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初中物理教材知识资料包(1)

1、振动

振动是自然界最常见的一种运动形式,物体在某一位置附近来回往复地运动,称为“机械运动”。波动是振动的传播过程,是由机械振动产生的,是一种机械波,声音就是由于物体的振动产生的;例如,当我们用筷子敲击脸盆,脸盆会产生振动,从而发出声音;波动吉他琴弦使之振动,也可以发出声音,吹口琴时,表面上看不出什么东西在振动,但其实从口里吹出来的气流引起了口琴内部的簧片振动,从而发出声音。

2、介质

声音能靠任何气体、液体、固体物质作为媒介传播出去,这些作为传播媒介的物质称为介质。

3、声源

一个向周围介质辐射声波的振动系统叫“声源”。例如:二胡、小提琴等弦乐器是靠弦的振动发声;笛子等管乐器是靠空气柱的振动发声;锣、鼓等膜乐器是靠板或膜的振动发声;唱歌或说话是靠咽喉声带的振动发声。固体、液体、气体都能振动发声,都可视为声源。

4、声音

声音是一种波,是由于物体的振动产生的。固体、液体和气体都能发声。声音可以在固体、液体和气体中传播,但真空不能传声。

5、声速

又称音速,是指声波在介质中的传播速度。它与介质的密度、弹性系数以及介质所处的状态(如温度)有关。在0℃时,空气中的声速为331.36m/s, 每升高1°C声速约增加0.6m/s。15°C时,空气中的声速为340m/s。在常温下水中声速约为1440m/s,钢铁中声速约为5000m/s。

6、听觉的形成

在声音从自然环境中传至人类大脑的过程中、要经过外耳、中耳和内耳三个部分,外耳包括耳郭和外耳道,声音以声波方式经过外耳道振动鼓膜,鼓膜再将振动传至内耳,内耳将中耳传来的机械能转换成神经信号传送至大脑,人就产生了听觉。在整个过程中,任何部分发生障碍,人都会失去听觉。如果仅仅是传导障碍,但能通过其他途径传给听觉神经,人仍能听到声音。

7、骨传声

声音通过头骨、额骨也能传到听觉神经,引起听觉。科学中把声音的这种传导方式叫做骨传导。自己能听到自己说话的声音主要是通过这种方式。如果耳膜损伤(耳蜗管基本良好)可以设法通过“骨传声”来改善一听力。当年音乐家贝多芬在耳聋之后还继续进行音乐创作,

就是用牙咬住一根棒,把棒的另一端顶在钢琴上,通过“骨传声”的途径听到钢琴声的。

8、双耳效应

人有两只耳朵。声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其 他特征也不同,这差异就是判断声源方向的重要基础,这就是双耳效应。正是由于双耳效应,人们可以准确的判断声音传来的方位。

9、声波

声波是由声源的振动引起的周围介质的振动,它是一种机械波(见词条19)。

声源的振动频率在20~20000HZ之间的声波能引起人的听觉,骨又称可听声波。频率在1×10-4~20HZ的声波称为次声波,频率高于2×104HZ的声波称为超声波。次声波和超声波一

般不能引起人的听觉。从物理学的观点来看,频率在20~20000HZ的声振动与这个频率外的声振动没有本质上的不同。因此,广义的声波包含次声波与超声波,是否能引起人的听觉,不完全由声波的频率决定,还与声强有关。声波在固体中以纵波(见词条21)和横波(见词条22)两种形式传播,但在液体和气体中,则只能以纵波的形式传播。

10、周期

对于任何往复循环的物理过程,都用周期表示振动的快慢。物体做往复运动时完成一次全振动所需要的时间称为物体振动的“周期”,简称周,用T表示周期的单位是秒(s)。

11、频率

在1s内物体完成全振动的次数叫“频率”。通常用符号?表示频率。在国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hz),简称赫。

像周期一样,频率既可以表示振动的或者其他周期性运动的物体每秒钟完成周期性运动的次数,又可以表示某些物理每秒钟完成周期性变化的次数。频率等于周期T的倒数,即?=1/T.

