Разработка урока на тему 'Звук' (9 класс)

Разработка урока физики в 9 классе.

Автор: Белякова Надежда Ивановна,

учитель физики в ГБОУ школе №1206 г. Москвы.

Тема урока: «Звук».

Цели урока:

Образовательные: - объяснить природу звука; - показать зависимость громкости и высоты тона звука от амплитуды и частоты колебаний; - используя видеозаписи физических опытов, дать возможность увидеть, проанализировать результаты и сделать выводы; - доказать, что звук, имея волновую природу, характеризуется скоростью, частотой и длиной, способен отражаться.

Воспитательные: -отрабатывать коммуникативные навыки; - отстаивать собственную точку зрения, опираясь на собственные знания и на научные эксперименты;

Развивающие: - развивать способность наблюдать; - способность анализировать и делать вывод; - формировать навыки работы с виртуальными экспериментами; - мотивировать учащихся к исследовательской работе.

Тип урока:

Смешанный: наблюдение виртуального эксперимента, беседа, подведение итогов на основании увиденного.

Ход урока:

1. Вводная беседа:

На экране заставка:

С первого момента рождения человек подает голос, как бы возвещая миру о своем появлении. При помощи звуков человек слагает слова, фразы, передавая окружающим свои мысли и чувства.

2. Эксперименты, дающие представление о природе звука:

1. звук от прижатой к столу с одного конца линейки и резко отпущенной после отклонения с конца;

2. звучание целлофановой полоски, зажатой между пальцами, при продувании через нее воздуха;

3. колебания бусинки, расположенной у ножки звучащего камертона;

3. Демонстрационные опыты, реализующиеся с помощью просмотра видеофрагментов на DVD дисках ООО «Телекомпании СГУ ТВ»: Школьный физический эксперимент. «Механические волны».

Учитель: Итак, мы смогли создать звук тремя различными способами.

Последний эксперимент дает представление о том, что звук создают колеблющиеся тела. Чтобы полностью убедиться в том, что звук всегда создается колеблющимся телом, даже когда мы это не замечаем, посмотрим несколько видеофрагментов, позволяющим нам рассмотреть процессы более тщательно. (Диск. 12. Колеблющееся тело как источник звука). Посмотрим, каким образом воспроизводит звук динамик (фрагмент а) звучание динамика):

Рис.1

Во фрагменте (рис. 1) в стробоскопическом свете вы видите, что мембрана динамика колеблется. Именно она и создает звук.

1. Следующий видеофрагмент очень хорошо позволяет рассмотреть причину образования звука гитарной струной (фрагмент б) звучание струны гитары):

Рис.2: а) б) в)

Струна струны покоится (а). Когда ее отводят от положения равновесия и отпускают, она приходит в колебательное движение (б и в). С помощью стробоскопа вы сейчас убедились, что звучащая струна гитары совершает поочередные, периодические движения в двух противоположных направлениях, а это и есть определение колебания.

2. Посмотрите на эксперимент с камертоном в пульсирующем свете стробоскопа (фрагмент в) звучание камертона):

Рис.3: а) б)

Вопрос: Сделайте вывод о том, как возникает звук.

2. Сомнений нет, звук создают колеблющиеся тела. Но всегда ли можно его услышать? С Видеофрагмент со следующим экспериментом поможет нам разобраться в этом. Смотрим фрагмент (13. Влияние среды на распространение звука):

Рис.4(а-д): а) б) в)

г) д)

Вопрос: Какой вывод можно сделать из этого эксперимента?

4. Различие звуков по громкости и высоте тона:

Осциллограф делает видимым изменение таких физических параметров, как амплитуда и частота и позволит сделать вывод о соотношении между ними и характеристиками звука.

1. Пронаблюдаем, как высота тона зависит от частоты колебаний в звуковой волне (14.Зависимость тона звука от частоты колебаний в звуковой волне):

Рис.5

Обратите внимание на показания осциллографа:

Рис.6: а) б) в)

Вопрос: Как с частотой изменяется высота тона?

2. Громкость звука зависит не от частоты, а от амплитуды колебаний в звуковой волне. Использование осциллографа во фрагменте 15(Зависимость громкости звука от амплитуды) объяснит нам причину изменения громкости звука.

Рис.7: а) б) в)

5. Беседа о звуках в живой природе.

