專(zhuān)項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(一) 聲速的測(cè)量與應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)2024-2025學(xué)年蘇科版（2024）物理八年級(jí)上冊(cè)

專(zhuān)項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(一)聲速的測(cè)量與應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)2024-2025學(xué)年蘇科版（2024）物理八年級(jí)上冊(cè)主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于蘇科版（2024）物理八年級(jí)上冊(cè)的“專(zhuān)項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(一)聲速的測(cè)量與應(yīng)用”。課程主要圍繞以下幾個(gè)部分展開(kāi)：

1.聲速的概念：引導(dǎo)學(xué)生理解聲速的定義，掌握聲速是聲音在介質(zhì)中傳播的速度。

2.聲速的測(cè)量：教授學(xué)生使用不同的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量聲速，如通過(guò)測(cè)量聲音在空氣中傳播一定距離所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算聲速。

3.聲速的應(yīng)用：讓學(xué)生了解聲速在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，例如在醫(yī)學(xué)中的超聲波檢查、在通訊中的聲納技術(shù)等。

4.聲速與介質(zhì)的關(guān)系：探討聲速與介質(zhì)種類(lèi)、溫度等因素的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解在不同介質(zhì)中聲音傳播速度的差異。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法和邏輯思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使其能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，分析聲速與介質(zhì)、溫度等因素的關(guān)系。

2.實(shí)踐操作：培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作和實(shí)踐能力，使其能夠獨(dú)立完成聲速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧。

3.問(wèn)題解決：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使其能夠?qū)⒙曀僦R(shí)應(yīng)用于生活中，如理解超聲波在醫(yī)學(xué)檢查中的應(yīng)用等。

4.創(chuàng)新意識(shí)：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)其提出新的觀點(diǎn)和思考，如探討聲速測(cè)量方法的改進(jìn)、聲速在其他領(lǐng)域應(yīng)用的拓展等。學(xué)情分析本節(jié)課的授課對(duì)象為八年級(jí)的學(xué)生，他們已經(jīng)掌握了初步的物理知識(shí)，對(duì)聲音的基本概念有了一定的理解。在知識(shí)方面，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了速度、距離等概念，這為理解聲速的概念奠定了基礎(chǔ)。然而，學(xué)生對(duì)聲速的測(cè)量方法和應(yīng)用可能了解不多，需要通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)來(lái)拓展知識(shí)。

在能力方面，大部分學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力，能夠完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。但是，對(duì)于聲速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，可能需要進(jìn)一步的指導(dǎo)和訓(xùn)練。此外，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)往往依賴(lài)于直觀的圖像和實(shí)例，對(duì)于抽象的物理概念和原理，需要通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)和案例來(lái)加深理解。

在素質(zhì)方面，學(xué)生應(yīng)該具備一定的好奇心和探究精神，對(duì)于新知識(shí)和新現(xiàn)象有較強(qiáng)的求知欲。然而，部分學(xué)生可能對(duì)物理學(xué)習(xí)缺乏興趣，需要教師通過(guò)生動(dòng)的教學(xué)方式和實(shí)例來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在行為習(xí)慣方面，學(xué)生可能存在注意力不集中、課堂參與度不高的問(wèn)題。這對(duì)課程學(xué)習(xí)有一定的影響，需要教師通過(guò)互動(dòng)提問(wèn)、小組討論等方式，提高學(xué)生的課堂參與度，保證教學(xué)效果。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)室、音響設(shè)備、計(jì)時(shí)器、測(cè)量工具（尺子、米尺等）、實(shí)驗(yàn)材料（氣球、水槽等）。

2.課程平臺(tái)：教學(xué)PPT、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)視頻等。

3.信息化資源：互聯(lián)網(wǎng)資源（如科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育網(wǎng)站、聲速相關(guān)研究論文等）。

4.教學(xué)手段：講解法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、小組合作法、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法等。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

