《声与振动基础A 》补考试卷标准答案和评分标准 （2009年春季） 一、 填空题（每空2分，共20分） 1、三个基本声学量为 （声压）、（质点振速）和密度逾量。 2、在流体介质中，小振幅波条件下，连续性方程为00=??+??u t l ρρ，运动方程为（p t u -?=?? 0ρ），状态方程为（l c p ρ20= ），波动方程为（0122202=-?dt p d c p ）。 3、声波的传播速度和介质的可压缩性有关，介质的可压缩性越大，声波传播的速度越（慢）； 4、反射系数和介质的特性阻抗有关，两介质的特性阻抗相差越小，反射系数幅值越（小），反射能量越（小）； 5、均匀细棒纵振动中自由边界条件的表达式为（0) ,=??=端点（z z t z ζ） ，其物理意义为（ 应力零 ）。 二、 选择题（每题2分，共20分） 1、均匀扩散驻面波在理想、均匀无限介质中传播，声波强度的减少是由于（D ） A 、粘滞性吸收； B 、驰豫声吸收； C 、热传导吸收； D 、波阵面的扩大。 2、球面波声场中，声压幅值（C ）。 A 、处处相等； B 、随距离的2次方衰减； C 、随距离的1次方衰减； D 、随距离的2/3次方衰减 。 3、下面哪个波声场中，声压相速度和质点振速相速度相等（B ）。 A 、柱面波场； B 、平面波场； C 、球面波场； D 、以上都不是 。 4、刚硬微小粒子的散射声强和频率的（A ）次方成正比。 A 、4； B 、3； C 、2； D 、1。 5、关于导纳型机电类比中，下列叙述正确的是（B ）： A 、力类比为电压，速度类比为电流。 B 、力类比为电流，速度类比为电压。 C 、质量类比成电感； D 、弹簧类比成电容。 6、下列哪种波场中，声能流总是向前的。（C ） A 、柱面波； B 、球面波； C 、平面波； D 、以上都不是。 7、偶极子声源的指向性函数()θf 为（D ） A 、()1=θf ； B 、()()θθcos =f ； C 、()()θθ2cos =f ； D 、()()θθcos =f 。 8、关于球形辐射器，论述正确的是（C ） A 、辐射器的半径越大，辐射的声波频率越低，辐射效率越高； B 、辐射器的半径越小，辐射的声波频率越低，辐射效率越高； C 、辐射器的半径越大，辐射的声波频率越高，辐射效率越高； D 、辐射器的半径越小，辐射的声波频率越低，辐射效率越高。
专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法 试验方法包括试验目的，一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。 正弦振动试验 正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。 定频试验主要用于： a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。 b）耐予定频率处理：在已知产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验，其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。 扫频试验主要用于： ●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。 ●耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点 有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。 随机振动试验 随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归入随机试验。 电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准 电工电子产品环境试验国家标准汇编（第二版）2001年4月 汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采用IEC标准，内容包括：总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。 其中常用的机械环境试验方法标准： （1）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击 （2）GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Eb和导则：碰撞 （3）GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型产品） （4）GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ed和导则：自由跌落 （5）GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Fc和导则：振动（正弦） （6）GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法
粤教版四年级科学上册教案第三单元-振动与 声音 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