1. Звуком называется колебательное движение частиц упругой среды с частотами от 16-20 до 20 000 Гц, воспринимаемыми нашим органом слуха. Вокруг источника звука возникает замкнутая волна, которая распространяется во все стороны. Отдельная звуковая волна представляет собой сжатие и последующие распространение воздуха, возникающие вследствие колебательных движений молекул газа вдоль пути распространения волны.

2. Способы общения с помощью звуков в живом мире:

а) Обычно, когда говорят о звуках, издаваемых животными, прежде всего, говорят о птицах. Что касается других живых организмов, то многие считают их, чуть ли не немыми. Хотя на самом деле они очень говорливы, просто мы не всегда можем их услышать. Ученые объясняют это очень просто: звери осторожны, и, кроме того, нередко звуковая связь между ними происходит на недосягаемой для человеческого слуха высоте.

Звук в природе

б) У социальных насекомых (термитов, муравьёв, пчёл, шмелей) очень разнообразная звуковая сигнализация для оповещения членов семьи об опасности. Сигналы стимулируют различные защитные реакции. Так, муравьи листорезы используют акустические сигналы, чтобы позвать на помощь. Такие сигналы генерируют муравьи, оказавшиеся под обвалившимся муравейником, что нередко случается в условиях влажного тропического климата. Сигналы стимулируют муравьёв, находящихся на поверхности, раскапывать обвалившийся грунт и спасать членов семьи.

в) Пчелы пользуются пульсирующими звуковыми сигналами. С помощью таких сигналов они указывают членам своей семьи расстояние до обнаруженного источника корма. В царстве животных насекомые и рыбы отличаются многообразием механизмов генерации звуковых сигналов.

г) У рыб используются преимущественно органы, основная функция которых не имеет прямого отношения к генерации звуков (это - плавники, плавательный пузырь). В отличие от рыб, у насекомых генерация акустических сигналов обеспечивается большим разнообразием специализированных структур. Они отличаются по строению на теле насекомых.

3. Действие звука на эмоциональное состояние человека.

6. Отражение звука.

Вопрос: Что такое эхо? (заслушиваются ответы учеников).

Да, звук является продольной волной и подобно волнам на поверхности воды способен отражаться от преграды, встречающейся на его пути.

Смотрим фрагмент (16. Отражение звуковых волн):

Рис.8: а) б) в) г) д) е)

7. Будучи волной, звук характеризуется как скоростью, так и длиной волны.

   1. Длину волны легко определить с помощью стеклянной трубы, звукового генератора, динамика внутри трубы и линейки (17.Измерение скорости звука):

Рис.9: а) б)

8. Закрепление:

1. Что же такое звук?

2. По каким особенностям различаются звуки?

3. Чем определяется громкость звука? (Продемонстрировать различную силу удара по камертону и как следствие - большую амплитуду колебаний бусинки).

4. Чем определяется высота тона? (Продемонстрировать быстрое перемещение линейки по кончикам расчески с разной частотой зубьев - различие высоты тона.)

5. Объясните природу эхо. Где можно применить это явление

IX. Итог.

Звук, в широком смысле - упругие волны, продольно распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле - субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека. Как правило, звук представляет собой сложный сигнал, который является следствием наложения сразу нескольких волн с разными частотами. Этот набор называется акустическим спектром. Если спектр звука состоит из колебаний всего нескольких частот (обертонов) из данного диапазона, то он называется линейчатым. Такой звук воспринимается с более-менее определённой высотой. Окраску звука, его тембр, определяет интенсивность обертонов. Иными словами, мы отличаем ноту, взятую на скрипке от ноты, взятой на фортепиано. Почему? Ведь каждая нота - это всего лишь какая-то фиксированная частота! Дело именно в обертонах - частотах, которые сопровождают основную частоту и располагаются близко к ней. Большое значение имеет также их интенсивность. Искусственно создавая (генерируя) частоты с определённым уровнем, можно в лабораторных условиях создать звук любого музыкального инструмента - начиная от флейты и заканчивая шотландской волынкой. На этом явлении основаны синтезаторы звука. Видите, как важно знать природу звука!

10. Рефлексия:

- Что нового узнали на уроке?

- Что вам особенно понравилось?

XI. Задание на дом.

Подготовить сообщения о причине образования звуковых явлений: грома, воя ветра, гудения проводов, шума леса, шелеста ивы, звучании органа.

Использованные ресурсы:

1. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы «ШКОЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ», Современная гуманитарная академия. Механические волны.DVD VIDEO ООО «Телекомпания СГУ ТВ». 2006

2. http://www.cleper.ru/articles/description.php?n=29

3. Звук в природе.