12、振幅

振幅是用来表示振动强弱的物理量,振动物体离开平衡位置的最大距离,叫做振动的“振幅”,通常用符号A表示。振动的幅度大表示振动强烈,由于物体在振动过程中会受到阻力的作用,造成能量损失。如果能量得不到补充,会使振幅逐渐减小。

13、超声波

超声波频率高于20 000 Hz,超过正常人听觉所能接收到的频率上限,不能引起听觉的

声波,它具有与声波一样的传播速度。

因为超声波的频率高,波长短,所以它具有很多特性,由于它在液体和固体中的衰减比在空气中衰减小,因而穿透力大。超声波的定向性强,一般声波的波长长,在其传播过程中,

极易发生衍射现象,而超声波的波长很短,就不易发生衍射现象,会像光波一样沿直线传播

。当超声波遇到杂质会产生反射,若遇到界面时则将产折射现象。超声波的功率很大,能量容易集中,对物质能产生强大作用,可用来焊接、切削、钻孔、清洗机件等;在工业上被用来做探伤、测厚、测定弹性膜量等无损检测;以及研究物质的微观结构等;在医学上可用作

临床探测,如“B超”测肝、胆、脾、肾等的病灶,或用来杀菌、治疗、诊断等;在航海,渔业方面,可导航、探测鱼群、测量海深等;超声波在各个领域都有广泛的应用。

14、次声波

又称亚声波。是频率低于20Hz,不能引起人的听觉的声波,它传播的速度和声波相同,在很多大自然的变化中,如地震、台风、海啸、火山爆发等过程都会有次声波发生。人为的次声波如在核爆炸,喷气式飞机飞行时,以及行驶的车船,压缩机运转时发生。凡晕车、晕船,也都含有受车、船运行时次声波的影响因素,利用次声波亦可监视和检测大气变化。

15、回声

声波在遇到障碍物时要发生反射,反射回来传入人耳朵的声波称为“回声”,如果回声到达人耳比原声晚0.1s,那么人耳就能把回声跟原来的声音区分开来。空气中的声速约为

340 m/s.观察者要想把原声和回声区别开来,就至少成离开障碍物17 m远.如果观察

者离开障碍物很近(l7 m以内)。回声就跟原卢混在一起,使原声响度增大。在屋子里谈话比在

旷野里听起来响亮,就是这个缘故。

声速已知,若测得声音从发出到反射回来的时间间隔,就能计算出反射面到声源之间的

距离,利用这个道理,已设计成水声测位仪,用以测量海水的深度。回声是山谷中或大厅中常有的现象,夏天响雷轰轰不绝,也是雷声经天空密云层多次反射的回声。

广义讲,凡有上述性质的其他信号,都属回声,例如,反射回来的超声波信号,利用回声制造的回声探测仪、水声定向器、超声波探伤仪等,用声波探测鱼群,或用地面上爆炸声波的反射探测地卜的油矿等。

16、交混回响

声源停止作用后,声音延续的现象称为“交混回响”在各种建筑物中,声波要经过墙壁、天花板等多次反射和吸收,混响持续时间的长短跟反射声波的材料对声波的吸收有关,如果混响时间延长,则声音前后重叠,而使人辨别不清,感到声音模糊,如果混响时间过短,虽然对声音分辨很清楚,但声音听起来枯涩、单调,有沉寂枯燥的感觉,对音乐演奏的效果很不适宜,影响对演奏的欣赏。一般适当的时间在1~2 s之间。各种物质的吸声性质用吸声系数来表示,吸声系数即吸收的声能在入射波能量中所占的百分比。软而多孔的物质吸声系数大,而坚硬平滑的物质吸声的系数就小。所以,交混回响时间的长短,是建筑物重要的声学性质。例如,北首都剧场的交混回响时间,满座时是1.36s,空座时是3.3s。北京人民大会堂的交混回响时间,满座时是1. 6 s,空座时是3 s。

17、声呐

声呐(sonar),原意为“声音导航和测距”声呐装置的基本原理是定向发出超声波,超声波

碰到水下物体法神形成回声,根据回声声波

的时间可以测算出物体所处的位置。

18、共鸣

将两频率相同的音叉靠近放在桌上,用橡皮锤敲击其中一个,使其发声,然后再把橡皮锤压在此音叉上,使它停止振动,我们会听到未被敲击的音叉却在发声,这类现象称为共鸣。

19、波

当弹性介质中的一部分发生振动时,由于各部分间的相互作用,带动了周围各部分也随之振动起来。机械振动在介质中的传播,就形成了机械波,简称波。波有多种形式,最常见的是机械波(如水波、声波等)和电磁波(如光波)机械波以实物(固体、液体或气体等)为传播介质,电磁波是场(如电场、磁场)传播的一种形式。在力学中所提到的波都是机械波。因此波是一种机械运动的形式。机械波是机械振动在介质中传播的过程,例如石块投入水中,激起水的振动,逐渐向四周传播开去而形成水波,波按其传播方向与振动方向之间的关系,又可以分为纵波和横波两种。机械波向外传播的是振动这种运动形式和振动的能量波

