论文部分内容阅读
在对初中物理的学习过程中，同学们不仅要学习科学知识，还要掌握研究问题的科学方法。只有领会了物理思想，掌握了科学方法，才能真正把物理知识学到手，才能获得不断掌握新知识、解决新问题的能力。下面谈一谈《声现象》这一章所涉及的思想方法，希望能帮助同学们了解这些方法并能运用于以后章节的学习之中。
一、转换法——探究声音的产生
在对比较抽象的、看不见摸不着的物质进行研究时，通常使之转化为人们熟知的、看得见摸得着的现象，这种方法叫做转换法。
例1音叉在发声时，它的振动不易观察到，如何证明正在发声的音叉是振动的?
解析：方法1 用手摸，或将一个正在发声的音叉贴近面颊，将视觉转化为触觉，感受发声音叉的振动。
方法2 将音叉放入水中，就会发现水花飞溅，将振动转化为水的运动。
方法3 将一悬挂的乒乓球轻轻靠在音叉上，乒乓球被弹开，将振动转化为乒乓球的运动。
例2 如图1所示，在一面平放的大鼓上放些小纸屑，敲鼓时这些纸屑会上下跳动；把扬声器平放在桌上，在扬声器上放一些小纸屑，当音乐响起时，小纸屑会随着音乐的节奏舞动，这些现象说明正在发声的物体都在_________，若用手捂住鼓面或扬声器的纸盆，发声则因_________而立即停止。
解析：在平放的大鼓和扬声器上放纸屑，敲鼓或扬声器发声时，纸屑受到鼓面或扬声器纸盆的影响而振动。应用转化法来反映鼓面及纸盆的振动，这两个现象说明发声的物体都在振动。当用手捂住鼓面或扬声器的纸盆时，鼓面及纸盆的振动停止，发声因振动停止而立即停止。
答案：振动，振动停止。
二、实验加推理法——探究声音的传播
实验加推理法就是在实验的基础上经进一步的推理而得出结论的方法。
例3 在如图2所示的真空罩实验中，在将空气逐渐抽去的过程中，声音逐渐
(填“变大”或“变小”)。实验中不能将空气全部抽尽，根据实验现象，我们可以推理出的结论是________ ，这种研究方法叫做________。
解析：当空气逐渐被抽去的过程中，由于传播声音的介质在减少，则声音会逐渐变小。若空气被全部抽出，即真空罩内为真空时，将听不到声音，可以得出声音不能在真空中传播这一结论。而实际上，真空罩内的空气只能是越来越少，达不到真正的真空，所以研究问题的方法为实验加推理法。
答案：变小，声音不能在真空中传播，实验加推理法。
三、控制变量法——探究影响音调、响度的因素
在研究物理问题时，所研究的物理量往往会受到多个不同因素的影响，为了确定其中某个因素对所研究物理量的影响，就要控制其他因素不变，改变这个因素，观察所研究物理量与这个因素之间的关系，这种方法叫控制变量法。
例4 如图3，小明用一只手将一把有弹性的钢尺按在桌面上，使尺的一部分伸出桌面，另一只手轻轻将伸出桌外部分的钢尺往下拨，然后松手。(1)你看到尺在________；(2)同时你还能听到________；将尺握住，则听不到声音，这说明________；(3)小明要研究“音调与什么因素有关”，他改变钢尺伸出桌面的长度，用与上次相同的力拨动钢尺，比较声音发生的变化，则他得到的结论是________；(4)若小明要研究“响度与什么因素有关”，应如何操作?
