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小“A”出逃记——探索与认识声音及其传播途径
茉莉花 茉莉花 2020-08-05 17:21:08
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简单

    我们生活在一个充满声的世界,声无处不在,树叶的沙沙声、风的呼呼声、机器的噪声、朋友的话声等等。 本节课定位于小学科学课程,学生刚刚接触物质世界,声音能在哪些形式的物体中传播,固体?液体?气体,传播的方向是怎样的?在我们日常生活中又可以发现,当一个物体发出声音后,它的传播距离往往是有限的,短距离内,声音传播会产生衰减吗?在不同介质中音量会有变化吗?如何能被捕捉到并直观显示呢?为了找出问题的答案,借助DF智能硬件,我决定通过设计"声音界的头号通缉犯——小A出逃记"来开展实验探究!

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 ● 探究课题:声音因物体振动而产生,通过物质传播(选自小学科学探究课程标准中声音一章节)

● 科学原理:震动产生声音,震动越强声音越大;声音频率越高,产生震动越强;声音传播方向为360度,声音可以在空气、水、固体中传播;        

● 学习目标:

1、声音(sound)是由物体振动产生的声波。

2、声音的传播过程中,是通过介质(空气或固体、液体)传播,且传播方向为四面八方 

3、声音能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。

材料清单 材料清单
1x
掌控板
4x
声音传感器
1x
震动传感器
1x
大喇叭

  声音世界的头号危险人物小A突然消失,它是谁,它在哪里,怎么抓住他?让我们一起走入今天的“音”探事件吧!

步骤1 步骤1
小A养成记——声音是如何产生的?

【引语】声音是如何产生的呢?它是由物体震动产生的,震动的幅度,会产生声音的大小强弱之分。不同的物体产生的声音,音色不同。

【器材准备】学生直尺、扁平木片、双面胶带,透明胶带......(学生文具盒里可以找到的比较厂的东西,甚至书本也可以制作这个实验)

【实验目标】用耳朵感受,同样的物体,震动频率不同,声音高低不同;不同的物体,震动频率相同,产生的声音不同,这个与物体本身的特性有关,也就是与音色有关,其声音高低依然遵循震动越快,声音越大。学生实验过程记录下震动物体、声音强弱、音色效果。

【实验过程】

1、准备好震动传感器、掌控版

 2、将物体(直尺与震动传感器粘贴)并用透明胶带固定震动传感器

 3、弹动物体,观测震动数值(特别注意,选择桌面一侧悬空处) 

4、编写程序,一边观测,一边填写实验清单

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【教学视频】

【结论】声音(sound)是由物体振动产生的声波

步骤2 步骤2
小A,跑向了哪个方向?

【引语】小 A的逃跑方向是两点钟方向?还是一点钟方向呢?其实声音的传播是音源的360度方向,没有特定方向哦!

【器材准备】废弃抽油烟管道一截(这里,选择这个管道,是因为想要将声音集中在一个空间范围内,防止过于外廓,从而增强声音被检测到的几率)、声音传感器4个、掌控版、扩展板

【实验目标】检测声音传播的方向,取四个垂直交叉方向,收集声音数值后,分析均值

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【实验过程】

1、安装4个声音传感器

2、安装喇叭,并连接主控

3、编写程序,完成互联网端程序采集

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4、最重要的一步,对收集到的数据进行均值的分析,详细操作,见视频


【实验与分析视频】

【结论】声音在 空气中,沿着任意方向传播。

步骤3 步骤3
发布“海、陆、空”通缉令

【引 语】这样来看,小A可能逃往任何方向,那么有没有可能走水路、或者土地(任意的固体)中呢?小A的本事可是很大的呀?好吧,开启A级通缉令

【器材准备】水、泥土、喇叭、掌控板、扩展板、声音检测传感器、塑料盒子、雪弗板

【实验目标】测试短距离内,声音在空气中、水中、泥土中的传播效果,模拟声音在气体、液体、固体中传播效果


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【实验步骤】

1、编写程序,将三种介质的声音分别传输至物联网端,以备数据分析。


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2、将喇叭、声音传感器固定在盒子两头,检测声音在空气中的音量大小

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【实验视频】

3、做好防水处理,在盒中贮满水

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实验视频

4、在盒中,贮满土壤,模拟固体状态,开启实验

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【实验视频】

5、实验完成后,取相同数量的数值,分析均值,得出结论,我们会发现,短距离内,声音在空气、水、土壤中的声音传播速度差不多,空气中略大一些

【结论】在短距离内,声音在水中、空气中、固体中传播的音量损耗基本差不多,严格来说,空气中传播的效果最好。

步骤4 步骤4
捕捉小A

【引言】好吧,声音看不见摸不着,怎么能让小A显形呢?实际上,声音的传播是通过物体的震动产生的,小A所过之处,都会产生不同幅度的震动,这个震动的大小,在一定情况下是可以被观测到的,我们来试一试吧!

     日常生活中,我们会发现,声音够大,我们能够听得更清楚,同等音量下,女生的声音又总会比男生的声音更加容易被听到,被辨识,其实这个也是有原因的。

【器材准备】食盐、塑料膜、喇叭、盒子、皮筋、震动传感器、喇叭、掌控板、扩展板

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【实验目的】

1、检测一定音量下,声音传播,引起薄膜震动

2、音量相同时,音色的不同,产生的震动强度也是不一样的

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【实验过程】

1、制作好装置

2、编写程序

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特别注意,音量的音色及大小,我们在无硬件设备的情况下,是很难模拟出来的,所以,这里我们利用蜂鸣器的音符播放功能,检测低音、次低音、高音状态下的震动情况,以得出同等音量情况下,音色不同,那么产生的震动效果也是不一样的,分别选取了三个音色

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3、实验视频——低音状态下不震动

4、实验视频——次低音状态下不震动

5、实验视频——高音状态下震动明显

【结论】声音能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。音色对震动有影响,高音产生的震动幅度大于低音产生的震动幅度,更容易被“听到”。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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