第一篇：[高一物理教案3-5]

[高一物理教案3-5]

3.5 力學(xué)單位制

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。

2、知道力學(xué)中的三個基本單位。

4、培養(yǎng)學(xué)生在計算中采用國際單位制，以簡化運算。

二、重點難點

重點：單位制及其應(yīng)用。

難點：正確理解單位制在錯誤！鏈接無效。計算中的作用。

三、教學(xué)方法

講練結(jié)合四、教學(xué)過程(一)、新課引入

我們已經(jīng)學(xué)過許多物理量，大多數(shù)物理量都有單位，并且，有的是通過物理公式確定它們的單位。一般說來物理量的單位可以任意選取，這樣就會存在同一個物理量出現(xiàn)多個單位，與此同時存在多種單位制。那么，通用的單位制是什么？它們又是如何建立的？本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。(二)、單位制

1、基本單位 ：選定幾個基本物理量的單位

學(xué)生閱讀課文，明確力學(xué)中的三個基本單位： a：長度的單位——厘米(cm)、米(m)、千米(km)； b：時間的單位——秒(s)、分(min)、時(h)； c：質(zhì)量的單位——克(g)、千克(kg)。

2、導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出其他物理量的單位，叫導(dǎo)出單位。物理公式在確定物理量的數(shù)量的同時，也確定了物理量的單位關(guān)系。

舉例說明：

(1）我們選定位移的單位米，時間的單位秒，就可以利用v?米每秒。

(2）再結(jié)合公式a?Vt-Votst推導(dǎo)得到速度的單位，就可以推導(dǎo)出加速度的單位：米每二次方秒。

(3）如果再選定質(zhì)量的單位千克，利用公式F＝ma就可以推導(dǎo)出力的單位牛。

3、單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起構(gòu)成了單位制。(三)、學(xué)生閱讀課文：力學(xué)中的國際單位制及三個基本單位

1、長度單位——米(m)

2、時間單位——秒(s)

3、質(zhì)量單位——千克(kg)(四)、鞏固訓(xùn)練：

1、現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求填空：A.質(zhì)量； B.N； C.m/s ； D.密度； E.m/s； F.kg； G.cm；H.s； I.長度 j.時間。(1)屬于物理量的是。

(2)在國際單位制中作為基本單位的物理量有 ；

(3）在國際單位制中屬于基本單位的有，屬于導(dǎo)出單位的有。

2、例題：

一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下： a：5s末的速度是多大？ b：5s內(nèi)通過的路程是多大？

分析：本題中，物體的受力情況已知，需要明確物體的運動情況，物體的初速度v0=0，在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，所以它作初速度為零的勻加速直線運動，已知物體的質(zhì)量m和所受的力F，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma求出加速度a，即可用運動學(xué)求解得到最終結(jié)果

2解答：

已知：m＝7kg，F(xiàn)＝14N，t＝5s 求：vt和S 解：a?Fm?14N7kg2=2m/s=2N/kg vt=at=2m/s×5s=10m/s s=12at=212×2m/s×25s=25m 22 說明：按國際單位制統(tǒng)一各已知量的單位后，不必一一寫出各物理量的單位，只在最終結(jié)果后面寫出正確單位就可以了。

簡化后的解題過程：

a?Fm12?147m/s2?2m/s2vt?at?2?5m/s?10m/s s?at?212?2?25?25m 訓(xùn)練：

質(zhì)量m＝200g的物體，測得它的加速度為a＝20cm/s，則關(guān)于它所受的合力的大小及單位，下列運算既正確又符合一般運算要求的是。

A: F=200?20=400N； B: F=0.2?0.2=0.04N： C: F=0.2?0.2=0.04； D: F=0.2kg?0.2m/s=0.04N(五)、課堂小結(jié)：

（?1）選定的幾個物理量的基本單位?（?2）力學(xué)中的基本單位：單位制（?1）由基本單位和物理公?導(dǎo)出單位（?2）在計算時，一般用國??計算中不必一一寫出各3

2單位長度；質(zhì)量；時間式推導(dǎo)出來的物理量的際單位制，量的單位單位(六)、課外作業(yè)：略

第二篇：[高一物理教案]

[高一物理教案]

第四節(jié)

平拋物體的運動

一、教學(xué)目標(biāo)

⑴ 知識目標(biāo)

知道平拋運動的特點是初速度方向水平,只有豎直方向受重力作用,運動軌跡是拋物 線.2.知道平拋運動形成的條件.3.理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g 4.會用平拋運動規(guī)律解答有關(guān)問題.⑵ 能力目標(biāo): 1.通過觀察演示實驗，概括出平拋物體運動的特征，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力;2.通過對教材上附圖5-17“平拋物體的閃光照片”的分析，或?qū)ζ綊佭\動課件的分析 啟發(fā)學(xué)生：處理物理問題可以利用各種技術(shù)手段來彌補(bǔ)我們感官功能上的不足，從而培養(yǎng)新的研究方向的創(chuàng)新能力、猜想能力和歸納總結(jié)能力.⑶ 思想、方法教育目標(biāo): 1.在知識教學(xué)中應(yīng)同時進(jìn)行科學(xué)研究過程教育,本節(jié)課以研究平拋物體運動規(guī)律為中 心所展開的課堂教學(xué),應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線:觀察現(xiàn)象,初步分析→猜測→實驗研究→得出規(guī)律→重復(fù)實驗,鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一.2.利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運動，滲透物理學(xué)“化曲為直”、“化 繁為簡”的方法及“等效代換”“正交分解”的思想方法.3.在實驗教學(xué)中,進(jìn)行控制的思想方法的教育:從實驗的設(shè)計、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理, 所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行多方面實驗思想的教育.“實驗的精髓在于控制”的思想,在平拋物體實驗中非常突出.如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強(qiáng)調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測量小球位置時對實驗誤差的控制等.⑷ 情感、德育目標(biāo): 1.通過重復(fù)多次實驗，進(jìn)行共性分析、歸納分類,達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的,同時還能 進(jìn)行理論聯(lián)系實際的教育.2在理解平拋物體運動規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運動時應(yīng)注意到“.力與物體運動的 關(guān)系”.這方面的問題,我國東漢的王充（公元27－97年）歷盡心血三十年寫成《論衡》一書,全書三十卷八十五篇約三十萬字.已有精辟論述.以此滲透愛國主義教育和刻苦學(xué)習(xí),勤奮工作精神的美德教育.【教學(xué)重、難點分析】