粤教版四年级科学上册教案第三单元 振动与声音 第三单元振动与声音 第十一课声音的产生 一、教材内容： 义务教育课程标准实验教科书科学四年级上册68至72页《声音的产生》。 二、教材的编排地位和作用： 《声音的产生》一课是义务教育课程标准实验教科书第三单元《振动与声音》的第一课。本节课安排了五个活动：寻找乐器的发声部位、声音是怎样产生的、声音的大小、声音的高低、模仿声音。每个活动间环环相扣，每个实验间巧妙安排教学环节——“我的猜测”、“实验操作”、“我的发现”、“我的解释”，其目的是让学生在观察与实验的基础上，学习大胆假设和搜集证据来做足“”，从“有的放矢”地开发学生对探究科学的无穷兴趣，为以后学习“科学”的思考奠下坚实的基础。 三、教学目标： 新的课程标准明确指出：知识与技能、科学思考、解决问题、情感与态度是小学义务教学阶段科学的总体目标。本节课的教学目标列围绕这四个方面来拟订：（1）知识与技能
、通过观察、实验，知道“声音是由物体的振动产生的”；能区分声音的大小。 2、根据在日常生活中的感受和实验，知道声音有大小之分。 3、利用网络扩大自己的知识面，增强学习兴趣，逐步培养景仰科学的情怀。 （2）科学思考 ①让学生学会大胆地“猜测”，动手操作和分析推理。 ②培养细心观察的能力。 （3）解决问题 ①经历“猜测”、“操作”、“发现”、“解释”的过程，初步渗透探索科学的思维方法。 ②培养学生的合作意识。 ③培养学生的探究精神与创新意识。 （4）情感与态度 ①通过观察、操作，让学生感受科学的美，激发学生学习的兴趣，让学生爱学科 学。 ②体验科学的价值，感受科学的无穷魅力，培养学生的审美能力。 四、教学重难点:
精心整理 基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。
（六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动 d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D T f ω和f ω f 将式（ d 振动三要素：振幅D、频率f和相位Φ（八）、表示振动的参数：位移、速度、加速度振动位移：d=Dsin t D
π) 振动速度：v=Dωcosωt=Vsin(ωt+ 2 V=Dω 振动加速度：a=-Dω2sinωt=Asin(ωt+π) A＝-Dω2 （九）振动三要素在工程振动中的意义 1、振幅 ○振幅～物体动态运动或振动的幅度。 ★振幅是振动强度和能量水平的标志，是评价机器运转状态优劣的主要指标。 即“有没有问题看振幅”。 ○峰峰值、单峰值、有效值 振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、 单峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。 峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰 与负峰之间的差值；单峰值是正峰或负峰 的最大值；有效值即均方根值。 ○振动位移、振动速度、振动加速度 振幅分别用振动位移、振动速度、振 动加速度值加以描述、度量，三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。在振动测量中，除特别注明外，习惯上： ○振动位移的量值为峰峰值，单位是微米[μm]或毫米[mm]； ○振动速度的量值为有效值（均方根值），单位是毫米/秒[mm/s]； ○振动加速度的量值是单峰值，单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g]，1[g]=9.81[m/s2]。 ○峰峰值、有效值、单峰值三者之间的量值关系 单峰值=峰峰值/2，有效值=0.707峰峰值（峰峰值=1.414有效值） 平均值=0.637峰峰值，平均值应用较少。 △在低频范围内，振动强度与位移成正比； △在中频范围内，振动强度与速度成正比； △在高频范围内，振动强度与加速度成正比。 频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数值相对
小班科学活动教案《声音振动》Small class scientific activity lesson plan "sound vibration"
小班科学活动教案《声音振动》 前言：教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划。一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、 教学步骤与时间分配等环节。本教案根据教学设计标准的要求和教学对象的特点， 将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划。便于学习和使用，本 文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 【教学目标】 了解用不同材料所发出的声音的不同。 【教学准备】 瓶子、米粒、豆子、图案贴纸（用于装饰瓶子）、背景 音乐《白龙马》、乐器幻灯片 【教学过程】 一、童话故事导入。圣诞节到了，小企鹅和金丝猴收到 了圣诞老人送给他们的礼物。小企鹅受到了一盒巧克力，金丝猴也收到了一个包装很漂亮的礼物，高兴地打开看，原来里面装着一个普通的瓶子，他有点太失望了。圣诞老人笑呵呵地说：“金丝猴，你可别小看这个瓶子，它叫“铃铛乐器”，他很神奇呢!接着，圣诞老人唱起歌来，还不停地摇动瓶子伴奏。金