的传播过程中,介质本身各个质点并不随波迁移,只在自己的平衡位置附近振动。

20、波源

即振源,凡能引起波动的机械振动的物体称“波源”。

21、纵波

亦称“疏密波”。振动方向与波的传播方向一致的波称为“纵波”。纵波的传播过程是沿着波前进的方向出现疏、密不同的部分。实质上,纵波的传播是由于介质中各体元发生压缩和拉伸的变形,并产生使体元恢复原状的纵向弹性力而实现的。因此纵波只能在拉伸

压缩的弹性介质中传播,一般的固体、液体、气体都具有拉伸和压缩弹性。所以它们都能传递纵波,声波在空气中传播时,由于空气微粒的振动方向与波的传播方向一致,所以是纵波。

22、横波

振动方向与波的传播方向垂直的波称为“横波”。横波在传播时,介质相继出现波谷和波峰,在外表上形成一种“波浪起伏”的现象。传播的只是振动状态,介质的各个体元并不随波前进。实质上,横波的传播是由于介质 实质上,横波的传播是由于介质内部发生剪切变形(即是介质各层之间发生平行于这些层的相对移动)并产生使体元恢复原状的剪切弹性力而实现的。固体有切变弹性,所以在固体中能传播横波,液体和气体没有切变弹性,因此只能传播纵波,而不能传播横波,液体表面形成的水波是由于重力和表面张力作用而形成的,表面每个质点振动的方向又不和波的传播方向保持垂直,严格说,在水表面的水波并不属于横波的范畴,因为水波与地震波都是既有横波又有纵波的复杂类型的机械波。

23、声学

物理学的一个分支,是研究声波的产生、传播、接收和作用等问题的学科。根据研究的方法、对象和频率范围的不同,它与许多其他学科交叉在一起,形成了很多独特的边缘学科,例如大气声学、水声学、电声学、生物声学、心理声学、语言声学、建筑声学、环境声学、几何声学、物理声学、生理声学、分子声学、声能学、超声学、次声学、微观声学、音乐声学、振动与波动声学、噪声控制学等随着近代工业发展起来的声学,是古典声学、电子技术和各种工业应用相结合的产物,它还在随着工业的发展而继续发展。

经典题库

题型一 声音的产生与传播

例1 “风在吼,马在叫,黄河在咆哮”这些声音都是由于物体的 产生的。

解析:振动在介质中传描才能形成声音、有声音就必须有振动,一切固体、液体、气体都可以振动发声。

答案:振动

例2 下列关于声音的说法中,正确的是( )

A 、有声音,必有发声(声源)的振动

B 、有回声现象必有声源的振动

C 、有物体的振动,必有声音

D 、有声源的振动,可能有声音,也可能没有声音

解析:振动在介质中传播才能形成声音。有声音就必须有振动,故A、B选项正确;有振动而无传声介质时,人就昕不见声音,所以C选项错误:而D选项综合了三个选项的内容,给出一个两全其美的结论。

答案:A、B、D

例3 在抗日战争中,八路军为了伏击日军,侦察员常用耳朵贴着铁轨来提前判断是否来了火车,这是利用声音在铁轨中的传播速度 声音在空气中的传播速度。(填“大于”、“小于”、或“等于”)

解析:声音在固体中的传播的速度最快,在气体中传播的速度最慢,即声音在铁轨中的传播速度大于声音在空气中的传播速度,所以用耳朵贴着铁轨能提前听到火车到来的声音。

答案:大于

例4 如图ZI-1-1所以,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,

闹钟的声音逐渐变小,知道听不到声音,这个实验说明了( )

A、声音是由物体振动产生的

B、声音必须通过介质传播

C、声波在玻璃罩内发生了反射

D、声波在传播过程中能量减少

解析:抽出空气,声音减小,按照推理法,当抽成真空时,

便听不到声音。故选B。

答案:B

例5 下列实验和实例中能说明声音的产生或传播最需要

条件的一组是( )

① 在鼓面上放一些碎纸屑,敲鼓时观察到纸屑在不停的振动

② 放在真空罩中的手机,当有来电时,只见指示灯闪烁,却听不见铃声

③ 拿一张硬纸片,让它在木梳上划过,一次快些,一次慢些,比较两次不同

④ 锣发声时用手按住锣面,锣声就消失了

A、①②③ B、②③④

C、①③④ D、①②④

解析:让硬纸片从木梳上划过时快时慢不同,是两次声音的音调不同。所以③答案是错误的。

答案:D
注:原文章转载于 ,如有问题请联系我们,邮箱zixun@changingedu.com

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