1.重點是平拋物體的運動規(guī)律：物體（質(zhì)點）的位置、速度如何隨時間變化，軌跡是 如何形成的；

2.平拋物體運動是怎樣分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動 的？這是難點，也是教學(xué)的重點。

【教學(xué)器材】

1.平拋、豎落軌跡演示器（包括電源、三個鋼球）;平軌軌跡描繪儀（包括小車和繪 圖筆）

2.平拋、自由落體與水平勻速實驗器（包括兩個不同顏色、同樣大小的小球、小錘、支架等）;3.平拋物體運動和自由落體運動的頻閃照片（課本圖5-17）、刻度尺、鉛筆；

4.“飛機(jī)投彈”課件

1、平拋課件2（能分析演示水平勻速運動和豎直自由落體運動）； 5,“獵猴”課件3《能演示第一冊p．89習(xí)題（3）描述的現(xiàn)象》。引入課題

談話引入：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了運動的合成和分解,應(yīng)該知道兩個直線運動的合運動可 以是曲線運動,一個曲線運動也可以分解為兩個方向上的直線運動.《滲透遷移原則、激勵逆向思維》

今天我們要研究的是這樣一種新的運動,請看實驗演示：《小粉筆頭沿水平桌面彈出》、《小球水平拋出》、《小車沿水平軌道拋出》這是一類什么運動？ 《貫徹序列原則、期待原則》 【板書課題】平拋物體的運動 進(jìn)行新課

㈠ 師要求〖觀察現(xiàn)象,初步分析〗

由上面觀察的現(xiàn)象分析運動特點及其原因？（由同學(xué)們互相討論或獨立思考完成）.《生生互動3分鐘》

生：被拋出小球具有以下特點：1.水平拋出,2.拋出后的小球、小車、粉筆頭只受重力（空氣阻力很小可忽略）.由于初速與合外力不在一條直線上,運動軌跡必是曲線.由上述分析可知：初速度沿水平方向拋出的物體在重力作用下的運動叫做平拋運動,平拋運動是一種曲線運動.㈡ 引導(dǎo)（學(xué)生在上述分析基礎(chǔ)上進(jìn)行）〖猜測〗

平拋物體的運動可能是水平方向的勻速運動和豎直方向上的自由落體運動.㈢ 師生共同（互動10分鐘）對猜測進(jìn)行〖實驗驗證性研究〗

觀察演示實驗：⑴平拋、豎落軌跡演示器.平拋、豎落軌跡演示、⑵.平拋物體運動和 自由落體運動的頻閃照片（課本圖5-17）

1.在“平拋物體的閃光照片”上用鉛筆畫幾條豎直線和水平線，并且過小球的球心，用 刻度尺測量這些小球之間的水平距離和豎直距離，再用學(xué)過的知識計算一下,得出在相等時間里前進(jìn)的水平距離相等，可以證明平拋運動的水平分運動是勻速的.這說明豎直方向的運動也不影響水平方向的運動

2.由平拋、豎落軌跡演示器演示：平拋的小球與自由下落的小球同時落地。

在高度一定的條件下，先后使平拋小球以大小不同的水平速度拋出（小錘打擊的力 度不同），學(xué)生觀察得出結(jié)論：在高度一定的條件下，平拋初速度大小不同，但運動時間相同。

推理：平拋運動的時間與初速度大小無關(guān)，說明平拋運動的豎直分運動是自由落體 運動。

分析驗證：從課本所附圖5-17“平拋物體的閃光照片”上可以看出，同時開始自由下 落和平拋的小球在同一時間下落相同的高度。實驗表明，平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向的運動.㈣ 引導(dǎo)同學(xué)自己推導(dǎo)〖得出規(guī)律〗（體現(xiàn)領(lǐng)悟、強(qiáng)化和激勵原則）（約10分鐘）明確：以拋出點為坐標(biāo)原點，沿初速度方向為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向。從拋出時開始計時，t時刻質(zhì)點的位置P（x，y），如圖1所示。

（1）

（2）

由于從拋出點開始計時，所以t時刻質(zhì)點的坐標(biāo)恰好等于時間t內(nèi)質(zhì)點的水平位移和 豎直位移，因此（1）（2）兩式是平拋運動的位移公式。

①由（1）（2）兩式可在xOy平面描出任一時刻質(zhì)點是平拋運動的位移公式。s?OP?