“同學(xué)們，大家好！今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)新的物理概念——聲速的測(cè)量與應(yīng)用。在日常生活中，我們經(jīng)常能聽(tīng)到聲音，但你們想過(guò)聲音是如何傳播的嗎？它傳播的速度又是多少呢？通過(guò)今天的課程，我們將一起探索聲速的奧秘?！保ń處熗ㄟ^(guò)提問(wèn)方式激發(fā)學(xué)生的興趣，為新課的展開(kāi)做好鋪墊。）

2.知識(shí)講解（15分鐘）

“首先，我們來(lái)了解一下聲速的概念。聲速是指聲音在介質(zhì)中傳播的速度。大家知道，聲音是通過(guò)介質(zhì)傳播的，不同的介質(zhì)，聲速是不同的。那么，聲速的測(cè)量方法有哪些呢？接下來(lái)，我將向大家介紹兩種常見(jiàn)的測(cè)量方法?！保ń處熞龑?dǎo)學(xué)生關(guān)注聲速的概念和測(cè)量方法。）

3.實(shí)驗(yàn)演示（20分鐘）

“現(xiàn)在，我們來(lái)進(jìn)行第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量空氣中聲音的傳播速度。請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！保ń處熯M(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。）

“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們得出了空氣中聲音的傳播速度約為340米/秒。那么，在其他介質(zhì)中，聲速會(huì)有什么不同呢？接下來(lái)，我們進(jìn)行第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究聲速與介質(zhì)的關(guān)系?！保ń處熞龑?dǎo)學(xué)生關(guān)注聲速與介質(zhì)的關(guān)系。）

4.學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作（15分鐘）

“請(qǐng)同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)要求，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要注意安全，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行?！保▽W(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師巡回指導(dǎo)。）

5.結(jié)果討論（10分鐘）

“實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，請(qǐng)各組同學(xué)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并和大家一起討論聲速與介質(zhì)的關(guān)系?！保▽W(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。）

6.聲速應(yīng)用探究（15分鐘）

“了解了聲速的測(cè)量方法和介質(zhì)關(guān)系后，我們來(lái)看一下聲速在實(shí)際生活中的應(yīng)用。請(qǐng)同學(xué)們舉例說(shuō)明聲速在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用?！保▽W(xué)生舉例說(shuō)明聲速在實(shí)際生活中的應(yīng)用。）

7.課堂小結(jié)（5分鐘）

“通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們掌握了聲速的概念、測(cè)量方法以及聲速與介質(zhì)的關(guān)系。同時(shí)，我們也了解到了聲速在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用。希望大家能夠?qū)⑦@些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，不斷提高自己的物理素養(yǎng)?！保ń處熯M(jìn)行課堂小結(jié)，學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。）

8.作業(yè)布置（5分鐘）

“請(qǐng)同學(xué)們課后完成練習(xí)冊(cè)上的相關(guān)題目，加深對(duì)聲速知識(shí)的理解。同時(shí)，大家可以結(jié)合生活實(shí)際，思考聲速在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，下節(jié)課和大家分享。”（教師布置作業(yè)，學(xué)生按要求完成。）知識(shí)點(diǎn)梳理1.聲速的概念

-聲速是指聲音在介質(zhì)中傳播的速度。

-單位：米/秒（m/s）

2.聲速的測(cè)量方法

-測(cè)量空氣中聲音的傳播速度：通過(guò)測(cè)量聲音在空氣中傳播一定距離所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算聲速。

-測(cè)量水中聲音的傳播速度：使用水槽實(shí)驗(yàn)，測(cè)量聲音在水中的傳播速度。

3.聲速與介質(zhì)的關(guān)系

-聲速與介質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)：聲音在氣體、液體、固體中的傳播速度不同。