丝猴一看，原来这是用瓶子制作的“铃铛乐器”啊，金丝猴开心地笑了起来。小朋友我们也来做一个吧! 二、认识材料：瓶子、漏斗、米粒、豆子、图案贴纸。 三、幼儿在老师的指导下进行实验。 1、先把瓶盖拧开，然后借助漏斗把大米倒进瓶子，然后拧上瓶盖。听听声音。 2、再取一个瓶子打开瓶盖，借助漏斗把豆子倒进去，拧上瓶盖。摇动几下，听听声音。 3、用图案贴纸装饰小瓶子，变成小乐器。 四、伴奏《白龙马》：组织小朋友用今天做好的铃铛乐器边演奏，边聆听声音的变化。 五、播放乐器幻灯片让孩子认识一下：钢琴、古筝、小提琴、架子鼓。 【教学延伸】 实验材料带回家，和爸爸妈妈一起进行延伸：更换瓶中的不同颗粒物，聆听声音的变化。 -------- Designed By JinTai College ---------
（新教材）教科版四年级上册科学：第6课《声音的高与低》习题 一、填空 1.如图所示，尺子振动的____________受尺子伸出桌面的那部分长度的影响。尺子伸出越长声音越，____________，伸出越短声音越____________。 （第1题）（第3题） 2.声音的高低可以用____________来描述。物体振动得越____________,发出的声音就越高；物体振动得越____________,发出的声音就越低。 3.如图所示，这是一套编钟，用钟锤敲击编钟，轻敲或重敲同一只曲编钟所发出声音的____________不同；用相同的力敲大小不同的编钟所发出声音的____________不同。 4.“哆来咪发”描述的是声音的____________，这主要是由于振动的____________不同。 二、判断题 1.音高和音量没什么区别。（） 2.“哆"和“咪”这两个音阶,音高是不同的。（） 3.改变物体振动部分的长度，就可以改变物体振动发出的音量大小。（） 4.音高的高低与尺子振动的幅度大小无关。（） 5.条形柱状图可以更直观地表现出尺子伸出桌面的长度与音高变化之间的规律。（） 三、选择 1.敲击铝片琴较长的铝片和较短的铝片时，（）。 A.较长的铝片发出的声音高 B.较短的铝片发出的声音高 C.发出的声音音高相同 2.口琴的簧片长短、薄厚和宽窄各不相同。吹口琴时，（）的簧片发出的声音较低。 A.长、厚、宽 B.长、厚、窄 C.长、薄、宽 3.如图是童谣《数鸭子》的部分乐谱及歌词，当小明同学唱到“咕嘎咕嘎真呀真多呀”时，音高逐渐变高，关于音高变高，下列说法正确的是（）。
教学目标 1、通过让纸发出声音的体验活动，初步让学生发现“声音是由于物体的振动而产生的”现象。 2、通过尝试让振动的物体发出声音的活动，让孩子们学会有计划、有目的地进行实验的能力，并了解“声音与振动之间的关系”。 3、培养协作，合作进行研究活动的习惯，体验科学探究的乐趣，保持和发展探究周围事物的兴趣和好奇心。 教学重点和难点 重点：探究声音产生的原因 难点：摄像一些感受物体发声时振动的方法 活动器材 纸、尺、橡筋、鼓、钹等 活动过程 活动一：让纸发出声音 猜测：这是什么乐器发出的声音 活动：你可以用哪些办法能让一张纸发出声音吗？ 比较：发出声音的纸有什么特点？ 交流发现。 活动二：让物体振动发出声音 活动：用一张纸做成“纸哨”，并让它发出响声。 交流：当纸发生什么现象时，“纸哨”会被吹响？ 设计：有什么办法可以明显地看到发声的物体会振动？ 小组活动。 交流发现。 小结：声音产生的原因是物体的振动。 活动三：让发声的物体停止发声 问题：怎样才能让正在发出声音的物体停止发出声音？ 讨论： 体验活动：让发声物体马上停止发出声音。 交流发现。 小结：发声与物体的振动相关联。 板书： 声音的产生 声音产生的原因：物体的振动。
教学目标： 1、通过探讨钟罩内的电铃的声音以及一些自己设计的小实验，发现空气、水、固体能传播声音。 2、通过空气、水、沙传播声音本领大小的对比实验，发现固体传播声音的本领一般大于气体和液体，培养学生实施对比实验的能力。 3、通过制作和玩线电话的活动，培养学生应用知识和动手制作的能力，激发学生课后探究不同固体传播声音本领的兴趣。 4、在活动中激发学生探究的兴趣和对科学一丝不苟的认真态度。 教学重点和难点 重点：探究声音的传播靠什么 难点：通过对比实验，比较空气、水、沙传播声音的本领大小 活动器材： 可抽气钟罩、电铃、抽气泵、沙袋、装有空气、水、沙的塑料袋，机械表、纸杯、金属线、塑料线等 活动过程： 活动一：拉力器 情景：电铃的声音 问题：电铃声是通过什么传到我们的耳中的？有什么办法证明？ 讨论： 对比实验：电铃在钟罩内抽气前后铃声发生了什么变化？ 小结： 讨论：还有什么也能传播声音？ 实验：试一试 小结：空气、水、一些固体都能传播声音。 活动二：比较不同物质的传声能力 问题：空气、水、固体谁的传声本领大？你有什么办法进行比较？ 设计：比较空气、水、沙传声本领大小的实验方案。 讨论并交流： 实验：比较空气、水、沙传声本领的大小。 交流：沙的传声本领要比空气、水强。 活动三：玩线电话