1x2?y2?(v0t)2?(gt2)2

2ygt

?x2v0②求時間t內(nèi)質(zhì)點的位移,t時刻質(zhì)點相對于拋出點的位移的大小 位移方向可用s與x軸正方向的夾角α，α 滿足下述關(guān)系。tg??③由（1）（2）兩式消去t，可得軌跡方程 上式為拋物線方程，“拋物線”的名稱就是從物理來的。

如圖2所示。平拋運動的速度公式

t時刻質(zhì)點的速度vt是由水平速度vx和豎直速度vy合成的。vx=v0 vy=gt vt的大小

vt的方向可用vt與x軸正方向夾角 β來表示，滿足下述關(guān)系

㈤ 教育學(xué)生要進(jìn)行〖重復(fù)實驗，鑒別結(jié)論〗（指導(dǎo)學(xué)生自行閱讀相關(guān)資料）

在科學(xué)發(fā)展中，只有當(dāng)不同的研究者從重復(fù)實驗中得出相同結(jié)果時，科學(xué)結(jié)論得到 鑒定，才能被公認(rèn)為成立。

㈥ 下一步才是〖追求統(tǒng)一〗（指導(dǎo)學(xué)生自行閱讀相關(guān)資料）在科學(xué)史上，凡是在某一具體領(lǐng)域得到物理規(guī)律，科學(xué)家總是要把它與己有的基礎(chǔ)理論進(jìn)行比較研究.當(dāng)?shù)?到平拋規(guī)律后，自己要想到它與牛頓運動定律的統(tǒng)一：水平方向F=0,a=0.勻速運動;豎直方向F=ma,a=g.自由落體運動.可見：平拋運動規(guī)律與牛頓運動定律是統(tǒng)一的.鞏固演示（開闊眼界，拓展知識，培養(yǎng)想象能力）

1.飛機(jī)投彈“課件1.《結(jié)合課本第87頁例題描述的現(xiàn)象》 2.”獵猴“課件3《能演示第一冊p．89習(xí)題（3）描述的現(xiàn)象》。布置作業(yè)（適時進(jìn)行物理學(xué)史教育）

1.練習(xí)三第⑴、⑵、⑶題課外思考并《討論1》平拋物體飛行時間與什么有關(guān)？水平位移與什么有關(guān)一。《討論2》伽利略在1638年寫的《兩種新科學(xué)的對話》一書中說,一顆石子從船上一根桅桿頂上落下時，不論船是靜止的還是勻速航行的，它都將落在桅桿的腳下,并親自做了這個實驗。請用平拋運動的規(guī)律解釋這一現(xiàn)象.并能舉出生活中相似的實例。

2.練習(xí)三第⑷、⑸、⑹、⑺題做在練習(xí)本上。【教學(xué)說明】

1.”引入“是一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性和激發(fā)求知欲,都有 不可估量的作用.從己知到未知,是一般的引入方法,話語應(yīng)簡潔且具有啟發(fā)性.”平拋物體的運動"這節(jié)課所需的準(zhǔn)備知識是：運動的合成、牛頓運動定律、物體做曲線運動的條件和直線運動的一些知識。所以,在引入時只需簡單幾句話就能達(dá)到激發(fā)學(xué)生求知欲的目標(biāo),使學(xué)生產(chǎn)生躍躍欲試的心理狀態(tài).2.做好演示實驗和分析好閃光照片是新課學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.從實驗事實出發(fā)，觀察現(xiàn)象初 步分析、進(jìn)行猜測、而后再實驗研究得出規(guī)律、之后還需重復(fù)實驗鑒別結(jié)論、最終要追求統(tǒng)一。這是一條研究物理科學(xué)規(guī)律的一般方法,也是本課教學(xué)主線.教師應(yīng)給予特別重視..3.學(xué)生應(yīng)在教師引導(dǎo)下,主動獲取知識、.培養(yǎng)能力、學(xué)會學(xué)習(xí)和科研的方法.這既有 利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,也有利于使學(xué)生獲得成就感.所以本教案在觀察現(xiàn)象初步分析、猜測、實驗研究、推導(dǎo)規(guī)律階段都交給學(xué)生自主完成.4.本節(jié)課的重點是掌握平拋運動的分解方法.要使學(xué)生能夠理解平拋運動為什么可 以分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動.教材己從理論和實驗兩方面提供了素材.因此,我們既要做好演示實驗和演示課件,還要注意理論上的簡單分析.對于基礎(chǔ)較好,能力較強(qiáng)的學(xué)生,這種理論分析可以在生生互動的討論過程中進(jìn)行.5.在學(xué)生明確平拋運動是兩個分運動的合運動后,對于平拋運動的計算公式,如飛行 時間、水平距離等，可引導(dǎo)學(xué)生日己分析推導(dǎo)得出,并可依據(jù)公式畫出它的軌跡,而不必死記硬背.有可能時，討論中應(yīng)明確下述幾個問題,對鞏固本課更為有益

⑴飛行時間由豎直分運動即自由落體運動決定,因而飛行時間t決定于高度h,而與水平方向的分運動無關(guān).也就是說,無論以多大的水平速度拋出的物體（小于第一宇宙速度）只要高度相同,都將同時落地;水平飛行距離與水平初速及飛行時間都有關(guān)系.本節(jié)課例題和練習(xí)三的第1、2、3題都是這方面的討論題.（建議留著課外思考鞏固）.⑵平拋運動在任一時刻的速度是它的兩個分運動在這一時刻速度的合成.它的大小和 方向需用平行四邊形定則計算得出,它的方向時刻變化.平拋運動的速度不能直接用勻變速直線運動公式得出。

第三篇：[高一物理教案9-4]

[高一物理教案9-4]

教案9-4 單擺

第1課時

一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識目標(biāo)：

（1）知道什么是單擺；

（2）理解單擺振動的回復(fù)力來源及做簡諧運動的條件；

（3）知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握單擺振動的周期公式，并能用公式解題。2．能力目標(biāo)：

觀察演示實驗，概括出影響周期的因素，培養(yǎng)由實驗現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力。

