第一章 2 位置 位移（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（教科版）

该高中物理课件围绕位置、位移核心内容，系统涵盖坐标系建立、位移与路程辨析、矢量标量区别及位移-时间图像应用。通过汽车、轮船等实例提问导入，引导学生从生活情境过渡到坐标系构建，再结合北京到重庆等案例对比路程与位移，形成递进式学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如蚂蚁爬行路径讨论、龟兔赛跑位移图像分析等实例，帮助学生通过模型建构和科学推理深化物理观念。采用表格对比、例题解析等方法，既助学生直观区分易混概念，也为教师提供丰富教学素材，提升课堂效率。

第 一 章 位置　位移 2 1.理解坐标系概念，会用坐标系描述质点的位置和位移。 2.理解位移的概念，知道位置、位移、路程等概念的区别与联系(重点)。 3.会用位移—时间图像描述物体的直线运动(重点)。 4.知道矢量与标量的区别(重难点)。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、确定质点位置的方法——坐标系 二、位移和路程　矢量和标量 三、位移—时间图像 < 一 > 确定质点位置的方法——坐标系 对于疾驶在高速公路上的汽车、航行在浩瀚大海中的轮船和翱翔在蔚蓝天空中的飞机，我们怎样确定它们在某个时刻的位置呢？ 答案　建立坐标系用坐标表示。 1.要准确地描述质点的　　　，需要建立坐标系，即按照规定的方法选取一组有序的数来描述它的　　　，这组有序的数就是“坐标”。 2.研究物体的直线运动时，只需要使用沿运动方向的　　　　　坐标系就可以准确地描述质点的位置；研究平面上物体的运动，需要建立____ 　　　坐标系；研究空间物体的运动，需要建立三维坐标系。 位置 位置 一维直线 平面 直角 返回 梳理与总结 < 二 > 位移和路程　矢量和标量 如图，某人从北京去重庆，可以选择不同的交通方式。既可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江而上。 三种出行方式路程是否相同？位置变化是否相同？ 答案　路程不同　位置变化相同 1.路程：物体运动　　　　　　。 2.位移： (1)物理意义：描述物体　　　　　的物理量。 (2)定义：由　　位置指向　　位置的有向线段。线段的长短表示位移的 　　　，箭头表示位移的　　　。 3.位移在一维坐标系中的表示 用两个坐标的差值即Δx＝x2－x1表示　　　。Δx的绝对值表示位移大小，Δx为正，表示位移方向与正方向　　　；Δx为负，表示位移方向与正方向　　　。 路线的长度 位置变化 初 末 大小 方向 位移 相同 相反 梳理与总结 4.矢量和标量 (1)标量：只有　　　没有　　　的物理量，如　　　、　　　、路程、 　　　等。 (2)矢量：既有　　　又有　　　的物理量，如力、　　　、　　　等。 (3)运算法则：标量加减遵循“　　　　　”，矢量的加减　　　　 (填“没有区别”或“有所区别”)。 大小 方向 质量 时间 温度 大小 方向 速度 位移 算术法则 有所区别 1.如图，假如蚂蚁从A点出发到达终点B，其位移大小为0.5 m，方向为东偏南30°，它爬行的路径可能有多少条？路程与位移大小的关系如何？ 答案　路径有无数条　路程大于等于位移的大小，当单向直线运动时路程等于位移的大小。 2.若蚂蚁恰好沿半径为R的圆爬行一周，则它的位移与路程各是多少？ 答案　位移为0　路程为2πR 讨论交流 位移和路程的区别与联系 项目 位移 路程 区别 物理意义 描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段 描述物体运动轨迹的长度 矢标性 矢量 标量 相关因素 由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关 既与物体的初、末位置有关，又与物体运动路径有关 联系 位移的大小不大于相应的路程，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 提炼·总结 　(2024·广元市高一期中)如图所示，一辆汽车在一条平直的马路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心左侧20 m处；过了2 s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴(x轴)，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向。 例1 (1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表： 观测时刻 t＝0 过2 s 再过3 s 位置坐标 x1＝　　　　  x2＝　　　　  x3＝　　　　  －20 m 0 30 m 将马路抽象为坐标轴，因为向右为x轴的正方向，所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，原点右侧的点的坐标为正值，所以可得： x1＝－20 m，x2＝0，x3＝30 m。 (2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少？这5 s内汽车的位移又是多少？ 答案　20 m，方向沿x轴正方向　30 m，方向沿x轴正方向　50 m，方向沿x轴正方向 前2 s内汽车的位移 Δx1＝x2－x1＝0－(－20 m)＝20 m 后3 s内汽车的位移 Δx2＝x3－x2＝30 m－0＝30 m 这5 s内汽车的位移 Δx＝x3－x1＝30 m－(－20 m)＝50 m 上述位移Δx1、Δx2和Δx都是矢量，大小分别为20 m、30 m和50 m，方向都向右，即方向均沿x轴正方向。 　