声音的特征（基础） 【学习目标】 1.知道乐音和噪声； 2.知道乐音的三个特征，响度、音调、音色； 3.知道影响乐音特征的因素。 【要点梳理】 要点一、响度 1.响度：物理学中把人耳感觉到的声音强弱叫做响度（也叫音量）。 2.振幅：发声体振动的幅度叫做振幅。 3.影响响度的因素： （1）振幅越大，响度越大； （2）距发声体的距离及声音的集中程度。 要点诠释： 1、实验证明发声体的振幅越大，声音的响度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅变大，声音的响度增大。 2、声音在介质中传播能量会衰减，传播距离越远，声音的能量减小得越多，响度越小。但是，需要注意的是声音的音调并不改变，也就是说介质不会改变声音的频率，不能说距离远了，听不清楚了，是因为音调变低了。 3.增大响度一般可以增大振动幅度和使声音集中来达到。 要点二、音调 1.音调：声音的高低叫音调。 2.【高清课堂：《声音的特性》】频率： （1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。 （2）定义：每秒内振动的次数叫频率。 （3）单位：赫兹（Hz） 3.影响音调的因素： （1）发声体振动越快，声音的频率就越高，音调也就越高 （2）发声体振动的快慢通常与其结构有关。如：成年男子的声带长而厚，儿童和妇女的声带短而薄，所以成年男子的音调比儿童和妇女的低；战国时的编钟，大钟音调低沉，小钟音调高亢。 4.超声波和次声波： （1）一般人的听力范围：20Hz—20000Hz。 （2）振动频率低于20Hz的叫次声波。 （3）振动频率高于20000Hz的叫超声波。 要点诠释： 1、挑选西瓜、瓷器、医生叩诊利用了音调。 2、声波的频率和声源振动的频率是一样的。振动一旦发生，频率就确定了，所以声波在传播过程中声音的频率是不变的。 3、地震、火山喷发、台风、海啸等自然活动，都伴有次声波的产生，有些次声波对人体健康有害。 4、一些动物的听觉范围与人类不同，它们有些能听到超声波或次声波。 要点三、音色 1.声音的特色叫音色，不同物体发出的声音，即使音调和响度相同，我们也能分辨它们。主要是不同的发声体音色不同。 2.音色与声音的频率组成有关。一般发声体不变，声音的音色不会改变。 要点诠释： 一般而言一个发声体发出的声音是由多种频率的波合成的，从波形图中可以清楚地看出不同音色声音的本质。如图所示，不同乐器奏出相同音调的声音，从波形图上可以看出它们主要的振动频率相同，但小的附
噪声与振动复习题及参考答案（40题） 参考资料 1、杜功焕等，声学基础，第一版（1981），上海科学技术出版社。 2、环境监测技术规范（噪声部分），1986年，国家环境保护局。 3、马大猷等，声学手册，第一版（1984），科学技术出版社。 4、噪声监测与控制原理（1990），中国环境科学出版社。 一、填空题 1．在常温空气中，频率为500Hz的声音其波长为。 答：0.68米（波长=声速/频率） 2．测量噪声时，要求风力。 答：小于5.5米/秒（或小于4级） 3．从物理学观点噪声是由；从环境保护的观点，噪声是 指。 答：频率上和统计上完全无规的振动人们所不需要的声音 4．噪声污染属于污染，污染特点是其具有、、。 答：能量可感受性瞬时性局部性 5．环境噪声是指，城市环境噪声按来源可分 为、、、、。 答：户外各种噪声的总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 6．声压级常用公式Lp= 表示，单位。 答： Lp=20 LgP/P° dB（分贝） 7．声级计按其精度可分为四种类型：O型声级计，是；Ⅰ型声级计为；Ⅱ型声级计为；Ⅲ型声级计为，一般 用于环境噪声监测。 答：作为实验室用的标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 8．用A声级与C声级一起对照，可以粗略判别噪声信号的频谱特性：若A声级比C声级小得多时，噪声呈性；若A声级与C声级接近，噪声呈性；如果A声级比C声级还高出1-2分贝，则说明该噪声信号在 Hz 范围内必定有峰值。 答：低频性高频性 2000-5000 9．倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为。1/3倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比 为；工程频谱测量常用的八个倍频程段是 Hz。 答：2 2-1/3 63，125，250，500，1K，2K，4K，8K 10．由于噪声的存在，通常会降低人耳对其它声音的，并使听阈，这种现象称为掩蔽。 答：听觉灵敏度推移 11．声级计校准方式分为校准和校准两种；当两种校准方式校准结果不吻合时，以校准结果为准。 答：电声声 12．我国规定的环境噪声常规监测项目为、和；选测项目有、和。 答：昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 13．扰民噪声监测点应设在。 答：受影响的居民户外1米处
旋转机械振动分析基础 汽轮机、发电机、燃气轮机、压缩机、风机、泵等都属于旋转机械，是电力、石化和冶金等行业的关键设备。这些设备出现故障后，大多会带来严重的经济损失。 振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。振动对机组安全、稳定运行的危害主要表现在： (1)振动过大将会导致轴承乌金疲劳损坏。 (2)过大振动将会造成通流部分磨损，严重时将会导致大轴弯曲。统计数据表明，汽轮发电机组60％以上的大轴弯曲事故就是由于摩擦引起的。 (3)振动过大还将使部件承受大幅交变应力，容易造成转子、联结螺栓、管道、地基等的损坏。 正因为振动对设备安全运行相当重要，人们对振动问题都很重视。目前大型机组上普遍安装了振动监测系统，并将振动信号投了保护。振动超标时，保护动作，机组自动停机，从而保证设备的绝对安全。