二、教學(xué)重點、難點分析

1．本課重點在于掌握好單擺的周期公式及其成立條件。2．本課難點在于單擺回復(fù)力的分析。

解決方案：通過課堂實驗和課件演示以及鞏固練習(xí)來突破重難點，同時引導(dǎo)學(xué)生看書

三、教學(xué)方法

讀書指導(dǎo)，猜想證明，實驗對比，計算機(jī)輔助教學(xué)

四、教具

兩個單擺（擺長相同，質(zhì)量不同），計算機(jī)，大屏幕，自制CAI課件

五、教學(xué)過程（－）引入新課

在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，知道彈簧振子做簡諧運動。那么：物體做簡諧運動的條件是什么？

答：物體做機(jī)械振動，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。

今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動——單擺的運動

（二）進(jìn)行新課

1、閱讀課本第167頁到168頁第一段，思考：什么是單擺？（學(xué)生閱讀畢，出示三個擺，問： 以下三個擺是否是單擺？）

生一：不是，橡皮筋的伸長不可忽略 生二：不是，粗麻繩的質(zhì)量不可忽略 生三：不是，繩長不是遠(yuǎn)大于小球直徑

答：一根細(xì)線上端固定，下端系著一個小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長和質(zhì)量可以忽略，細(xì)線的長度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。

（教師拿出單擺展示，同時演示單擺振動，介紹單擺構(gòu)成）

物理上的單擺，是在一個固定的懸點下，用一根不可伸長的細(xì)繩，系住一個一定質(zhì)量的質(zhì)點，在豎直平面內(nèi)擺動。所以，實際的單擺要求繩子輕而長，擺球要小而重。擺長指的是從懸點到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動類似于鐘擺振動。擺球靜止時所處的位置就是單擺的平衡位置。

物體做機(jī)械振動，必然受到回復(fù)力的作用，彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機(jī)械振動，思考：

單擺的回復(fù)力由誰來提供，如何表示？（教師畫受力圖。）

1）平衡位置

當(dāng)擺球靜止在平衡位置O點時，細(xì)線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點就是擺球的平衡位置。

2）回復(fù)力

將擺球拉離O點，從A位置釋放，擺球在細(xì)線的拉力F和重力G的作用下,沿AOA’圓弧在平衡點O附近來回振動，當(dāng)擺球運動到任一位置P時，此時擺球受重力G，拉力F作用，由于擺球沿圓弧運動，所以將重力分解成切線方向分力G1；和沿半徑方向G2，重力分力G

1圖２ 不論是在O左側(cè)還是右側(cè)始終指向平衡位置，而且正是在G1作用下擺球才能回到平衡位置。（此處：平衡位置是回復(fù)力為零的位置。）因此G1就是擺球的回復(fù)力。

單擺的回復(fù)力F回=G1=mg sinθ，單擺的振動是不是簡諧運動呢？

單擺受到的回復(fù)力F回=mg sinθ，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sinθ也增大，但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運動。但是，在θ值較小的情況下（一般取θ≤10°），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為 sinθ=X/ L，近似的有F= mg sinθ=(mg /L)x = k x（k=mg/L）,又回復(fù)力的方向始終指向O點，與位移方向相反，滿足簡諧運動的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動，F(xiàn) =k x（k=mg/L）為簡諧運動。所以，當(dāng)θ≤10°時，單擺振動是簡諧運動。

條件：擺角θ≤10°

位移大時，單擺的回復(fù)力大，位移小，回復(fù)力小，當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時，單擺的位移為0，回復(fù)力也為0，思考：此時，單擺所受的合外力是否為0？

（學(xué)生思考，回答，根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)。）

單擺此時做的是圓周運動，做圓周運動的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導(dǎo)學(xué)生思考，單擺作圓周運動的向心力從何而來？）。在平衡位置，擺球受繩的拉力F和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的合力充當(dāng)向心力。

所以，單擺經(jīng)過平衡位置時，受到的回復(fù)力為0，但是所受的合外力不為0。3．單擺的周期

我們知道做機(jī)械振動的物體都有振動周期，請思考： 單擺的周期受那些因素的影響呢？（引導(dǎo)學(xué)生猜想）

生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關(guān)。

單擺的周期是否和這些因素有關(guān)呢？下面我們用實驗來證實我們的猜想 為了減小對實驗的干擾，每次實驗中我們只改變一個物理量，這種研究問題的方法就是——控制變量法。首先，我們研究擺球的質(zhì)量對單擺周期的影響：

那么就先來看一下擺球質(zhì)量不同，擺長和振幅相同，單擺振動周期是不是相同。［演示1］將擺長相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。

現(xiàn)象：兩擺球擺動是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，不會受影響。這個實驗主要是為研究屬于簡諧運動的單擺振動的周期，所以擺角不要超過10°。

接下來看一下振幅對周期的影響。

［演示2］擺角小于10°的情況下，把兩個擺球從不同高度釋放。（由一名學(xué)生來完成實驗驗證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：擺球同步振動，說明單擺振動的周期和振幅無關(guān)。

剛才做過的兩個演示實驗，證實了如果兩個擺擺長相等，單擺振動周期和擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)。如果擺長L不等，改變了這個條件會不會影響周期？

［演示3］取擺長不同，兩個擺球從某一高度同時釋放，注意要θ≤10°。（由一名學(xué)生來完成實驗驗證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：兩擺振動不同步，而且擺長越長，振動就越慢。這說明單擺振動和擺長有關(guān)。

具體有什么關(guān)系呢？荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動，在大量可靠的實驗基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：單擺的周期和擺長l的平方根成正比，和重力加速度g的平方根成反比，周期公式：

同時這個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運動的前提下，條件：擺角θ≤10° 由周期公式我們看到T與兩個因素有關(guān)，當(dāng)g一定，T與T與

