装水啤酒瓶发声振动体的探究
翻新时间:2023-02-04
装水啤酒瓶发声振动体的探究
装水啤酒瓶发声振动体的探究
初二物理实验(苏科版)中有一个小实验自制水瓶琴:用八只相同啤酒瓶,分别装入不同量的水,用筷子敲击,会听到不http://wWW.LWlm.CoM同的声音,并能演奏一曲美妙的乐曲。有经验的人冲开水时听声音就知道水瓶中的水是否满了。那麼,这两种声音是靠什麼振动发出来了?是空气柱的振动还是水的振动?学生感到疑惑。下面让学生设计一组实验来探究振动体究竟是什麼。
探究一 声音产生的原因是不是瓶内空气振动? 设计与实验 (1)在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验结果是:两个瓶子发出声音的音调明显不同,灌装入水的瓶发出的声音音调较高,灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。 (2)当改变实验做法,不使用筷子敲击啤酒瓶发声,改用嘴分别对着两个瓶口吹气发声。实验结果:两个瓶子发出声音的音调大致相同。 分析与论证 两个瓶中空气柱的长度是一样的,如果声音产生的原因是空气柱的振动,那麼,用筷子分别敲击两个啤酒瓶时,它们发出声音的音调应该大致相同,现在它们发出声音的音调明显不同,说明刚才实验中听到的声音不是瓶中空气柱发出的,而是另有发声物体,是别的发声体在发出的不同音调的声音。 用嘴分别对着瓶口吹气,这种情况下的发声体应该是瓶中空气柱,两个瓶中空气柱的长度一样,两个瓶子发出声音的音调大致相同。 分析上述探究实验的结果,可以得出结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产生的原因不是瓶内空气的振动。 探究二 探究声音产生的原因是不是瓶内水振动。 设计与实验 (1)在啤酒瓶中灌装入水,比较用筷子敲击啤酒瓶发出的声音和用手摇晃酒瓶发出的声音,实验结果是:用手摇晃酒瓶时瓶中水振动厉害,但发出的声音一点不象用筷子敲击啤酒瓶发出一的声音,很明显两次发声来源于不同发声体。 (2)另一方面,进行如下比较实验。用筷子敲击空啤酒瓶和用筷子敲击装有水的啤酒瓶,发出的声音 的音色大体相同,只是音调明显不同,具体情况是空啤酒瓶发出的声音音调较高,装入水的啤酒瓶发出的声音音调较低。 分析上述探究实验得出结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产生的原因不是瓶内水振动,应是瓶子的振动。 综合上述探究实验的结果得出的总结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产生的原因不是瓶内空气振动,也不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。 探究三 探究用筷子敲击瓶子时,决定产生声音音调的因素。 设计与实验 (1)在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验现象:灌装入水的瓶发出的声音音调较高,灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。 (2)在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验现象:装水较少的瓶发出的声音音调较高,灌装水较多的瓶发出的声音音调较低。 分析与论证 根据前面探究实验的结论,当用筷子敲击瓶子时,声音产生的原因是瓶子的振动,在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,水的质量小于泥沙的质量,用筷子敲击瓶子时,水与瓶子的挤压作用相对泥沙与瓶子的挤压作用而言,水与瓶子的挤压作用较小,因而装水的瓶子较易振动,振动较快,振动频率高,瓶子的振动发出声音的音调较高;反之,泥沙对瓶子的挤压作用较大,瓶子较难振动,振动较慢,振动频率低,瓶子的振动发出声音的音调较低。同理,在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水,用筷子敲击瓶子时,装水少瓶子中水的质量小,瓶子水对瓶http://wWW.LWlm.CoM子的挤压作用较小,瓶子较易振动,振动较快,振动频率高,瓶子的振动发出声音的音调较高;反之,装水多的瓶子中水的质量大,水对瓶子的挤压作用较大,瓶子较难振动,振动较慢,振动频率低,瓶子的振动发出声音的音调较低。 冲开水时听声音就知道水瓶中的水是否满了,是水瓶中的水位上涨,使上方空气柱振动越来越快,音调变高。装入不同量水的啤酒瓶,用筷子敲击,是瓶子的振动,水质量大的振动慢,音调低。如改为用嘴吹啤酒瓶口,是空气柱的振动,空气柱越短振动越快,音调越高。 通过学生实验不仅仅培养了他们动手实验的能力,也让他们学会科学探究,遇到物理问题能自己通过实验解决,也可培养他们实事求是的科学精神。也可让学生们回家用玻璃茶杯进行探究,看结论是否相同。下载文档
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