一、振动分析基本概念 振动是一个动态量。图所示是一种简单的振动形式－简谐振动，即振动量按余弦（或正弦）函数规律周期性地变化，幅值反映了振动大小；频率反映了振动量动态变化的快慢程度；相位反映了信号在t=0时刻的初始状态。 可见，为了完全描述一个振动信号，必须同时知道幅值、频率和相位这三个参数，人们称之为振动分析的三要素。 振动是一个动态变化量。为了突出反映交变量的影响，振动监测时常取波形中正、负峰值的差值作为振动幅值，又称为峰峰值。 简谐振动是一种简单的振动形式，实际机组上发生的振动比简谐振动要复杂得多。不管振动多么复杂，由信号分析理论可知，都可以将其分解为若干具有不同频率、幅值和相位的简谐分量的合成。 旋转机械振动分析离不开转速，为了方便和直观起见，
《物体的振动与声音的高低变化》 瓯海区实验小学教育集团前汇校区虞芒 一、教材分析 《探索尺子的音高变化》是教科版科学教材四年级上册《声音》单元中的第四课内容。本课的主要内容是通过“设计实验——实验探究”观察物体的振动与声音的音高之间的联系。而这一内容无法满足学生对于“物体的振动与声音的高低变化关系”的研究需求。因此，除运用钢尺进行探究之外，还运用了皮筋、音叉等物体来帮助研究，在充分获取感性认识的过程中建构概念。学生通过观察研究长短、大小、松紧的物体振动的情况与声音的高低，来建立物体的振动与声音高低的关系：物体的振动频率快，发出的声音高；物体振动的频率慢，发出的声音低。 二、学情分析 在前三课的学习中，学生已经探索了多种物体的振动情况。已经开始将听到的声音与看到的振动联系起来。在前一课的研究中，已经发现振动幅度大，发出的声音强，振动幅度小，发出的声音弱。并且已经了解到物体的长短、大小、松紧的不同，会使物体发出声音的高低发生变化。对于物体的振动与声音高低之间存在怎样的关系学生无从获知，也不曾有过观察与研究。 三、教学目标 1．科学概念：声音的高低变化与物体的振动的快慢（频率）有关。物体的振动频率快，发出的声音高；物体的振动频率慢，发出的声音低。 2．过程与方法：观察与描述物体的振动快慢（频率）及声音的高低变化，并能对观察到的现象进行归纳与提炼。 3．情感、态度、价值观：细致观察，借助其他方式进行观察。 四、教学重难点 教学重点：通过探究钢尺、皮筋、音叉的振动情况与声音高低的关系，发现振动频率快，声音高；振动频率慢，声音低。 教学难点：借助其他方法来帮助观察不容易观察到振动的物体（音叉等）振动情况。 五、实验材料 1．学生准备：钢尺、大小音叉、松紧不同的皮筋、记录单 2．教师准备：PPT课件、学生材料1套
噪声与振动复习题及参考答案（题） 参考资料 1、杜功焕等，声学基础，第一版（），上海科学技术出版社. 2、环境监测技术规范（噪声部分），年，国家环境保护局. 3、马大猷等，声学手册，第一版（），科学技术出版社. 4、噪声监测与控制原理（），中国环境科学出版社. 一、填空题 ．在常温空气中，频率为地声音其波长为. 答：米（波长声速频率） ．测量噪声时，要求风力. 答：小于米秒（或小于级） ．从物理学观点噪声是由；从环境保护地观点，噪声是指. 答：频率上和统计上完全无规地振动人们所不需要地声音 ．噪声污染属于污染，污染特点是其具有、、. 答：能量可感受性瞬时性局部性 ．环境噪声是指，城市环境噪声按来源可分为、、、、. 答：户外各种噪声地总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 ．声压级常用公式表示，单位. 答：°（分贝） ．声级计按其精度可分为四种类型：型声级计，是；Ⅰ型声级计为；Ⅱ型声级计为；Ⅲ型声级计为，一般 用于环境噪声监测. 答：作为实验室用地标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 ．用声级与声级一起对照，可以粗略判别噪声信号地频谱特性：若声级比声级小得多时，噪声呈性；若声级与声级接近，噪声呈性；如果声级比声级还高出分贝，则说明该噪声信号在范围内必定有峰值. 答：低频性高频性 ．倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为.倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为；工程频谱测量常用地八个倍频程段是. 答：，，，，，，， ．由于噪声地存在，通常会降低人耳对其它声音地，并使听阈，这种现象称为掩蔽. 答：听觉灵敏度推移 ．声级计校准方式分为校准和校准两种；当两种校准方式校准结果不吻合时，以校准结果为准. 答：电声声 ．我国规定地环境噪声常规监测项目为、和；选测项目有、和. 答：昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 ．扰民噪声监测点应设在. 答：受影响地居民户外米处 ．建筑施工场界噪声测量应在、、、四个施工阶段进行. 答：土石方打桩结构装修 ．在环境问题中，振动测量包括两类：一类是振动测量；另一类是.造成人称环境振动. 答：对引起噪声辐射地物体对环境振动地测量整体暴露在振动环境中地振动 ．人能感觉到地振动按频率范围划分，低于为低频振动；为中频振动；为高频振动.对人体最有害地振动是振动频率与人体某些器官地固有频率 地振动.
