Question

3．用尺子作乐器探究音调和响度分别与什么有关时，小明做了以下实验：
（1）用尺子作乐器探究决定音调高低的因素，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺每次 的振动幅度大致相同．实验发现尺子伸出桌面的长度越长，振动越慢，发出声音的音调越低； 由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关． 当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，却听不到声音，这是由于钢尺的振动频率低于人的听觉频率下限．
（2）用尺子作乐器探究决定响度大小的因素，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时保持人耳到钢尺的距离不变．我们想要改变钢尺振动幅度的操作是改变拨动尺的力度，这种研究问题的方法叫控制变量法．（填“控制变量法”、“类比法”或“转化法”）

Answer 1

分析 （1）音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，物体振动越快，音调就越高，物体振动越慢，音调就越低；
人能感受到的声音频率有一定的范围．大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz．
（2）响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；
在研究一个量与多个变量的关系时，我们常采用控制变量法．

解答 解：（1）当尺子伸出桌面的长度越长时，振动越慢，发出声音的音调越低；当尺子伸出桌面的长度越短时，振动越快，发出声音的音调越高；由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关．
当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，但发出声音的频率低于20Hz，属于次声波，音调低于人类听觉的下限，使人听不到声音．
（2）探究决定响度大小的因素：拨动尺子的力度越大尺子振动幅度越大，发出声音的响度越大；拨动尺子的力度越小尺子振动幅度越小，发出声音的响度越小．所以改变钢尺振动幅度的操作是改变拨动尺的力度；
响度的大小与发声物体的振动幅度和离发声体的距离有关．本题中保持人耳到钢尺的距离不变，改变发声体的振幅．采用的研究方法是控制变量法．
故答案为：（1）慢；低；发声物体的振动频率；钢尺的振动频率低于人的听觉频率下限；
（2）改变拨动尺的力度；控制变量法．

点评 本题是探究音调和响度的影响因素，要正确区分声音的三要素并能够搞清影响它们的因素：音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；音色是由发声体的特性决定的，不同发声体的音色不同．同时考查了控制变量法的应用．