科學(xué)探究方法在聲現(xiàn)象中的應(yīng)用

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1、科學(xué)探究方法在聲現(xiàn)象中的應(yīng)用聲現(xiàn)象中的探究實驗較多，在突出科學(xué)探究內(nèi)容的剛寸，還要重視對研究方法的指導(dǎo),使同學(xué)們在進(jìn)行科學(xué)探究，學(xué)習(xí)物理知識的同時，形成科學(xué)探究能力。與此相關(guān)的探究實驗及方法，逐漸成為考查的重要內(nèi)容。一、用控制變量法探究影響聲音音調(diào)的因素我們在研究物理問題時，某一物理量往往與多個因素有關(guān)，為了確定該物理量與各個不同因素Z間的關(guān)系，就需要控制某些因素，使它們保持不變，只改變其小的一個因索從而尋找出該物理量與這個因素Z間的關(guān)系，這就是“控制變量法”?！翱刂谱兞糠ā笔俏锢砜茖W(xué)探究中最常用

2、的一種方法。運用控制變量法的一般步驟是：1.假設(shè)變屋（A、B、C）；2.選擇研究變量（A）；3.確定控制變最（B、C）。例1?在學(xué)習(xí)吉它演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出的聲咅的咅調(diào)高低是受各種因素影響的，他決定對此進(jìn)行探究。經(jīng)過和同學(xué)們討論，捉出了以下猜想：猜想1：琴弦發(fā)出的聲音的音調(diào)高低,可能與琴弦的橫截面積有關(guān);猜想2：琴弦發(fā)出的聲咅的咅調(diào)高低,可能與琴弦的長短有關(guān);琴弦發(fā)出的聲音的音調(diào)高低,可能與琴弦的材料有關(guān)。為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列9種規(guī)格的琴弦。編號材料長度/cm橫截

3、面積/mm2A銅600.76B銅600.89C銅601.02D銅800.76E銅F銅1000.76G鋼801.02H尼龍801.02I尼龍1001.02因為咅調(diào)的高低取決于聲源振動的頻率，于是他們又借來一個能夠測最振動頻率的儀器進(jìn)行實驗。（1）為了驗證猜想1,應(yīng)選用編號為進(jìn)行實驗。的琴弦為了驗證猜想2,應(yīng)選用編號為驗。的琴弦進(jìn)行實表中有的材料規(guī)格還沒有填全，為了驗證猜想3,必須知道該項內(nèi)容。請你在表中填上所缺數(shù)據(jù)。（2）隨著實驗的進(jìn)行，小華乂覺得琴弦音調(diào)的高低，可能還與琴弦的松緊有關(guān)，為了驗證這一

4、猜想，必須進(jìn)行的操作是：o解析：首先要從給定的文字信息上，明確彩響聲音的幾個可能因素：材料、弦的長短、弦的橫截而積、拔弦用力人小、弦的松緊程度，然示根據(jù)表格屮的信息解決木題。對于猜想1的驗證，需要控制“材料、弦的長短、撥弦用力大小、弦的松緊程度”相同，改變“弦的橫截面積”；對于猜想2的驗證，需要控制“材料、弦的橫截面積、撥眩用力人小、弦的松緊程度”相同，改變“弦的長短”:對于猜想3的驗證，需要控制“弦的長短、弦的橫截面積、撥弦用力大小、弦的松緊程度”和同，改變“材料”；對于（2）問，同樣是這樣思考

5、。因此，掌握“控制變量法”是解答本題的關(guān)鍵。答案：（1）A.B.C；A.D.F；80、1.02。（2）取上述任意編號的一種琴弦，調(diào)整其松緊程度，用同樣的力分別撥動琴弦，比較其音調(diào)的高低，然后分析得出結(jié)論。例2?用如圖所示的實驗來“探究決定聲音高低的因素”。將鋼尺-?端緊壓在桌而上，撥動伸出桌邊鋼尺的另一端，聽它振動發(fā)出的聲音。改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動。注意使兩次的振動幅度人致相同。鋼尺伸出桌面越長，鋼尺振動得越,音調(diào)也越o這說明音調(diào)和頻率之間的關(guān)系是o解析：本題實驗設(shè)計思維方法運用了控制變

6、量法。應(yīng)用控制變量法的習(xí)題有兩類：一種是應(yīng)用控制變量法去分析實驗數(shù)據(jù)，在歸納物理量與某一因素的關(guān)系時，應(yīng)控制其他因素的數(shù)據(jù)相同。另-?種是應(yīng)用控制變量法去設(shè)計實驗，實驗設(shè)計過程中只改變影響物理量的某一因素，其他因素應(yīng)該控制相。由于聲音有三個特征，而各特征由不同的因素所決定，所以在“探究決定聲音高低的因素”時應(yīng)控制影響聲咅咅色的因素、控制影響聲咅響度的因素，即實驗時使用同一根鋼尺、讓鋼尺振動幅度相同，只改變鋼尺振動的頻率.通過實驗發(fā)現(xiàn)鋼尺兩次的振動幅度人致相同時，隨著鋼尺伸出桌面的長度變化，其振動的

7、快慢也隨之變化，相對應(yīng)的咅調(diào)也發(fā)生了變化。答案：慢，低，聲源的振動頻率越人音調(diào)越高二、用轉(zhuǎn)換法探究影響聲音響度的因素借助具他輔助儀器，將不易觀察的微小量或不易直接測量的物理量轉(zhuǎn)換為易觀察、易測量的物理量，這種設(shè)計實驗、研究問題的方法叫做轉(zhuǎn)換法。例3?將系在細(xì)線上的乒乓球靠近音叉，用如圖所示的裝置來“探究聲音產(chǎn)生”。（1）用小錘敲擊音叉，既能聽到音叉發(fā)出的聲音，又能觀察到,通過實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論是o（2）若加大敲擊音叉的力度，音叉發(fā)出的聲音,看到乒乓球,這說明解析：這個實驗探究采用了“轉(zhuǎn)換”的思想。

8、“轉(zhuǎn)換法”是把看不見、摸不著的東西,或者不易直接觀測認(rèn)識的問題，轉(zhuǎn)變成能看得見、有明顯效果的現(xiàn)彖來研究的方法，它是聲現(xiàn)象的探究中經(jīng)常采用的方法么一。轉(zhuǎn)換法作為一?種思維方式吋常在分析、解決問題吋用到。木題探究聲音的產(chǎn)綸，目的在于說明聲音山物體的振動而產(chǎn)生，振動幅度越人聲音的響度也越大。為此，設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象就要圍繞“發(fā)聲的音叉在振動”這個目標(biāo)。但音叉的振動不易觀察到，1何音叉振動幅度的變化就更不易比較。輕質(zhì)小球被正在發(fā)聲的音叉反復(fù)彈起，說明發(fā)聲的音叉在振動。實驗把音叉的微小振動，