振动台的原理 电动振动试验系统的工作原理类似于扬声器。即通电导体在磁场中受到电磁力的作用而运动。 当振动台磁路中的动圈通过交变电流信号时产生激振力磁路中即产生振动运动。 振动台的结构 振动台专业术语 ◎频率范围：振动试验系统在额定激振力下，最大位移和最大加速度规定的频率范围。 ◎额定推力：振动试验系统能够产生的力（单位：N）；在随机振动时该力规定为均方根值。 ◎最大位移：振动试验系统能够产生的最大位移值。该值受振动台机械运行限制，通常用双振幅表示（单位为：mmp-p）. ◎最大加速度：振动试验系统在空载条件下能够产生的最大加速度值（单位： m/s2） ◎最大速度：振动试验系统所产生的最大速度（单位：m/s2）。 ◎最大载荷：振动台面上最大加载重量（单位：kg）. ◎运动部件：电动振动台运动部件是由台面、动圈（含骨架）、动圈的悬挂连接件、柔性支承、电器连接件和冷却连接件组成的运动系统。 ◎容许偏心力矩：振动台面导向系统允许的最大偏心力矩值。
振动台、夹具、试件图 试验方法 ◎正弦振动试验 正弦振动试验有两种方法：一是扫频试验，根据试验规定的频率用扫描方法不断地改变激振频率；二是定频试验。正弦振动的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、存储、使用过程中所经受的振动及影响，并考核其适应性。如按IEC（国际电工委员会标准），国标GB/T2423，美国军标MIL-810，国军标GJB150 等对试件进行扫频试验，或采用驻留共振点的连续定频试验。
◎随机振动试验 电子电工产品在运输过程中所经受的 振动绝大多数是随机性质的振动，随机振动 比正弦振动的频域宽，而且是一个连续的频 谱，它能同时在所有的频率上对产品进行振 动激励。 ◎冲击试验和碰撞 冲击和碰撞都属冲击范畴，规定冲击脉冲波型的冲击试验，主要是用来确定元件、设备和其它产品在使用和运输过程中经受多次重复（碰撞则是多次重复）的机械冲击的适用性，以及评价结构的完好性。
郑州市课堂教学达标评优活动”金水区优质课选拔 大班科学活动：振动的声音 执教教师：李江 单位：河南省实验幼儿园 2019 年4 月
设计意图 去年在幼儿园操场上看到两个男孩每人手里拿了一个小木棍，沿着楼边的蔬菜花园边走边用手里的棍子去敲击栅栏、石头凳子、铁栏杆等（见什么敲击什么）并且两人还在争论着什么。我很好奇的朝向他俩走过去问：“你俩做什么呢” ?他俩以为自己做错事了，赶快把棍子藏在自己的身后，我接着问：“敲什么呢”?A 说：“我俩在比赛看谁敲的声音大” 。让我哭笑不得，我说：“有结果吗”？B 说“这个铁栏杆特别响，老师你听” ，说完用棍子敲向铁栏杆。我说：“你俩比赛归比赛别把东西敲坏，你俩比了这么长时间你们敲的这些东西为什么会响”？B 想了想说：“棍子怼到栏杆上发出的声音，”回答很符合孩子的思维模式（具体形象思维），如果让孩子们用触觉感受一下发出声音的物体，他们会有什么样的亲身感受呢？这时我就突然感觉应该带着他们研究一下声音产生的原因。我说你俩跟我来，我带着两个孩子来到幼儿园放乐器的教室，我把鼓锤给了了孩子，我说你用这个木棍怼鼓面，认真看好鼓面在做什么？他敲了上去，老师鼓面在上下动。我说想不想摸一下？我让他们两个把手放在鼓面上，我用力一敲，他俩脸上洋溢着兴奋的笑容说：“好振呀”！看到孩子兴奋的尽头我心想我应该设计一节关于声音产生的科 学活动。让孩子们动手动脑初步了解不同材质物体发出 能够发出不同的声音，找寻声音究竟是怎么产生的并初步能 够通过观察、比较、分析，发现声源静止和振动时的变化。
大班科学活动：振动的声音执教老师：李江活动目标：1.体验并感受到声音是由物体振动而产生，初步了解音量大 小和振动的关系。 2. 在探究声音产生的过程中能够动手动脑，猜测并验证振动和声音的关 系。 3. 乐意运用经验与分享参与声音的探究活动，对声音和振动的关系和现象 感兴趣。 活动重难点： 活动重点：探索并发现物体的震动产生声音。活动难点：验证声音与振动的关系并应用、体验。 活动准备：经验准备：对声音的产生有一定的兴趣，并了解一些声音不同的信息。物质准备：大鼓一个；吉他一把；吉他、大鼓、嘴唇、桌面的振动视频等。 活动过程： 一、开始部分 1. 心理导入 导入：小朋友们好，我是云老师，今天我给大家带来一个东西，看大家是否认识。提问：你们猜一猜这是什么东西？干什么用的？小结：这是一把吉他，它是用来演奏的。 2. 美妙声音的产生导入：你们听过吉他弹奏吗，老师来给大家演奏一曲。提问：好听吗？在生活中在哪些地方听到过哪些声音？小结：生活中到处都有声音，而且不同的东西会产生不同的声音。 二、基本部分 1. 发现并感受身边的声音的产生，猜测声音产生的原因。 导入：班上有很多东西，请大家去认真探索一下哪些东西可以发出声音，为什么会发出声音，声音是怎么产生的？ 提问：刚才感受的声音是怎么产生的？小结：有的说晃动产生声音；有的说振动产生声
