劉愛成
★發(fā)現(xiàn)并提出問題★
聲音是由發(fā)聲體的振動產(chǎn)生的,振動的頻率越高,音調(diào)越高,振動的頻率越低,音調(diào)越低.那么對于右圖所示的八年級《物理》(人教版)上冊第24頁第4題講到的水瓶琴,當用筷子(或細金屬棒)敲擊時,發(fā)出的聲音是由什么振動引起的呢?它的音調(diào)的高低由什么決定呢?
★進行猜想(并說明理由)★
(1)由管樂器的發(fā)聲原理可知,用筷子敲瓶子時,由于水的上端有一段空氣柱,所以瓶子發(fā)出的響聲是由于瓶中空氣柱振動產(chǎn)生的,并且瓶子裝水越多,瓶中的空氣柱越短,音調(diào)越高.
(2)由打擊樂器的發(fā)聲原理可知,用筷子敲瓶子時,瓶子發(fā)出的響聲是由于瓶體和瓶內(nèi)的水共同振動產(chǎn)生的.裝水越少的瓶子振動越快,音調(diào)越高;裝水越多的瓶子振動越慢,音調(diào)越低.
★進行實驗★
(1)采用控制變量法.先用一個啤酒瓶,往瓶子里邊灌水,在灌水的同時,不斷敲擊啤酒瓶,發(fā)現(xiàn)隨著水面高度的增加,空氣柱越來越短,音調(diào)越來越低,說明瓶子發(fā)出的聲音不是空氣柱振動產(chǎn)生的,否則音調(diào)應(yīng)該越來越高.所以猜想(1)錯誤.
(2)用兩個瓶子,一個不灌水,一個灌入 高度的水.敲擊瓶子,比較音調(diào)的高低和音色的變化.發(fā)現(xiàn)用筷子分別敲這兩個瓶子時,它們發(fā)出聲音的音色相同,只是敲空瓶子時發(fā)出的聲音音調(diào)高,灌水后的瓶子發(fā)出的聲音音調(diào)低.所以敲水瓶時的響聲是瓶體和瓶內(nèi)的水共同振動產(chǎn)生的,裝水越多的瓶子,敲擊時振動的頻率越低,發(fā)出聲音的音調(diào)就越低.所以猜想(2)正確.
★實驗注意事項★
1. 在敲擊啤酒瓶時,要注意敲擊的部位和輕重,認真調(diào)節(jié)水面的高度,細心比對音調(diào)的高低.
2. 不要受題目中“8個相同的水瓶中灌入不同高度的水,敲擊它們,就可以發(fā)出‘1 2 3 4 5 6 7的聲音來”的影響.如果按照教材中瓶子的順序排列,敲擊時從左至右是按照7 6 5 4 3 2 1的音節(jié)順序排列的.
3. 如果用嘴貼著瓶子吹,也能夠比較出音調(diào)的高低,只是空氣柱越長,振動的頻率越低,音調(diào)會越低;空氣柱越短,振動的頻率越高,音調(diào)會越高.只要瓶子中的空氣柱的長度合適,同樣能夠發(fā)出 1 2 3 4 5 6 7的聲音來.
同學(xué)們回家要反復(fù)地實驗,認真地探索,不僅能掌握探究的方法,還能體驗到成功的樂趣.
責任編輯 程哲
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2008年7期