成正比；當(dāng)L一定，成反比；L，g都一定，T就一定了，對應(yīng)每一個單擺有一個固有周期T，周期的應(yīng)用：單擺周期的這種周期和振幅無關(guān)的性質(zhì)，叫做等時性。單擺的等時性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的。（此處可以講一下伽利略發(fā)現(xiàn)單擺等時性的，最早是由伽利略從教堂的燈的擺動發(fā)現(xiàn)的。）鐘擺的擺動就具有這種性質(zhì)，擺鐘也是根據(jù)這個原理制成的，如果條件改變了，比如說擺鐘走得慢了，那么就要把擺長調(diào)整一下，應(yīng)縮短L，使T減小；如果這個鐘在北京走得好好的，帶到廣州去會怎么樣？由于廣州g小于北京的g值，所以T變大，鐘也會走慢；同樣，把鐘帶到月球上鐘也會變慢。

我們還可以根據(jù)這個周期公式測某地的重力加速度，由公式可知只要測出單擺的擺長、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

（三）課件演示

通過課件演示，再現(xiàn)本課內(nèi)容，形象直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到知識鞏固，理論升華的教學(xué)目的。

（四）課堂小結(jié)

本節(jié)課主要講了單擺振動的規(guī)律，只有在θ<10°時單擺振動才是簡諧運動；單擺振動周期，當(dāng)g一定，T與成正比；當(dāng)L一定，T與成反比。我們還可以根據(jù)這個周期公式測某地的重力加速度，由公式可知只要測出單擺的擺長、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

附：

例 1：已知某單擺的擺長為L，振動周期為T，試表示出單擺所在地的重力加速度g.例 2：有兩個單擺，甲擺振動了15次的同時，乙擺振動了5次，則甲乙兩個擺的擺長之比為_________ 練習(xí)

1． 振動的單擺小球通過平衡位置時，下例有關(guān)小球受到回復(fù)力的方向或數(shù)值說法正確的是：（）

A 指向地面

B 指向懸點

C 數(shù)值為零

D 垂直于擺線 2． 下面那種情況下，單擺的周期會增大？（）A 增大擺球質(zhì)量

B 縮短擺長

C 減小振幅

D 將單擺由山下移至山頂

3．一個單擺的振動周期是2S，求下列作簡諧運動情況下單擺的周期(1)擺長縮短為原來的1/4，單擺的周期為________s(2)擺球的質(zhì)量減為原來的1/4，單擺的周期為________ s(3)振幅減為原來的1/4，單擺的周期為________ s 4．把一個擺長為2.5m的單擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度為1.6m/s，這個單擺的周期是多大？

5．用擺長為24.8cm的單擺測定某地的重力加速度，測得完成120次全振動所用的時間為120 s，求該地的重力加速度。

6．甲乙兩個單擺的擺長之比是 4∶1，質(zhì)量之比是1∶2，那么在甲擺振動5次的時間里，乙擺動了________次？

第四篇：[高一物理教案9-7]

[高一物理教案9-7]

教案9-7 受迫振動 共振

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知道什么是受迫振動，知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率.2.知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件，知道共振的應(yīng)用和防止的實例.二、教學(xué)重點、難點分析

1．理解受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率。2．掌握共振的條件及其應(yīng)用。

三、教具

受迫振動演示器，共振演示器，兩個頻率相等的音叉

四、教學(xué)方法

實驗觀察、講授

五、教學(xué)過程（－）引入新課

上節(jié)課講了阻尼振動，在外力使彈簧振子的小球和單擺的擺球偏離平衡位置后，它們就在系統(tǒng)內(nèi)部的彈力或重力作用下振動起來，不再需要外力的推動，這種振動叫做自由振動，由于阻力不可避免，這樣的振動最終都會停下來。那么我們有無使它們振幅不減小的辦法呢？（提問）那就是給系統(tǒng)不斷補(bǔ)充能量，即給系統(tǒng)一個周期性的外力，使該外力對系統(tǒng)做功來不斷補(bǔ)充系統(tǒng)所損失的能量，使其不斷振動下去，這種振動叫受迫振動，這就是本節(jié)課我們要研究的內(nèi)容。【板書】七 受迫振動 共振

（二）進(jìn)行新課 【演示1】受迫振動：課本圖9－29所示裝置中彈簧下面懸掛著重物，放手后讓它振動，由于阻尼作用，重物很快停止振動，如果不斷地轉(zhuǎn)動搖把，即用周期性的外力作用于振動的物體，重物就會不斷地振動，這就是受迫振動。

【板書】

1、受迫振動

（1）驅(qū)動力：維持受迫振動的周期性外力叫做驅(qū)動力。（2）受迫振動：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動叫做受迫振動。提問：“請同學(xué)們舉出你所知道的受迫振動的例子。”

學(xué)生舉例：跳水運動員在跳板上行走時跳板所發(fā)生的振動；機(jī)器工作時機(jī)器底座所發(fā)生的振動，都是由于受到外界驅(qū)動力作用下所做的受迫振動。那么做受迫振動的物體在振動時的頻率由什么決定呢？請同學(xué)們進(jìn)一步觀察實驗。

（以日常生活中的實例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，【演示2】受迫振動

把重物提到某一高度，放手后讓它做自由振動，記住它的振動頻率（或周期），這個頻率是系統(tǒng)的固有頻率，然后以各種不同速度轉(zhuǎn)動搖把，振子做受迫振動的周期也隨之改變，轉(zhuǎn)速大，振子振動的頻率也隨之增大，由此得出結(jié)論。