解析：将伸出桌外部分的钢尺向下拨，松手后，由于钢尺有弹性，所以要上下振动，发出声音；若将尺握住，则振动停止，发声也停止。用相同的力拨动尺子，当尺子伸出桌面的长度较短时，振动得快，频率高，音调高；相反，当尺子伸出桌面的长度较长时，振动得慢，频率低，音调低。若要研究“响度与什么因素有关”，应控制钢尺伸出桌面的长度相同，用不同的力拨动尺子，比较声音的变化。此题渗透了“控制变量法”的思想。
答案：(1)振动；(2)声音，声音是由物体振动产生的；(3)音调与频率有关，频率越高，音调越高；(4)使钢尺伸出桌面的长度相同，用不同的力拨动尺子，比较声音的变化。
例5在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，小兰猜测，即使弦的紧张程度相同，发出的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关，于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下表是她在实验时控制的琴弦条件。
(1)如果小兰想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，你认为她应该选用表中编号为________的琴弦(只填写字母代号)。
(2)如果探究弦发声的音调与弦的长短的关系，你认为应选编号为________的琴弦。
(3)如果想探究弦发声的音调与材料的关系，应选编号为________的琴弦。
(4)探究过程中通常采用下列步骤：①分析与归纳；②实验研究；③提出问题(或猜想)；④得出结论等，你认为小兰要完成本实验的全过程，所采取的步骤的合理的顺序是________(只填数字代号)。
(5)在上述探究过程中，主要用到了________的研究方法。
解析：要探究弦乐器的音调与弦的粗细之间的关系，应控制弦的材料、长短、松紧相同，选择粗细不同的弦进行探究，即选用编号为A和B的琴弦。要探究弦发声的音调与弦的长短的关系，应控制弦的材料、粗细、松紧相同，选择长短不同的弦进行探究，即选用编号为C和E的琴弦。要探究弦发声的音调与弦的材料的关系，应控制弦的粗细、长短、松紧相同。选择材料不同的弦进行探究。即选用编号为D和E的琴弦。探究过程的步骤为提出问题、实验研究、分析与归纳、得出结论。此实验中运用的研究方法为控制变量法。
答案：(1)A、B；(2)C、E；(3)D、E；(4)③②①④；(5)控制变量。
四、类比法——声波与水波
声音是以声波的形式进行传播的，而声波是看不见、摸不着的，不易理解。用声波与我们熟悉的、看得见的、与之相似的水波进行对照学习，这种方法就是类比法。
练习：1 根据图4所示情境探究声音的响度与振幅的关系，回答下列问题。
(1)写出一种能显示鼓面振动幅度太小的办法。
(2)探究过程中，你是通过什么方法改变声源的振幅的?
(3)通过探究可知，声源的振幅越________，声音的响度越大。
2 在声源周围安装吸音材料是控制噪声的常用方法之一，在海绵和泡沫塑料这两种材料中，谁的吸音效果更好呢?请你设计一个实验来回答这个问题。
(1)写出实验中用到的主要器材。
(2)简述实验过程。
(3)为了得到准确、可靠的结论，应控制哪些因素相同?
答案：1 (1)将一些小纸屑放在鼓面上，观察纸屑的振动幅度。
(2)改变敲鼓的力度，可以改变鼓面的振幅。
(3)大。
2 (1)声源(如收音机等)、海绵、泡沫塑料、细线或胶带。
(2)打开收音机，分别用海绵和泡沫塑料包裹该收音机，比较两种情况下听到声音响度的区别。
(3)控制两种材料的厚度、包裹收音机的方式、收音机的音量(响度)以及听者到收音机的距离等相同。
一、转换法——探究声音的产生
在对比较抽象的、看不见摸不着的物质进行研究时，通常使之转化为人们熟知的、看得见摸得着的现象，这种方法叫做转换法。
例1音叉在发声时，它的振动不易观察到，如何证明正在发声的音叉是振动的?
解析：方法1 用手摸，或将一个正在发声的音叉贴近面颊，将视觉转化为触觉，感受发声音叉的振动。
方法2 将音叉放入水中，就会发现水花飞溅，将振动转化为水的运动。
方法3 将一悬挂的乒乓球轻轻靠在音叉上，乒乓球被弹开，将振动转化为乒乓球的运动。
例2 如图1所示，在一面平放的大鼓上放些小纸屑，敲鼓时这些纸屑会上下跳动；把扬声器平放在桌上，在扬声器上放一些小纸屑，当音乐响起时，小纸屑会随着音乐的节奏舞动，这些现象说明正在发声的物体都在_________，若用手捂住鼓面或扬声器的纸盆，发声则因_________而立即停止。
解析：在平放的大鼓和扬声器上放纸屑，敲鼓或扬声器发声时，纸屑受到鼓面或扬声器纸盆的影响而振动。应用转化法来反映鼓面及纸盆的振动，这两个现象说明发声的物体都在振动。当用手捂住鼓面或扬声器的纸盆时，鼓面及纸盆的振动停止，发声因振动停止而立即停止。
答案：振动，振动停止。
二、实验加推理法——探究声音的传播
实验加推理法就是在实验的基础上经进一步的推理而得出结论的方法。
例3 在如图2所示的真空罩实验中，在将空气逐渐抽去的过程中，声音逐渐
(填“变大”或“变小”)。实验中不能将空气全部抽尽，根据实验现象，我们可以推理出的结论是________ ，这种研究方法叫做________。
解析：当空气逐渐被抽去的过程中，由于传播声音的介质在减少，则声音会逐渐变小。若空气被全部抽出，即真空罩内为真空时，将听不到声音，可以得出声音不能在真空中传播这一结论。而实际上，真空罩内的空气只能是越来越少，达不到真正的真空，所以研究问题的方法为实验加推理法。
答案：变小，声音不能在真空中传播，实验加推理法。
三、控制变量法——探究影响音调、响度的因素
在研究物理问题时，所研究的物理量往往会受到多个不同因素的影响，为了确定其中某个因素对所研究物理量的影响，就要控制其他因素不变，改变这个因素，观察所研究物理量与这个因素之间的关系，这种方法叫控制变量法。
例4 如图3，小明用一只手将一把有弹性的钢尺按在桌面上，使尺的一部分伸出桌面，另一只手轻轻将伸出桌外部分的钢尺往下拨，然后松手。(1)你看到尺在________；(2)同时你还能听到________；将尺握住，则听不到声音，这说明________；(3)小明要研究“音调与什么因素有关”，他改变钢尺伸出桌面的长度，用与上次相同的力拨动钢尺，比较声音发生的变化，则他得到的结论是________；(4)若小明要研究“响度与什么因素有关”，应如何操作?
