八年級(jí)物理上冊(cè) 超聲波教案 北師大版

1、第四節(jié) 超聲波教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：超聲波的應(yīng)用學(xué)生查找、交流信息、應(yīng)用知識(shí)的能力課前準(zhǔn)備：收集信息處理信息（在醫(yī)學(xué)上、在軍事上、在生活中、近代科學(xué)技術(shù)）制成Powerpoint教學(xué)設(shè)計(jì)圖示：學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)與意圖什么是超聲波超聲波有哪些主要特征超聲波有哪些應(yīng)用收集信息處理信息（在醫(yī)學(xué)上、在軍事上、在生活中、近代科學(xué)技術(shù)）充分培養(yǎng)學(xué)生自主探索的能力，把學(xué)校的課堂與社會(huì)實(shí)踐和科學(xué)技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起教學(xué)過程設(shè)計(jì)：新課的引入：播放海豚表演的視頻，提出問題：你知道海豚是如何捕食嗎？新課的教學(xué)：學(xué)生主持：今天我們就學(xué)習(xí)超聲波，我們?nèi)硕芨杏X到聲音的頻率在20 Hz 至20000Hz之間頻率低于20H

2、z和高于20000Hz的聲波，都不能引起人的聽覺，低于20Hz的聲波叫次聲波，高于20000Hz的聲波叫超聲波超聲波的特點(diǎn)：束射特性、吸收特性、超聲波的能量傳遞特性、超聲波的聲壓特性現(xiàn)在我分別介紹它們一束射特性由于超聲波的波長(zhǎng)短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且遵守幾何光學(xué)的定律即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時(shí)，入射角等于反射角，當(dāng)射線透過一種物質(zhì)進(jìn)入另一種密度不同的物質(zhì)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生折射，也就是要改變它的傳插方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則折射也愈大二吸收特性聲波在各種物質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，強(qiáng)度會(huì)漸進(jìn)減弱，這是因?yàn)槲镔|(zhì)要吸收掉它的能量對(duì)于同一物質(zhì)，聲波的頻率越

3、高，吸收越強(qiáng)對(duì)于一個(gè)頻率一定的聲波，在氣體中傳播時(shí)吸收最歷害，在液體中傳播時(shí)吸收比較弱，在固體中傳播時(shí)吸收最小三超聲波的能量傳遞特性超聲波所以在各個(gè)工業(yè)部門中有廣泛的應(yīng)用，主要之點(diǎn) 還在于它比可聽聲波具有強(qiáng)大得多的功率為什么有強(qiáng)大的功率呢?因?yàn)楫?dāng)聲波到達(dá)某一物資中時(shí)，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也跟著振動(dòng)，振動(dòng)的頻率和聲波頻率樣，分子振動(dòng)的頻率決定了分子振動(dòng)的速度頻率愈高速度愈大物資分子由于振動(dòng)所獲得的能量除了與分子的質(zhì)量有關(guān)外，是由分子的振動(dòng)速度的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質(zhì)分子愈能得到更高的能量、超聲波的頻率比可聽聲波可以高很多，所以它可以使物資分子獲得很大的能量；換句話

4、說，超聲波本身可以供給物質(zhì)足夠大的功率 四超聲波的聲壓特性當(dāng)聲波通入某物體時(shí),由于聲波振動(dòng)使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化由于聲波振動(dòng)引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質(zhì)分子產(chǎn)生顯著的聲壓作用、例如當(dāng)水中通過一般強(qiáng)度的超聲波時(shí)，產(chǎn)生的附加壓力可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓力液體中存起著如此巨大的聲壓作用，就會(huì)引起值得注意的現(xiàn)象當(dāng)超聲波振動(dòng)使液體分子壓縮時(shí)，好像分子受到來直四面八方的壓力；當(dāng)超聲波振動(dòng)使液體分子稀疏時(shí)，好像受到向外散開的拉力，對(duì)于液體，它們比較受得住附加壓力的作用，所以在受到壓縮力的時(shí)候；不大會(huì)產(chǎn)生反常情形但是在拉力的作用下，液體就

5、會(huì)支持不了,在拉力集中的 地方，液體就會(huì)斷裂開來，這種斷裂作用特別容易發(fā)生在液體中存在雜質(zhì)或氣泡的地方，因?yàn)檫@些地方液體的強(qiáng)度特別 低，也就特別經(jīng)受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用由于發(fā)生斷裂的結(jié)果，液體中會(huì)產(chǎn)生許多氣泡狀的小空腔，這種空泡存在的時(shí)間很短，一瞬時(shí)就會(huì)閉合起來空腔閉合的時(shí)候會(huì) 產(chǎn)生很大的瞬時(shí)壓力，一般可以達(dá)到幾千甚至幾萬個(gè)大氣壓力液體在這種強(qiáng)大的瞬時(shí)壓力作用下，溫度會(huì)驟然增高 斷裂作用所引起的互大瞬時(shí)壓力，可以使浮懸在液體中 的固體表面受到急劇破壞我們常稱之為空化現(xiàn)象現(xiàn)在由每組推薦的同學(xué)給大家介紹超聲波的應(yīng)用第一組：超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)超聲波的反射能力是不同的，健