【板書】（3）物體受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān)。

振子的固有頻率由什么決定的呢？任何物體都有自身的特殊的結(jié)構(gòu)，它們的固有頻率是由這些結(jié)構(gòu)所決定的，單擺的固有頻率是由擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人鶝Q定的，彈簧振子的固有頻率是由彈簧和小球所決定的，而與外界無關(guān)。

雖然物體做受迫振動的頻率是由驅(qū)動力頻率決定的，而與物體的固的頻率無關(guān)，但物體做受迫振動的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢？

【演示3】共振

在一根張緊的繩子上掛幾個擺（課本圖9－30），其中A、B、C的擺長相等．當(dāng)A擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力．當(dāng)A擺動的時候，其余各擺也隨之做受迫振動，而此時驅(qū)動力的頻率就是A擺的固有頻率． 實驗表明，固有頻率跟驅(qū)動力頻率相等的B擺和C擺振幅最大；固有頻率跟驅(qū)動力相差最大的D擺振幅最小．由此得出結(jié)論：做受迫振動的物體振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系曲線．當(dāng)驅(qū)動力的頻率f與物體的固有頻率f′接近時，物體的振幅越大；當(dāng)物體所受的驅(qū)動力頻率與物體的固有頻率相等時，物體振動振幅最大．在做實驗1時，我們也看到當(dāng)把手轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時，即驅(qū)動力的頻率等于振子的固有頻率時，振子振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振．

【板書】

2、共振

（1）共振：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。

【演示4】聲音的共鳴（課本圖 9－32）．

取兩個頻率相同的音叉A和B，相隔不遠(yuǎn)并排放在桌上，打擊音叉A的叉股，使它發(fā)聲．過一會兒，用手按住音叉A的叉股，使它停止發(fā)音，可以聽到?jīng)]有被敲的音叉B發(fā)出了聲音．如果在音叉B的叉股上套上一個套管來改變B叉的固有頻率，重復(fù)上述實驗，就聽不到音叉B發(fā)出的聲音．

如何來解釋這種現(xiàn)象呢？音叉A振動后，在空氣中激起聲波，聲波傳到B后，給B一個周期性的驅(qū)動力．由于驅(qū)動力的頻率跟音叉B的固有頻率相等，于是B發(fā)生共振，發(fā)出聲音．這種聲音的共振現(xiàn)象叫做共鳴．

【板書】（2）共鳴

音叉下面所裝的空箱叫共鳴箱，音叉發(fā)聲后，共鳴箱發(fā)生共鳴，可以使音叉的聲音加強(qiáng)，家用的音箱的原理類似于此．

在日常生活、生產(chǎn)中有些共振對人類有益，有些共振對人類有害，如何利用共振和防止共振呢？

【板書】（3）共振的應(yīng)用和防止

共振現(xiàn)象有許多應(yīng)用，把一些不同長度的鋼片裝在同一個支架上，可用于制成測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計．使轉(zhuǎn)速計與開動著的機(jī)器緊密接觸，機(jī)器振動引起轉(zhuǎn)速計的輕微振動，這時固有頻率與機(jī)器運轉(zhuǎn)頻率相同的那片鋼片發(fā)生共振，有較大的振幅．若已知鋼片的固有頻率，就可知道機(jī)器的轉(zhuǎn)速．

共振篩（課本圖9－33）也是利用共振現(xiàn)象制成的．把篩子用四根彈簧支起來，在篩架上安裝一個偏心輪，就成了共振篩．偏心輪在發(fā)動機(jī)的帶動下發(fā)生轉(zhuǎn)動時，適當(dāng)調(diào)節(jié)偏心輪的轉(zhuǎn)速，可以使篩子受到驅(qū)動力的頻率接近篩子的固有頻率，這時篩子發(fā)生共振，有較大的振幅，提高了篩除雜物的效率．

在某些情況下，共振也可能造成損害．軍隊或火車過轎時，整齊的步伐或車輪對鐵軌接頭處的撞擊會對橋梁產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，如果驅(qū)動力的頻率接近橋梁的固有頻率，就可能使橋梁的振幅顯著增大，以致使橋梁發(fā)生斷裂．因此，部隊過橋要用便步，以免產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力．火車過橋要慢開，使驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率．

輪船航行時，如果所受波浪沖擊力的頻率接近輪船左右搖擺的固有頻率，可能使輪船傾覆，這時可以改變輪船的航向和速度，使波浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的固有頻率．

機(jī)器運轉(zhuǎn)時，零部件的運動（如活塞的運動、輪的轉(zhuǎn)動）會產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，如果驅(qū)動力的頻率接近機(jī)器本身或支持物的固有頻率，就會發(fā)生共振，使機(jī)器或支持物受到損壞．這時要采取措施，如調(diào)節(jié)機(jī)器轉(zhuǎn)速，使驅(qū)動力的頻率與機(jī)器或支持物的固有頻率不一致．同樣，廠房建筑物的固有頻率也不能處在機(jī)器所能引起的振動頻率范圍之內(nèi)．

總之，在需要利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；在需要防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好．

（三）鞏固練習(xí)

1．A、B兩個單擺，A擺的固有頻率為f, B擺的固有頻率為 4f．若讓它們在頻率為 5f的驅(qū)動力作用下做受迫振動，那么 A、B兩個單擺比較

A．A擺的振幅較大，振動頻率為f． B．B擺的振幅較大，振動頻率為 4f． C．A擺的振幅較大，振動頻率為 5f． D．B擺的振幅較大，振動頻率為 5f．

2．一船在海上以某速度朝東北方向行駛，正遇上自北向南的海浪，海浪每分鐘拍打船體15次，船在水中振動的固有周期是6s，為避免發(fā)生共振，以下可采用的四種措施中，最有效的是

