初中物理声现象”实验三种典型研究方法

1.转换法

声音是由物体的振动产生的，有些声源的振动效果显著，可以直接观察，而有些声源的振动效果较弱，不易直接观察。在实验中可以通过一些转换，对声源的微弱振动进行放大，进而探究声音产生的原因。比如：在发声的纸盆上放小纸屑，纸屑跳动；将敲击后的音叉放入水中,水花四溅；在桌面上放小豆粒(小玻璃球、小纸屑、一杯水)，敲击桌面，观察其跳动等。

例1 为了探究声音的响度与振幅的关系,小明设计了如图所示的几个实验.你认为能够完成这个探究目的的是( )

解析 A是探究真空能不能传声；选项B探究音调与频率的关系；选项C探究发声体是否在振动；选项D探究响度和振幅的关系,故选D

2.控制变量法

控制变量法要注意以下几点:

①猜想与所研究量有关的因素有几个,就要设计几个实验；

②研究什么因素对实验的影响,什么因素就是变量,而其他量一律控制不变； ③控制方法一般是用相同的器材和相同的实验方案,改变所要研究的量。

例2 在学习二胡演奏过程中,小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响,他决定对此进行研究,经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关 猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关 猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关

为了验证上述猜想是否正确，他和同学们找到了表所列4种规格的琴弦，进行实验。

(1)为了验证猜想一,应选编号____、____的两种规格的琴弦进行实验.

(2)在验证猜想三时,小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全,表中①的位置所缺数据是_____

(3)小明在这个探究实验中,采用的研究方法是_____

解析 因琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积、长短和材料等多个因素有关,所以应该采用控制变量法进行分析。

即:(1)为了验证琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关,应该控制材料和横截面积相同,即应选编号A、C的两种规格的琴弦进行实验.

(2)在验证琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关时,应该让琴弦的长度和横截面积相同,所以表格中长度和横截面积数据应该与B组相同,即应该是55.

(3)在这个探究实验中,采用的研究方法是控制变量法. 答案 (1)A C (2)55 (3)控制变量法

3.类比法

声波比较抽象,借助水波进行类比,从而认识声波.利用“波形”判断乐音和噪声、比较振幅对响度的影响.如图所示,通过波形理解乐音和噪声的根本区别:“乐音的振动是有规律的,而噪声的振动是杂乱的、无规律的”。

例3 将话筒按在示波器的输入端,将三种声音输入,且发出声音的时间相同,示波器的屏幕上分别出现如图所示的三种波形,根据波形分析:

(1)B和A相比,B振动的）____高,所以____高.

(2)C和A相比,C振动的____大,所以____大.(填“频率”“振幅”“音调”“响度”或“音色”)

解析 (1)通过对比图A和B,可以发现在相同时间内,B振动的次数多,说明B振动的频率高,所以音调高.

(2)通过对比A和C,C波形图中波峰离开平衡位置的距离远大于A图,说明C振动的幅度大,即C的振幅大,所以响度大.

答案 (1)频率 音调 (2)振幅 响度

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