-聲速與介質(zhì)的溫度有關(guān)：溫度越高，聲速越快。

4.聲速的應(yīng)用

-醫(yī)學(xué)：超聲波檢查，利用聲波在人體內(nèi)部的傳播和反射來(lái)獲取圖像信息。

-通訊：聲納技術(shù)，利用聲波在水下的傳播特性進(jìn)行水下目標(biāo)的探測(cè)和定位。

-工業(yè)：無(wú)損檢測(cè)，利用聲波探測(cè)材料內(nèi)部的缺陷和裂紋。

5.聲速的計(jì)算公式

-聲速=距離/時(shí)間

6.聲速的單位換算

-1米/秒（m/s）=3.6千米/小時(shí)（km/h）

7.聲波的特性

-波動(dòng)性：聲波是一種機(jī)械波，具有波動(dòng)特性。

-頻率和波長(zhǎng)：聲波的頻率和波長(zhǎng)與聲源和介質(zhì)有關(guān)。

8.聲波的傳播損失

-聲波在傳播過(guò)程中，隨著距離的增加，聲強(qiáng)會(huì)逐漸減小。

9.聲波的疊加原理

-兩個(gè)或多個(gè)聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，可以相互疊加，產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象。

10.聲波的反射和折射

-聲波在介質(zhì)界面遇到時(shí)，會(huì)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。

11.多普勒效應(yīng)

-當(dāng)聲源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的聲波頻率會(huì)發(fā)生變化。

12.聲波的數(shù)字化處理

-聲波信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和分析。典型例題講解1.例題一：某學(xué)校在操場(chǎng)上進(jìn)行聲速實(shí)驗(yàn)，將揚(yáng)聲器放在距操場(chǎng)邊界50米的位置，播放頻率為440Hz的音調(diào)。如果聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒，當(dāng)聲音到達(dá)邊界時(shí)，操場(chǎng)上的人能聽(tīng)到清晰的音符。求操場(chǎng)的長(zhǎng)度。

解：根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播的時(shí)間t=距離/聲速=50米/340米/秒≈0.147秒。因?yàn)槁曇艉凸獾膫鞑ニ俣炔煌?，我們可以忽略光的傳播時(shí)間。所以，操場(chǎng)的長(zhǎng)度大約是50米×2≈100米。

2.例題二：一艘船在平靜的湖面上以20千米/小時(shí)的速度向湖中駛?cè)?，同時(shí)以440Hz的頻率發(fā)出聲波。如果聲波在水中傳播速度為1500米/秒，當(dāng)聲波從船的方向傳到湖中某處時(shí)，水中生物能聽(tīng)到聲音。求船距離該生物的距離。

解：首先，將船的速度換算成米/秒，20千米/小時(shí)=20×1000米/3600秒≈5.56米/秒。然后，根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播到生物的時(shí)間t=距離/聲速。設(shè)船與生物的距離為x米，則有：

t=x/1500米/秒

由于船以5.56米/秒的速度向生物駛?cè)?，聲音傳播的時(shí)間與船行駛的時(shí)間相同，即：

t=距離/船的速度

將兩個(gè)方程聯(lián)立，得到：

x/1500=x/5.56

解得：x≈258米

3.例題三：超聲波在人體軟組織中的傳播速度約為1500米/秒。如果超聲波探頭向人體內(nèi)部發(fā)射頻率為500kHz的超聲波，求超聲波從探頭到人體內(nèi)部某點(diǎn)的時(shí)間。

解：首先，將頻率換算成赫茲，500kHz=500×1000赫茲=500000赫茲。然后，根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播的時(shí)間t=距離/聲速。設(shè)超聲波從探頭到人體內(nèi)部某點(diǎn)的距離為x米，則有：

t=x/1500米/秒

將頻率換算成赫茲，500kHz=500×1000赫茲=500000赫茲。然后，根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播的時(shí)間t=距離/聲速。設(shè)超聲波從探頭到人體內(nèi)部某點(diǎn)的距離為x米，則有：

t=x/1500米/秒

由于聲波在人體內(nèi)部傳播的速度與聲波在空氣中的傳播速度不同，我們可以忽略這個(gè)差異。所以，超聲波從探頭到人體內(nèi)部某點(diǎn)的時(shí)間為：

t=x/1500秒

4.例題四：一列火車(chē)以60千米/小時(shí)的速度行駛在鐵軌上，同時(shí)發(fā)出1000Hz的哨聲。如果聲波在空氣中的傳播速度為340米/秒，當(dāng)火車(chē)離某觀察者1000米時(shí)，觀察者能聽(tīng)到哨聲。求火車(chē)通過(guò)觀察者所需的時(shí)間。