A．把船改向東航行，并使船速增大． B．把船改向東航行，并使船速減小． C．把船改向北航行，并使船速增大． D．把船改向北航行，并使船速減小．

3．支持車廂的彈簧固有頻率是2 Hz，列車行駛在鐵軌長度為12.5 m的鐵路上，當(dāng)行駛速度為多大時，車廂振動最強(qiáng)烈？

（四）作業(yè)

1．復(fù)習(xí)本節(jié)課文，聯(lián)系實際列舉幾個共振的應(yīng)用和防止實例． 2．練習(xí)七第（1）、（2）題做在作業(yè)本上． 參考題

1、洗衣機(jī)在把衣服脫水完畢撥掉電源后，電動機(jī)還要轉(zhuǎn)動一會兒才能停下來．在撥掉電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先振動得比較小，然后有一陣子振動得很劇烈，再慢慢振動又減小直至停下來．其間振動劇烈的原因是

A．洗衣機(jī)沒有放平穩(wěn)． B．電動機(jī)有一陣子轉(zhuǎn)快了．

C．電動機(jī)轉(zhuǎn)動的頻率和洗衣機(jī)的固有頻率相近或相等． D．這只是一種偶然現(xiàn)象．

2．“洗”是古代人用金屬制造的形似現(xiàn)在洗臉盆一樣的東西．盆底鑄有四條魚，叫魚洗．注入魚洗一半以上容量的水，用手有節(jié)奏地摩擦盆上的兩耳，盆會像擊鐘一樣振動起來，發(fā)出嗡嗡的聲音，同時水產(chǎn)生激蕩的波紋，形成一定的圖案．在振動強(qiáng)烈時，盆里像有幾條活魚一樣，不僅攪得浪花蕩漾，而且還有許多小水珠從魚口處向上噴．試解釋此現(xiàn)象．

說明：

1.教學(xué)中應(yīng)該充分發(fā)揮實驗的作用，使學(xué)生理解物體在做受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系，以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時，振動的特點.2．在做共振實驗時，也可以用如下的實驗代替課本中圖9-33的實驗。即在同一塊薄木板上固定許多長度不同，但質(zhì)地、粗細(xì)相同的小木棒，振動其中的一個，觀察其他小木棒哪一個振動得最劇烈。

3．注意引導(dǎo)學(xué)生多思考一下共振在實際中的應(yīng)用(如樂器的共鳴箱等)以及避免共振的做法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和習(xí)慣。

第五篇：高一物理教案 質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系

高一物理教案 質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.掌握質(zhì)點的概念，能夠判斷什么樣的物體可視為質(zhì)點。

2.知道參考系的概念，并能判斷物體在不同參考系下的運動情況。

3.認(rèn)識坐標(biāo)系，并能建立坐標(biāo)系來確定物體的位置及位置變化。

4.認(rèn)清時刻與時間的區(qū)別和聯(lián)系。

5.掌握位移和路程兩個概念及他們的區(qū)別。

6.知道什么是矢量和標(biāo)量。

【自主學(xué)習(xí)】

1、質(zhì)點： ⑴們在研究物體的運動時，在某些特定情況下，可以不考慮物體的 和，把它簡化為一個，稱為質(zhì)點

⑵它是一種科學(xué)的抽象，一種理想化的物理模型，客觀并不存在。

2、參考系：

⑴定義：為了研究物體的運動而 的物體。

⑵同一個運動，如果選不同的物體作參考系，觀察到的運動情況可能不相同。例如：甲、乙兩輛汽車由西向東沿同一直線，以相同的速度15m/s并列行駛著.若兩車都以路旁的樹木作參考系，則兩車都是以15m/s速度向東行駛;若甲、乙兩車互為參考系，則它們都是 的.⑶參考系的選取原則上是任意的，但在實際問題中，以研究問題方便、對運動的描述盡可能簡單為原則;研究地面上運動的物體，一般選取 為參考系。

3.時刻和時間間隔 時刻和時間間隔既有聯(lián)系又有區(qū)別，在表示時間的數(shù)軸上，時刻用 表示，時間間隔用 表示，時刻與物體的 相對應(yīng)，表示某一瞬間;時間間隔與物體的 相對應(yīng)，表示某一過程(即兩個時刻的間隔)。

注意區(qū)分時刻和時間：

如：第4s末、第5s初(也為第4s末)等指的是4s內(nèi)(0至第4s末)、第4s內(nèi)(第3s末至4s末)、第2s至第4s內(nèi)(第2s末至第4s末)等指的是。

4.路程和位移 路程是物體運動軌跡的，位移是用來表示物體(質(zhì)點)的 的物理量，位移只與物體的 有關(guān)，而與質(zhì)點在運動過程中所經(jīng)歷的 無關(guān)，物體的位移可以這樣表示：從 到 作一條有向線段，有向線段的長度表示位移的，有向線段的方向表示位移的。

注意區(qū)分位移和路程：

5.矢量和標(biāo)量 既有 又有 的物理量叫做矢量，只有大小沒有方向的物理量叫做。矢量相加與標(biāo)量相加遵守不同的法則，兩個標(biāo)量相加遵從 的法則，矢量相加的法則與此不同。

知識點一：質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系

【思考與交流】

A級1.下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是()

A.質(zhì)點就是質(zhì)量很小的物體

B.質(zhì)點就是體積很小的物體

C.因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中心的點沒有區(qū)別

D.如果物體的大小和形狀對所研究的問題是無關(guān)緊要的因素時，即可把物體看成質(zhì)點

2.在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點()

A.研究某學(xué)生騎車由學(xué)校回家的速度

B.對這名學(xué)生騎車姿勢進(jìn)行生理學(xué)分析

C.研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡 D.研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面

3.關(guān)于參考系的選取，下列說法正確的是()

