聲學(xué)中的物理研究方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  風(fēng)聲、雨聲、流水聲傾訴著大自然的千變?nèi)f化,歌聲、笑聲、音樂(lè)聲描述著人們的歡樂(lè)。人們研究聲的世界時(shí),常采用以下的研究方法。

  一、轉(zhuǎn)化法顯示物體的振動(dòng)

  有的物理現(xiàn)象不便于直接觀(guān)察,通過(guò)轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量到與之相等或與之關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象,從而獲得結(jié)論。

  例1 如圖1所示,蘭蘭做有關(guān)聲現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)時(shí),將一個(gè)正在發(fā)聲的音叉貼近面頰,目的是為了(   )

  A.感受發(fā)聲音叉的振動(dòng)

  B.體驗(yàn)發(fā)聲音叉的溫度

  C.估算發(fā)聲音叉的質(zhì)量

  D.判斷聲音的傳播速度

  分析:本題是轉(zhuǎn)化思想的極好體現(xiàn),由于人眼不容易直接觀(guān)察到聲源的振動(dòng),探究時(shí)借助音叉觸及面頰時(shí)的感覺(jué)顯示音叉發(fā)聲時(shí)在振動(dòng)。

  答案:A。

  二、比較法

  比較物體發(fā)聲時(shí)與未發(fā)聲時(shí)的區(qū)別,用手按住正在發(fā)聲的鑼面,它立即不發(fā)出聲音。先后對(duì)一鼓面輕敲和重?fù)舾饕幌,比較兩次發(fā)出聲音的響度不同。用硬塑料片在梳子齒上快劃和慢劃,比較音調(diào)的高低。

  三、歸納法

  例2 如圖2所示的這些現(xiàn)象說(shuō)明:正在發(fā)聲的物體都在________。

  分析:本題重在歸納,“紙屑的跳動(dòng)”“紙片的跳動(dòng)”“激起水花”都說(shuō)明發(fā)聲體在振動(dòng),同時(shí)也從近幾年閱卷情況來(lái)看,此處失分頗為嚴(yán)重,原因就在對(duì)關(guān)鍵詞的處理上,此處“振動(dòng)”非“震動(dòng)”,諸如“摩擦”非“磨擦”“豎直向下”非“堅(jiān)直向下”等都是同學(xué)們易出錯(cuò)的關(guān)鍵字詞,考后不少同學(xué)感覺(jué)良好,實(shí)際與估計(jì)的考分有一定的相差,這里也算得上要考慮的一處。

  四、用“實(shí)驗(yàn)+推理”的方法推導(dǎo)

  實(shí)驗(yàn)推理法是指在人類(lèi)現(xiàn)有認(rèn)識(shí)水平、實(shí)驗(yàn)儀器等條件的限制下無(wú)法直接去認(rèn)知、驗(yàn)證某些物理特性或物理規(guī)律時(shí),就在已有的相關(guān)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行邏輯推理和猜測(cè),從而得出結(jié)論的方法。

  例3 請(qǐng)你對(duì)下面物理實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行分析并得出結(jié)論。把處于發(fā)聲狀態(tài)的響鈴放在密閉的容器內(nèi)(如圖3所示),逐漸抽出其中的空氣聽(tīng)到的聲音越來(lái)越小,最后幾乎聽(tīng)不到聲音,這說(shuō)明_____________。

  分析:本實(shí)驗(yàn)如果要放在真空環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)是不可能的,隨著容器內(nèi)空氣的不斷抽出,空氣越來(lái)越稀薄,聽(tīng)到聲音越來(lái)越弱,可以推理:如果被抽成真空,將聽(tīng)不到聲音,由此可以推出“真空不能傳聲”或“聲音必須通過(guò)介質(zhì)才能傳出去”。

  例4 聲音傳播的速度和溫度有關(guān),下表是空氣中聲速隨溫度變化的數(shù)據(jù)。

  當(dāng)飛機(jī)的飛行速度接近周?chē)穆曀贂r(shí)會(huì)受到相當(dāng)大的阻力。上世紀(jì)中期,人們就嘗試進(jìn)行超音速飛行。在飛機(jī)速度有限的情況下,你能指出在什么情況下試驗(yàn)更容易成功嗎?

  分析:從“當(dāng)飛機(jī)的飛行速度接近周?chē)穆曀贂r(shí)會(huì)受到相當(dāng)大的阻力”這樣一個(gè)結(jié)論出發(fā),我們可以分析到:只有飛機(jī)的飛行速度與周?chē)穆曀傧嗖詈艽髸r(shí),它受到的阻力才能減小。分析數(shù)據(jù)可知當(dāng)溫度升高時(shí),聲速增大;溫度降低時(shí),聲速減小,都可符合要求。而當(dāng)時(shí)嘗試進(jìn)行的是超音速飛行,所以應(yīng)在溫度較低的地方試驗(yàn)容易成功,比如兩極、冬天、高空等等。

  五、水波類(lèi)比聲波──類(lèi)比法

  音叉振動(dòng)時(shí),附近空氣粒子隨音叉振動(dòng),形成一系列疏密相間的形狀向四周傳播,這就是聲波,這就像石塊落入水中激起水波一樣。

  六、研究隔音材料用控制變量法

  噪聲污染與水、空氣、垃圾污染一樣,也是環(huán)境污染的一部分。在1979年聯(lián)合國(guó)召開(kāi)的世界環(huán)境保護(hù)大會(huì)上,將噪聲列為當(dāng)代人類(lèi)最不可容忍的災(zāi)難之一。防止噪聲有各種方法,其中“隔聲”是控制噪聲污染的重要方法之一。

  例5 小明想比較幾種材料(衣服、錫箔紙、泡沫塑料)的隔音性能,現(xiàn)有器材:音叉、機(jī)械鬧鐘、鞋盒,則在本實(shí)驗(yàn)中適合作聲源的是_______;小明設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)方案:讓人站在距鞋盒一定距離處,比較所聽(tīng)見(jiàn)聲音的響度.實(shí)驗(yàn)中小明記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如下表,則待測(cè)材料隔聲性能最好的是

  分析:適合做聲源的是機(jī)械鬧鐘,因?yàn)樗c音叉相比一直在發(fā)聲。此方案采用了控制變量法,因?yàn)槁曇舻捻懚扰c物體離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān),離聲源越遠(yuǎn),響度越小。在控制了聽(tīng)者與聲源距離相同的情況下,研究材料的隔音性能與材料的關(guān)系,可以看到隔音性能最好的是泡沫塑料。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/338729.html

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