6、康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣平常說的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變美國(guó)科學(xué)家正在研究用超聲波止住病人體內(nèi)出血的新技術(shù)，可免除手術(shù)止血的痛苦與危險(xiǎn) 據(jù)新一期英國(guó)新科學(xué)家雜志報(bào)道，醫(yī)生通常用動(dòng)手術(shù)的方式來為病人止血，這一方法風(fēng)險(xiǎn)較大有研究者設(shè)想用超聲波對(duì)體內(nèi)傷口進(jìn)行加熱燒灼，借以止血但如果出血位置在腦部，或出血面積較大，這種方法就很不可取美國(guó)華盛頓大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，高密度聚焦超聲波能加快自然凝血過程，無須加熱燒灼傷口就能止血實(shí)驗(yàn)表明，超聲波會(huì)加快血液運(yùn)動(dòng)，激活血小板，使它們錯(cuò)認(rèn)為自己是在流經(jīng)一個(gè)破裂的傷口，從而加強(qiáng)粘著性，與細(xì)胞膜及其它血小板粘附，促進(jìn)凝血

7、這一方法比手術(shù)止血和超聲波加熱止血更安全研究人員將進(jìn)一步完善這項(xiàng)技術(shù)，先在動(dòng)物身上試驗(yàn)，然后用于人體第二組：超聲波在軍事上的應(yīng)用為什么在水中不采用雷達(dá)、衛(wèi)星遙感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)而仍用落后的聲納呢？海水能吸引電磁波，雷達(dá)用不上了海水吸熱能力太強(qiáng)，紅外線技術(shù)無用武之地；水的透光能力差，而吸收光的能力卻很強(qiáng)，光學(xué)觀察設(shè)備如望遠(yuǎn)鏡也使不上了特別是深海中一片漆黑，什么也看不見探照燈又會(huì)暴露自己   而海水的傳聲能力卻比在空氣中強(qiáng)得多聲納技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了聲納機(jī)發(fā)出一束不同頻率的聲音信號(hào)，再用特殊設(shè)備接受反射信號(hào)加以分析，這樣就如同安上了蝙蝠的耳朵，周圍的情況也就知道了第三組：超聲波在生活

8、中的應(yīng)用超聲波鼠蟲驅(qū)除器：超聲波沒有穿透力，故遇到障礙物不能穿透，但是能反射回來，但是必須是硬物體才能反射，但損耗很大超聲波遇軟物體能被吸收，如窗簾、沙發(fā)、衣、被等物，所以也影響它的使用面積該儀器壽命3年以上耗電極微，每月13度電，輸出為1W電壓為11伏對(duì)人無危險(xiǎn)傷害，安全可靠超聲波洗衣機(jī)：徹底“拋棄”洗衣粉，與傳統(tǒng)洗滌方式不同，超聲波洗衣機(jī)主要利用超聲波的“空化”作用（超聲波作用于液體時(shí)可產(chǎn)生大量小氣泡 一個(gè)原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開”成一空洞，稱為空化空洞內(nèi)成為液體蒸氣或溶于液體的另

9、一種氣體，甚至可能是真空因?yàn)榭栈饔眯纬傻男馀輹?huì)隨周圍介質(zhì)的振動(dòng)而不斷運(yùn)動(dòng)、長(zhǎng)大或突然破滅破滅時(shí)周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)生激波和空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象在液體中進(jìn)行超聲處理的技術(shù)多數(shù)與空化作用有關(guān)），產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上“震”下來溶解到水中，然后再通過內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)衣物進(jìn)行摔打和水流穿透，洗凈衣物超聲波洗衣機(jī)不僅無污染，而且比普通洗衣機(jī)節(jié)水三分之一BJ49-密度計(jì)超聲波清洗器，本系列儀器的超聲波發(fā)生源和震板為獨(dú)立組件,主要適用于油田、煉油廠密度計(jì)圓管內(nèi)壁清洗，同時(shí)也適于各種相同密度計(jì)尺寸規(guī)格的管道、圓管、方管內(nèi)壁的清洗超聲波加

10、濕器第四組：超聲波在近代科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用很多動(dòng)物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官以昆蟲為食的蝙蝠，視覺很差，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚的位置 現(xiàn)代的無線電定位器雷達(dá)，質(zhì)量有幾十、幾百、幾千千克，蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克，而在一些重要性能上，如確定目標(biāo)方位的精確度、抗干擾的能力等都遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位器深入研究動(dòng)物身上各種器官的功能和構(gòu)造，將獲得的知識(shí)用來改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備和創(chuàng)制新的設(shè)備，這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科，叫做仿生學(xué)教學(xué)反思：教學(xué)點(diǎn)評(píng)：通過本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對(duì)超聲波有了更深刻的認(rèn)識(shí)，首先