解析：将伸出桌外部分的钢尺向下拨，松手后，由于钢尺有弹性，所以要上下振动，发出声音；若将尺握住，则振动停止，发声也停止。用相同的力拨动尺子，当尺子伸出桌面的长度较短时，振动得快，频率高，音调高；相反，当尺子伸出桌面的长度较长时，振动得慢，频率低，音调低。若要研究“响度与什么因素有关”，应控制钢尺伸出桌面的长度相同，用不同的力拨动尺子，比较声音的变化。此题渗透了“控制变量法”的思想。
答案：(1)振动；(2)声音，声音是由物体振动产生的；(3)音调与频率有关，频率越高，音调越高；(4)使钢尺伸出桌面的长度相同，用不同的力拨动尺子，比较声音的变化。
例5在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，小兰猜测，即使弦的紧张程度相同，发出的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关，于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下表是她在实验时控制的琴弦条件。
(1)如果小兰想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，你认为她应该选用表中编号为________的琴弦(只填写字母代号)。
(2)如果探究弦发声的音调与弦的长短的关系，你认为应选编号为________的琴弦。
(3)如果想探究弦发声的音调与材料的关系，应选编号为________的琴弦。
(4)探究过程中通常采用下列步骤：①分析与归纳；②实验研究；③提出问题(或猜想)；④得出结论等，你认为小兰要完成本实验的全过程，所采取的步骤的合理的顺序是________(只填数字代号)。
(5)在上述探究过程中，主要用到了________的研究方法。
解析：要探究弦乐器的音调与弦的粗细之间的关系，应控制弦的材料、长短、松紧相同，选择粗细不同的弦进行探究，即选用编号为A和B的琴弦。要探究弦发声的音调与弦的长短的关系，应控制弦的材料、粗细、松紧相同，选择长短不同的弦进行探究，即选用编号为C和E的琴弦。要探究弦发声的音调与弦的材料的关系，应控制弦的粗细、长短、松紧相同。选择材料不同的弦进行探究。即选用编号为D和E的琴弦。探究过程的步骤为提出问题、实验研究、分析与归纳、得出结论。此实验中运用的研究方法为控制变量法。
答案：(1)A、B；(2)C、E；(3)D、E；(4)③②①④；(5)控制变量。
四、类比法——声波与水波
声音是以声波的形式进行传播的，而声波是看不见、摸不着的，不易理解。用声波与我们熟悉的、看得见的、与之相似的水波进行对照学习，这种方法就是类比法。
练习：1 根据图4所示情境探究声音的响度与振幅的关系，回答下列问题。
(1)写出一种能显示鼓面振动幅度太小的办法。
(2)探究过程中，你是通过什么方法改变声源的振幅的?
(3)通过探究可知，声源的振幅越________，声音的响度越大。
2 在声源周围安装吸音材料是控制噪声的常用方法之一，在海绵和泡沫塑料这两种材料中，谁的吸音效果更好呢?请你设计一个实验来回答这个问题。
(1)写出实验中用到的主要器材。
(2)简述实验过程。
(3)为了得到准确、可靠的结论，应控制哪些因素相同?
答案：1 (1)将一些小纸屑放在鼓面上，观察纸屑的振动幅度。
(2)改变敲鼓的力度，可以改变鼓面的振幅。
(3)大。
2 (1)声源(如收音机等)、海绵、泡沫塑料、细线或胶带。
(2)打开收音机，分别用海绵和泡沫塑料包裹该收音机，比较两种情况下听到声音响度的区别。
(3)控制两种材料的厚度、包裹收音机的方式、收音机的音量(响度)以及听者到收音机的距离等相同。