國中物理聲學的研究方法拓展

一、轉化法顯示物體的振動

有的物理現象不便於直接觀察，通過轉換爲容易測量到與之相等或與之關聯的物理現象，從而獲得結論。

例1 如圖1所示，蘭蘭做有關聲現象的實驗時，將一個正在發聲的音叉貼近面頰，目的是爲了（ ）

A．感受發聲音叉的振動

B．體驗發聲音叉的溫度

C．估算髮聲音叉的質量

D．判斷聲音的傳播速度

分析：本題是轉化思想的極好體現，由於人眼不容易直接觀察到聲源的振動，探究時藉助音叉觸及面頰時的感覺顯示音叉發聲時在振動。

答案：A。

二、比較法

比較物體發聲時與未發聲時的區別，用手按住正在發聲的鑼面，它立即不發出聲音。先後對一鼓面輕敲和重擊各一下，比較兩次發出聲音的響度不同。用硬塑料片在梳子齒上快劃和慢劃，比較音調的高低。

三、歸納法

例2 如圖2所示的這些現象說明：正在發聲的物體都在________。

分析：本題重在歸納，“紙屑的跳動”“紙片的跳動”“激起水花”都說明發聲體在振動，同時也從近幾年閱卷情況來看，此處失分頗爲嚴重，原因就在對關鍵詞的處理上，此處“振動”非“震動”，諸如“摩擦”非“磨擦”“豎直向下”非“堅直向下”等都是同學們易出錯的關鍵字詞，考後不少同學感覺良好，實際與估計的'考分有一定的相差，這裏也算得上要考慮的一處。

四、用“實驗+推理”的方法推導

實驗推理法是指在人類現有認識水平、實驗儀器等條件的限制下無法直接去認知、驗證某些物理特性或物理規律時，就在已有的相關的實驗事實的基礎上，進行邏輯推理和猜測，從而得出結論的方法。

例3 請你對下面物理實驗情景進行分析並得出結論。把處於發聲狀態的響鈴放在密閉的容器內（如圖3所示），逐漸抽出其中的空氣聽到的聲音越來越小，最後幾乎聽不到聲音，這說明_____________。

分析：本實驗如果要放在真空環境中做實驗是不可能的，隨着容器內空氣的不斷抽出，空氣越來越稀薄，聽到聲音越來越弱，可以推理：如果被抽成真空，將聽不到聲音，由此可以推出“真空不能傳聲”或“聲音必須通過介質才能傳出去”。

例4 聲音傳播的速度和溫度有關，下表是空氣中聲速隨溫度變化的數據。

當飛機的飛行速度接近周圍的聲速時會受到相當大的阻力。上世紀中期，人們就嘗試進行超音速飛行。在飛機速度有限的情況下，你能指出在什麼情況下試驗更容易成功嗎？

分析：從“當飛機的飛行速度接近周圍的聲速時會受到相當大的阻力”這樣一個結論出發，我們可以分析到：只有飛機的飛行速度與周圍的聲速相差很大時，它受到的阻力才能減小。分析數據可知當溫度升高時，聲速增大；溫度降低時，聲速減小，都可符合要求。而當時嘗試進行的是超音速飛行，所以應在溫度較低的地方試驗容易成功，比如兩極、冬天、高空等等。

五、水波類比聲波──類比法

音叉振動時，附近空氣粒子隨音叉振動，形成一系列疏密相間的形狀向四周傳播，這就是聲波，這就像石塊落入水中激起水波一樣。

六、研究隔音材料用控制變量法

噪聲污染與水、空氣、垃圾污染一樣，也是環境污染的一部分。在1979年聯合國召開的世界環境保護大會上，將噪聲列爲當代人類最不可容忍的災難之一。防止噪聲有各種方法，其中“隔聲”是控制噪聲污染的重要方法之一。

例5 小明想比較幾種材料（衣服、錫箔紙、泡沫塑料）的隔音性能，現有器材：音叉、機械鬧鐘、鞋盒，則在本實驗中適合作聲源的是_______；小明設計了一種實驗方案：讓人站在距鞋盒一定距離處，比較所聽見聲音的響度．實驗中小明記錄實驗數據及現象如下表，則待測材料隔聲性能最好的是 。

分析：適合做聲源的是機械鬧鐘，因爲它與音叉相比一直在發聲。此方案採用了控制變量法，因爲聲音的響度與物體離聲源的遠近有關，離聲源越遠，響度越小。在控制了聽者與聲源距離相同的情況下，研究材料的隔音性能與材料的關係，可以看到隔音性能最好的是泡沫塑料。