A.參考系必須選取靜止不動的物體B.參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的

C.在空中運動的物體不能作為參考系D.任何物體都可以作為參考系

4.下列關(guān)于參考系的描述中，正確的是()

A.參考系必須是和地面連在一起的物體

B.被研究的物體必須沿與參考系的連線運動

C.參考系必須是正在做勻速直線運動的物體或是相對于地面靜止的物體

D.參考系是為了研究物體的運動而假定為不動的那個物體

5.兩輛汽車在平直公路上行駛，甲車內(nèi)的人看見窗外樹木向東移動，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運動.如果以大地為參考系.上述事實說明()

A、甲車向西運動，乙車不動 B、乙車向西運動，甲車不動

C、甲車向西運動，乙車向東運動 D、甲，乙兩車以相同的速度都向西運動

6.關(guān)于坐標(biāo)系，下列說法正確的是()

A.建立坐標(biāo)系是為了定量描寫物體的位置和位置變化

B.坐標(biāo)系都是建立在參考系上的

C.坐標(biāo)系的建立與參考系無關(guān)

D.物體在平面內(nèi)做曲線運動，需要用平面直角坐標(biāo)系才能確定其位置

7.一物體從O點出發(fā)，沿東偏北30度的方向運動10 m至A點，然后又向正南方向運動5 m至B點。(sin30=0.5)

(1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系，描述出該物體的運動軌跡;

(2)依據(jù)建立的坐標(biāo)系，分別求出A、B兩點的坐標(biāo)。

【總結(jié)與反思】

知識點二：時間和位移

【思考與交流】

1.以下的計時數(shù)據(jù)，指時間間隔的是()

A.學(xué)校每天7：30準(zhǔn)時上課 B.每節(jié)課45 min

C.物理考試9：40結(jié)束 D.周末文藝晚會18：40開始

2.第5秒內(nèi)表示的是_____秒的時間，第5秒末和第6秒初表示的是__________時刻，5秒內(nèi)和第5秒內(nèi)表示的是___________的時間。3.下列關(guān)于位移和路程的說法，正確的是()

A.位移和路程總是大小相等，但位移是矢量，路程是標(biāo)量

B.位移是描述直線運動的，路程是描述曲線運動的

C.位移只取決于始末位置，而路程還與實際運動的路線有關(guān)

D.物體的路程總大于或等于位移的大小

4.以下說法中正確的是()

A、兩個物體通過的路程相同，則它們的位移大小也一定相同。

B、兩個物體通過的路程不相同，但位移的大小和方向可能都相同。

C、一個物體在某一方向運動中，其位移大小可能大于所通過的路程。

D、如物體做單一方向的直線運動，位移的大小就等于路程。

5.關(guān)于質(zhì)點的位移和路程，下列說法正確的是()

A.位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點的運動方向

B.路程是標(biāo)量，路程即位移的大小

C.質(zhì)點做單向直線運動時，路程等于位移的大小

D.位移大小不會比路程大

6.下列關(guān)于矢量(位移)和標(biāo)量(溫度)的說法中，正確的是()

A.兩運動物體的位移大小均為30 m，這兩個位移不一定相同

B.做直線運動的兩物體的位移X甲=3 m，X乙=-5 m，則X甲X乙

C.溫度計讀數(shù)有正有負(fù)，其正負(fù)號表示方向

D.溫度計讀數(shù)的正負(fù)號表示溫度高低，不能說表示方向 【總結(jié)與反思】

【基礎(chǔ)訓(xùn)練】

1.下列情況中的物體，可以看作質(zhì)點的是()

A.研究地球的自轉(zhuǎn) B.研究旋轉(zhuǎn)中的乒乓球

C.研究花樣滑冰運動員 D.研究從斜面上下滑的物體

2.如圖所示，一物體沿3條不同的路徑由A運動到B，則沿哪條路徑運動時的位移較大()

A.沿1較大

B.沿2較大

C.沿3較大

D.都一樣大

3.甲、乙、丙三個觀察者，同時觀察一個物體的運動。甲說：它在做勻速運動。乙說：它是靜止的。丙說：它在做加速運動。這三個人的說法()

A、在任何情況下都不對B、三個中總有一人或兩人是講錯的

C、如果選擇同一參照系，那么三人的說法就都對了

D、如果各自選擇自己的參照系，那么三人的說法就都對了

4.對位移和路程的正確說法是()

A.位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點運動的方向。B.路程是標(biāo)量，即位移的大小

C.質(zhì)點作直線運動，路程等于位移的大小D.質(zhì)點位移的大小不會比路程大

5.關(guān)于時間與時刻，下列說法正確的是()

A.作息時間表上標(biāo)出上午8:00開始上課，這里的8:00指的是時間 B.上午第一節(jié)課從8:00到8:45，這里指的是時間

C.電臺報時時說：現(xiàn)在是北京時間8點整，這里實際上指的是時刻

D.在有些情況下，時間就是時刻，時刻就是時間

6、在研究下列哪些運動時，指定的物體可以看作質(zhì)點()

A.從廣州到北京運行中的火車 B.研究車輪自轉(zhuǎn)情況時的車輪.C.研究地球繞太陽運動時的地球 D.研究地球自轉(zhuǎn)運動時的地球

7.從高為5 m處以某一初速度豎直向下拋出一個小球，在與地面相碰后彈起，上升到高為2 m處被接住，則這一段過程中()

A.小球的位移為3 m，方向豎直向下，路程為7 m

B.小球的位移為7 m，方向豎直向上，路程為7 m

C.小球的位移為3 m，方向豎直向下，路程為3 m

D.小球的位移為7 m，方向豎直向上，路程為3 m