第二章　聲現(xiàn)象

第一節(jié)　聲音的產(chǎn)生和傳播

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1. 知道聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

2. 知道聲音的傳播需要依靠介質(zhì)。

3. 知道聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在真空中不能傳播。

4. 知道回聲測(cè)距的原理。

知識(shí)精講

一、聲音的產(chǎn)生

聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。發(fā)聲的物體叫作聲源。

二、聲音的傳播

聲音的傳播需要物質(zhì)。能夠傳播聲音的物質(zhì)叫作介質(zhì)，如空氣、水、玻璃、金屬等物質(zhì)。

注：聲音不能在真空中傳播。

三、聲音的傳播速度

1. 介質(zhì)不同，聲音的傳播速度一般不同。一般情況下：v氣<v液<v固。

2. 當(dāng)溫度為15℃時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度為340m/s。

四、回聲

1. 概念：當(dāng)聲音投射到距離聲源有一段距離的大面積上時(shí)，聲能的一部分被吸收，而另一部分聲能反射回來(lái)的現(xiàn)象稱(chēng)為回聲。

2. 辨別回聲的條件：聽(tīng)者聽(tīng)到由聲源直接發(fā)來(lái)的聲音和反射回來(lái)的聲音的時(shí)間間隔超過(guò)（在15℃空氣中，障礙物距聲源至少17m，才能辨別原聲和回聲）。

3. 應(yīng)用：

（1）回聲測(cè)距離；

（2）回聲定位；

（3）回聲描繪海底地貌。

方法提煉

回聲測(cè)距離問(wèn)題有以下幾種。

1. 障礙物和接收者都不動(dòng)（見(jiàn)圖2-1-1（a））：

式中，s為障礙物與接收者的距離；v聲為聲音在介質(zhì)中的速度；t為聲音往返的時(shí)間。

2. 障礙物不動(dòng)，接收者遠(yuǎn)離障礙物（見(jiàn)圖2-1-1（b））：

式中，s為發(fā)聲時(shí)障礙物與接收者的距離；v聲為聲音在介質(zhì)中的速度；v人為接收者的運(yùn)動(dòng)速度；t為聲音往返的時(shí)間。

3. 障礙物不動(dòng)，接收者靠近障礙物（見(jiàn)圖2-1-1（c））：

式中，s為發(fā)聲時(shí)，障礙物與接收者的距離；v聲為聲音在介質(zhì)中的速度；v人為接收者的運(yùn)動(dòng)速度；t為聲音往返的時(shí)間。

典例精析

例題1. 下列說(shuō)法中正確的是（　）。

A. 物體振動(dòng)，聲音產(chǎn)生；振動(dòng)消失，聲音消失

B. 聲音在真空中傳播速度最快

C. 聲音在固體中的傳播速度一定大于在氣體中的傳播速度

D. 物體振動(dòng)停止了，可能還可以聽(tīng)到物體發(fā)出的聲音

【思路點(diǎn)撥】　聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)消失時(shí)，物體的發(fā)聲停止，但聲音可能還在繼續(xù)傳播，仍然可以聽(tīng)到聲音，因此A錯(cuò)誤，D正確；聲音不能在真空中傳播，且在一般情況下聲音在固體中的傳播速度大于在氣體中的傳播速度，因此B、C錯(cuò)誤。

【答案】　D

例題2. 一個(gè)爬山運(yùn)動(dòng)員爬到半山腰，他對(duì)著對(duì)面的山崖高喊一聲，4s后聽(tīng)到了回聲，那么他離對(duì)面的山崖有______m。

【思路點(diǎn)撥】　由題意知，聲音傳到山崖所用的時(shí)間為2s。

因此，他離對(duì)面山崖的距離s=vt=340m/s×2m=680m。

【答案】　680

典題精練

1. 聲音是由物體______而產(chǎn)生的，______停止，發(fā)聲停止。

2. 通常情況下，聲音在空氣中的傳播速度約為_(kāi)_____，在金屬中和液體中的傳播速度比它在空氣中的要______。

3. 我們通常聽(tīng)到的聲音是靠______進(jìn)行傳播的，聲音的傳播速度除了與介質(zhì)有關(guān)外，還與______有關(guān)。目前，已有飛機(jī)的速度超過(guò)了聲音的傳播速度，稱(chēng)為超聲速飛機(jī)，則超聲速飛機(jī)每小時(shí)飛行的距離至少在______km以上。（近似認(rèn)為聲音在空氣中的傳播速度是340m/s）

4. 為了探究聲音產(chǎn)生的條件，有人做了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：

（1）放在鐘罩內(nèi)的鬧鐘正在響，把鐘罩內(nèi)的空氣抽去一些后，鈴聲明顯減小；

（2）使正在發(fā)聲的音叉接觸水面，水面濺起水花；

（3）吹笛子時(shí)，手指按住不同的孔便會(huì)發(fā)出不同的聲音；

（4）在吊著的大鐘下固定一支細(xì)小的筆，敲響鐘后，把紙從筆尖下迅速拖過(guò)，紙上便畫(huà)出一條來(lái)回彎曲的細(xì)線。

請(qǐng)你想一想，能說(shuō)明聲音產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有哪些？______。

5. 打靶時(shí)，靶子到打靶人之間的距離是340m，從子彈離開(kāi)槍口后經(jīng)過(guò)1.5s打靶人聽(tīng)到子彈擊中靶的聲音，若空氣阻力不計(jì)，求子彈離開(kāi)槍口時(shí)的速度。

6. 一輛汽車(chē)朝山崖勻速行駛，在離山崖700m處鳴笛，汽車(chē)沿直線向前行駛40m后，司機(jī)剛好聽(tīng)到剛才鳴笛的回聲。已知?dú)鉁厥?5℃，求汽車(chē)的行駛速度。

中考真題

真題1. （山西）2012年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上，山西絳州鼓樂(lè)團(tuán)表演的《鼓韻龍騰》氣勢(shì)磅礴。下面有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　）。

A. 鼓樂(lè)聲主要是由鼓面振動(dòng)產(chǎn)生的

B. 鼓樂(lè)聲主要是由鼓內(nèi)空氣振動(dòng)產(chǎn)生的

C. 鼓樂(lè)聲是經(jīng)過(guò)空氣傳到現(xiàn)場(chǎng)觀眾耳朵的

D. 由于設(shè)計(jì)師對(duì)劇場(chǎng)的混響時(shí)間的合理設(shè)計(jì)，才會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)觀眾感覺(jué)鼓聲的氣勢(shì)磅礴

真題2. （青海西寧）超聲波在海水中的傳播速度是1500m/s，合______km/h。如果從某處海面豎直向海底發(fā)出的超聲波經(jīng)4s后返回海面，則該處海的深度是______m。