴一盒,扬声器一只,音频发生器一台,导线两根。
实验步骤:
1.如图3-14,将鼓平放在桌面上。
2.将三只蜡烛依次排放。
3.用鼓槌敲击鼓面,发现烛焰晃动。
4.如图3-15,将扬声器接到音频发生器上,使扬声器发出声音。
图3-14
5.观察烛焰的情况,发现烛焰向远离声源方向偏离。
图3-15
实验结论:
声音具有能量。
实验三 演示声能灭火
实验器材:
空易拉罐一只,橡皮膜一张,蜡烛一支,火柴一盒。
实验步骤:
1.如图3-16,将易拉罐的底去掉。
图3-16
2.将橡皮膜蒙在去底的易拉罐上,用橡皮筋扎紧。
3.如图3-17,点燃蜡烛,让易拉罐的拉环口对准烛焰,轻轻敲击橡皮膜,发现烛焰晃动。
4.加大敲击的力度,发现烛焰晃动加剧,直至熄灭。
实验结论:
声音具有能量。
图3-17
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