解：首先，將火車(chē)的速度換算成米/秒，60千米/小時(shí)=60×1000米/3600秒≈16.67米/秒。然后，根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播的時(shí)間t=距離/聲速。設(shè)火車(chē)通過(guò)觀察者所需的時(shí)間為t秒，則有：

t=1000米/340米/秒≈2.94秒

由于火車(chē)以16.67米/秒的速度行駛，火車(chē)通過(guò)觀察者所需的時(shí)間與聲音傳播的時(shí)間相同，即：

t=距離/火車(chē)速度

將兩個(gè)方程聯(lián)立，得到：

2.94秒=1000米/16.67米/秒

解得：t≈60秒

5.例題五：聲波在海水中的傳播速度約為1500米/秒。如果一艘潛艇在海水下以10節(jié)的速度（1節(jié)=1.852千米/小時(shí)）行駛，同時(shí)以500Hz的頻率發(fā)出聲波。求潛艇在海水下行駛1000米時(shí)，聲波從潛艇到海面上的時(shí)間。

解：首先，將潛艇的速度換算成米/秒，10節(jié)=10×1.852千米/小時(shí)×1000米/千米/3600秒/小時(shí)≈5.56米/秒。然后，根據(jù)聲速的計(jì)算公式，聲音傳播的時(shí)間t=距離/聲速。設(shè)聲波從潛艇到海面上的時(shí)間為t秒，則有：

t=1000米/1500米/秒≈0.67秒

由于潛艇以5.56米/秒的速度行駛，聲波從潛艇到海面上的時(shí)間與潛艇行駛的時(shí)間相同，即：

t=距離/潛艇速度

將兩個(gè)方程聯(lián)立，得到：

0.67秒=1000米/5.56米/秒

解得：t≈120秒內(nèi)容邏輯關(guān)系-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：聲速的定義、聲速的測(cè)量方法（如通過(guò)測(cè)量聲音在空氣中傳播一定距離所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算聲速）。

-關(guān)鍵詞：聲速、傳播速度、測(cè)量方法、時(shí)間、距離。

-板書(shū)設(shè)計(jì)：

①聲速的定義

②聲速的測(cè)量方法

③傳播速度的計(jì)算公式

2.聲速與介質(zhì)的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：聲速與介質(zhì)的種類(lèi)和溫度有關(guān)。

-關(guān)鍵詞：聲速、介質(zhì)、種類(lèi)、溫度、關(guān)系。

-板書(shū)設(shè)計(jì)：

①聲速與介質(zhì)種類(lèi)的關(guān)系

②聲速與介質(zhì)溫度的關(guān)系

3.聲速的應(yīng)用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：聲速在醫(yī)學(xué)、通訊、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-關(guān)鍵詞：聲速、應(yīng)用、醫(yī)學(xué)、通訊、工業(yè)。

-板書(shū)設(shè)計(jì)：

①聲速在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

②聲速在通訊中的應(yīng)用

③聲速在工業(yè)中的應(yīng)用

4.聲速的計(jì)算公式和單位換算

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：聲速的計(jì)算公式、單位換算。

-關(guān)鍵詞：聲速、計(jì)算公式、單位換算、米/秒、千米/小時(shí)。

-板書(shū)設(shè)計(jì)：

①聲速的計(jì)算公式

②聲速的單位換算

5.聲波的特性

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：聲波的波動(dòng)性、頻率、波長(zhǎng)。

-關(guān)鍵詞：聲波、特性、波動(dòng)性、頻率、波長(zhǎng)。

-板書(shū)設(shè)計(jì)：

①聲波的波