声与振动基础 1．试述机械振动系统的机械Q值的物理意义。 2．何谓机械振动系统的固有频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其固有频率为何? 3．何谓机械振动系统的谐振频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其谐振频率为何? 4．何谓机械振动系统的共振频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其振速共振频率为何? 5．机械振动系统的谐振频率为200Hz，Q值为10，问：振速频响曲线的-3dB带宽为何？ 6．何谓介质的特性阻抗？水和空气的特性阻抗大约为何？ 7．何谓波阻抗？平面行波的波阻抗为何？均匀扩散球面波的波阻抗为何？ 8．何谓辐射阻抗？如果辐射表面为S，振速均匀，并且在辐射表面附近声场近似为平面波；辐射器的辐射阻抗为何？ 9．何谓辐射器的指向性函数？均匀脉动球的指向性函数为何？偶极子辐射器的指向性函数为何？10．辐射器辐射声场的近场区与远场区比较声场有何差别？定性解释这种差别产生的原因。如何确定近场区的距离？ 11．理想流体中压强、质点振速和密度之间的变化遵循哪三个基本方程？这三个方程反映的基本物理定律是什么？ 12．试写出：小振幅条件下，声压与振速的关系式。 13．试写出：小振幅条件下，声压与速度势的关系式。 14．何谓声场的声能流密度？试给出声能流与声压和振速的关系式。 15．何谓机械振动系统的机械阻抗？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其机械阻抗为何？ 16．何谓‘拍频’振动？如何能形成‘拍频’振动？ 17．何谓阻抗型类比？在阻抗型类比中，质量块对应哪种电路元件？ 18．何谓导纳型类比？在导纳型类比中，质量块对应哪种电路元件？ 19．一般机械阻抗为复数，请问：其幅值和相角的物理意义为何？ 20．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，何谓‘全透射现象’，其发生的条件如何？ 21．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，何谓‘全内反射现象’，其发生的条件如何？ 23．随传播距离的增加，平面行波、均匀柱面扩散波和均匀球面扩散波的声强变化规律有何不同？为什么？ 24．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，如果发生了‘全内反射现象’，请问：下层介质中的声场有何特点？ 25．声波在波导中传播，何谓‘简正波’？何谓‘简正波的截止频率’？ 26．何谓波传播的‘相速度’？‘群速度’？ 27．何谓‘频散介质’？声信号在频散介质中传播是否会发生信号畸变？为什么？ 28．平面波由流体介质斜入射到流体/固体介质分界面时，固体中的折射波有横波和纵波，请问：横波折射角和纵波折射角哪个大？为什么？ 29．平面波由流体介质斜入射到流体/固体介质分界面时，通常，固体中的折射波有横波和纵波；请问：如何能使固体中只有纵波？或只有横波？ 30．研究细棒纵振动时，固定边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？自由边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？ 22．研究细棒横振动时，嵌定边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？自由边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？简支边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？ 十、声与振动基础答题要点: 1．至少说出机械Q值的一种物理意义。从系统能耗、系统带宽、过渡时间……等方面回答。
基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便于测试了解其结构特性，如模态试验用的力锤。 （二）应力应变：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。 （三）振动位移：位移就是质量块运动的总的距离，也就是说当质量块振动时，位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。
可以是静态位移，可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 （六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动
d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D――振动的最大值，称为振幅 T――振动周期，完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率， f ＝1/T （Hz）(1) 频率f 又可用角频率来表示，即 ω＝2π/T （rad/s） ω和f的关系为 ω＝2πf （rad/s）(2) f ＝ω/2π（Hz）(3) 将式（1）、（2）、（3）代入式可得 d ＝D sin（ωt＋Φ）＝Dsin（2πft＋Φ） 可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动
标准答案和评分标准 《声与振动基础A 》补考试卷 （2008年春季） 一、 填空题（每空2分，共30分） 1、导纳型机电类比中，力类比为（电流），速度类比为（电压），质量元件类比为（电容），弹簧元件类比为（电感）。 2、在固体中由于有切应力，除有纵波外，还有（横波）。 3、声源的振动状态通过周围介质向四周传播就形成（声波）。 4、三个基本声学量为（声压）、（质点振速）和（密度愈量）。 5、通常把频率20Hz －20kHz 之间能引起听觉的声音称为（可听声），频率高于20kHz 的声音称为（超声），频率低于20Hz 的声音称为（次声）。 6、声吸收根据不同的机理分为（粘滞性声吸收）、（热传导声吸收）、（弛豫声吸收）。 二、 选择题（每题2分，共30分） 1、两平面层介质，特性阻抗分别为1Z 和2Z ，声波从第一层介质垂直入射到两介质分界面上，声压反射系数R 和声压折射系数D 分别为（A ）。 