探究影响琴弦音调高低的因素

实验目的：

1. 通过实验探究，知道声音的高低与声源振动的频率有关， 知道影响琴弦音调高低的因素。

2. 通过实验，进一步学习科学探究方法在研究物理问题中 的应用。 实验原理：

1. 音调的高低与声源振动的频率有关，声源振动的频率高， 产生声音的音调高 ; 声源振动的频率低，产生声音的音调低。

2. 声源振动的频率与发声体振动部分的体积有关，一般来 说，发声体振动部分的体积越大，产生声音的音调越低。

实验器材： 两根粗细不同的尼龙丝、一根与尼龙丝粗细相同的钢丝、 钩码多个。 实验步骤：

1. 小汉注意到爸爸在拉二胡前总要把二胡的两个手把仔细 调试， 爸爸说这是在调整弦的松紧， 来改变音调。 拉二胡时， 小汉注意到爸爸的手指不停地在琴弦上来回移动，同时听到 优美的曲调传来。 小汉还注意到二胡上有两根弦， 一粗一细， 在不同的弦上拉发出声音的音调不同。那么，影响琴弦音调 高低的因素有哪些 ?结合上面的观察小汉提出了以下猜想：

第 1 页

猜想 31：琴弦发出声音的音调高低， 猜想 2：琴弦发出声音的音调高低，

可能与弦线的材料有关 可能与弦线的粗细有关可能与弦线的长短有关

猜想 4：琴弦发出声音的音调高低， 可能与弦线的松紧程度 有关。 为了检验上述猜想是否正确，并进一步探究它们之间的关 系，小汉设计了下面的实验方案。

2. 按图 1 所示组装有关器材：将一根尼龙丝的一端拴在桌 子一端的腿上，另一端绕过桌边的小滑轮，挂上几个钩码， 并用 A、B 两个小木块将弦支起，用一把塑料三角尺拨

间的弦，即可听见发出的声音。通过调整

A、B

A、B之间的距离，

可以改变琴弦发声部分的长短。调整所挂钩码的多少，可以 改变琴弦的松紧。

3. 研究音调与弦长的关系：

(1) 在滑轮下方挂N个钩码(三四个即可)，用塑料三角尺拨 动AB之间的琴弦；弦线振动将听到清晰的乐音，记住这个音 调。 (2) 减小 A、 B 之间弦线的长度，并拨动弦线。注意每次听 到声音的音调将 ______________________________ 。

(3) 增大 A、 B 之间弦线的长度，并拨动弦线。注意每次听 到声音的音调将 ______________________________ 4. 研究音调与弦松紧程度的关系：

(1) 使 AB 间弦线的长度保持不变，滑轮下面的钩码仍是

N

第 2 页

个，拨动弦线，记住这时的音调。

(2) 逐渐增加滑轮下面的钩码数。拨动弦线，注意每次听到 的声音音调的变化。发现音调升高时，滑轮下面的钩码个数 将 。 5. 研究音调与弦线粗细的关系：

(1) 使A、B两点间的弦线为适当长，在滑轮下方仍挂 钩码，拨动张紧的弦线。记住这时的音调。

(2) 再换用较粗和较细的弦线，在滑轮下面的依然悬挂

N个 N个

钩码，拨动张紧的弦线，记住这时的音调。发现弦线越粗， 音调越 。 6. 研究弦线的材料对音调的影响： 取两根粗细相同，但材料不同的弦线，如一根尼龙丝，一

根钢丝，保持 A、 B 间的距离相同，滑轮下面的钩码也相同， 比较它们发出声音的音调。

7. 根据上述探究，可以初步知道：

(1) 保持弦线的粗细和松紧程度相同，发音部分的弦线越 长，音调越 _____________________________ 。

(2) 保持弦线的粗细和发声部分的长度相同，弦线越紧，音 调越 ___________________________ 。

(3) 保持弦发声部分的长度和松紧程度相同，弦线越细，音 调越 __________________________ 。

(4) 保持弦线的长度、粗细和松紧程度相同，弦线发出声音 的音调还与 有关。

(5) 对于弦乐器，音调的高低主要取决于弦的

第 3 页

操作提示：

1. 当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时， 为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余 几个量不变，这种方法叫控制变量法。进行实验时，确保按 照控制变量的方法进行实验，这样才会得出正确的结论。 4

第页