A 、12212122;Z Z Z D Z Z Z Z R +=+-=； B 、1 2212122;Z Z Z D Z Z Z Z R -=+-=； C 、12212122;Z Z Z D Z Z Z Z R +=-+=； D 、1 2212122;Z Z Z D Z Z Z Z R -=-+=。 2、关于点声源，下列叙述正确的是（B ）。 A 、体积大于波长，声场无指向性； B 、体积远小于波长，声场无指向性； C 、体积远小于波长，声场有指向性； D 、体积远大于波长，声场有指向性。 3、绝对硬边界条件和绝对软边界条件的数学表达式分别为（ C ），其中p 为声压。 A 、0;02 2==??==界面界面x x p x p ； B 、；;0;0=??===界面界面 x x x p p C 、0;0==??==界面界面x x p x p ； D 、;0;022=??===界面 界面x x x p p 。 4、谐和平面波的波阵面是平面，在波阵面上（ A ）。 A 、质点振动的振幅相同，相位也相同； B 、质点振动的振幅相同，相位不同； C 、质点振动的振幅不同，相位相同； D 、质点振动的振幅不同，相位也不同。 5、速度势函数的波动方程为（D ）。 A 、01442022=ψ+?ψ?dt d c z ； B 、01222022=ψ+?ψ?dt d c z ； C 、01442022=ψ-?ψ?dt d c z ； D 、01222022=ψ-?ψ?dt d c z 。 6、声波在界面上反射和折射的规律是（ A ）。 A 、两介质特性阻抗相差越大，反射系数幅值越大，反射波能量越大； B 、两介质特性阻抗相差越小，反射系数幅值越大，反射波能量越大； C 、两介质特性阻抗相差越小，反射系数幅值越小，反射波能量越大； D 、两介质特性阻抗相差越大，反射系数幅值越小，反射波能量越小。 7、柱面波场中，声强随距离的（A ）衰减。 A 、1次方； B 、2次方； C 、1/2次方； D 、2/3次方 。 8、平面波声场中，声压相速度和质点振速相速度的关系为（C ）。
第一章 声与听觉 知识要点 一、声音的发生与传播 1、一切发声的物体都在振动。用手按住发音的音叉，发音也停止，该现象说明振动停止发声也停止。振动的物体叫声源。 练习：①人说话，唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声 靠翅膀摩擦的振动发声，其振动频率一定在20-20000次/秒之间。 ②《黄河大合唱》歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”，这里的“吼”、“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。 ③敲打桌子，听到声音，却看不见桌子的振动，你能想出什么办法来证明桌子的振动？可在桌上撒些碎纸屑，这些纸屑在敲打桌子时会跳动。 2、声音的传播需要介质，真空不能传声。在空气中，声音以看不见的声波来传播，声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音。 练习：“风声、雨声、读书声，声声入耳”说明：气体、液体、固体都能发声，空气能传播 声音。 3、声音在介质中的传播速度简称声速。一般情况下，v 固>v 液>v 气 声音在15℃空气中的传播速度是340m/s 合1224km/h ，在真空中的传播速度为0m/s 。 练习：☆有一段钢管里面盛有水，长为L ，在一端敲一下，在另一端听到3次声音。传播 时间从短到长依次是（声音在钢铁中的传播速度为5200m/s ，在水中的传播速度为1497m/s ） ☆运动会上进行百米赛跑时，终点裁判员应看到枪发烟时记时。若听到枪声再记时，则记录时间比实际跑步时间要 晚 （早、晚）0.29s (当时空气15℃)。 ☆下列实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的是（ ①②④ ）①在鼓面上放一些碎泡沫，敲鼓时可观察到碎泡沫不停的跳动。②放在真空罩里的手机，当有来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；③拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些一次慢些，比较两次不同；④锣发声时，用手按住锣锣声就停止。 4、回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0.1s 以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m 。在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮，原因是屋子空间比较小造成回声到达人耳比原声晚不足0.1s 最终回声和原声混合在一起使原声加强。 利用：利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t ，查出声音在介质中的传播速度v ，则发声点距物体S=vt/2。 二、我们怎样听到声音 1、声音在耳朵里的传播途径: 外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，人就听到了声音. 2、耳聋:分为神经性耳聋和传导性耳聋. 3、骨传导:声音的传导不仅仅可以用耳朵，还可以经头骨、颌骨传到听觉神经，引起听觉。L 5200m/s L 1497m/s L 340m/s