(来自人教教材)从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5 m后回落，最后到达地面，如图所示。分别以地面和抛出点为原点建立一维坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格。 例2 坐标 原点 抛出点的坐标 最高点的坐标 落地点的坐标 从抛出点到最高点的位移 从最高点到落地点的位移 从抛出点到落地点的位移 地面 _____ _____ _____ _____ ______ ______ 抛出点 _____ _____ ______ _____ ______ ______ 3 m 8 m 0 5 m －8 m －3 m 0 5 m －3 m 5 m －8 m －3 m 返回 物体的位置坐标与坐标原点的选取有关；但位移与坐标原点的选取无关。 总结提升 < 三 > 位移—时间图像 一辆汽车沿平直公路行驶，汽车各个时刻的位置坐标列表如下。 答案　 时刻t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9 位置x/m 0 100 200 300 400 如图，以时刻t为横轴，以位置x为纵轴，建立直角坐标系，试结合表中汽车的时刻、位置信息在坐标系中描点，并用平滑的曲线连接起来。 1.位置—时间图像：在直角坐标系中选　　　为横轴，选　　　为纵轴，其上的图线就是位置—时间图像，是反映物体在任意时刻的位置的图像。 2.位移—时间图像：将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则各点的位置坐标就等于它们相对于起始位置的位移Δx，x－t图像就成为位移—时间图像。 3.x－t图像的物理意义：x－t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示物体在某时刻所处的　　　。 时间t 位置x 位置 梳理与总结 1.如图所示为甲、乙两物体的位移随时间变化的图像。 (1)甲、乙两物体是不是同时出发？是不是从同一位置出发？出发点的位置坐标是多少？ 答案　不是同时出发，甲在t＝0时刻出发，乙在t＝5 s时刻出发；不是从同一位置出发，甲从x＝15 m处出发，乙从坐标原点处出发。 (2)甲、乙两个物体在0~10 s内位移各为多少？ 答案　甲的位移大小Δx甲＝20 m－15 m＝5 m，乙的位移大小Δx乙＝20 m。 (3)两图线的交点表示什么？ 答案　两图线的交点表示t＝10 s时刻，甲、乙的位置相同，即两物体相遇。 讨论交流 2.物体的位移—时间图像是物体的运动轨迹吗？ 答案　不是。物体的x－t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体的运动轨迹。 x－t图像 1.x－t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹。 2.两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同，即相遇。 3.截距：图像不过原点O时，若图像在纵轴有截距，则截距表示开始计时时物体的初始位置坐标；若图像在横轴有截距，则截距表示出发时刻。 提炼·总结 　如图所示是某昆虫沿一条铁丝运动的x－t图像。回答下列问题： (1)求该昆虫7 s时间内的位移； 例3 答案　7 s内的位移为12 cm，方向与所规定的正方向相同； (2)该昆虫运动和休息的时间各是多少？ 答案　运动时间共3 s，休息时间共4 s。 　 (2024·遂宁市高一期中)一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图近似描述了汽车在0时刻到50 s这段时间的x－t图像。通过分析回答以下问题： (1)汽车最远位置距离出发点为　　　　 m；  例4 (2)汽车在　　　　时间内没有行驶；  (3)汽车在　　　　 时间内驶离出发点，在　　 时间内驶向出发点；  (4)汽车在50 s内的路程为　　 m，位移为　　　 m。 30 10~20 s 0~10 s、40~50 s 20~40 s 75 －15 返回 < 四 > 课时对点练 9 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 10 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B A BC BCD BD D 题号 7 8 9 10 11 答案 D D C C C 11 考点一　坐标系 1.(2024·南充市高一期中)一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向。小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是 A.2 m，-2 m，-1 m B.-2 m，2 m，1 m C.4 m，0 m，1 m D.-4 m，0 m，-1 m 基础对点练 √ 答案 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向，小球从距地面4 m高处落下，在坐标原点的上方，所以抛出点的位置坐标是-2 m；小球落到地面上，此时距离坐标原点为2 m，所以落地点的位置坐标是2 m；小球在距离地面1 m高处被接住，此时的小球在坐标原点的下方 1 m处，所以接住点的位置坐标是1 m，故A、C、D错误，B正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 考点二　位移和路程　矢量和标量 2.下列关于位移和路程的说法中正确的是 A.位移描述物体相对位置的变化，路程描述通过路径的长短 B.因为位移大小和路程不一定相等，所以位移不等于路程 C.位移的大小等于路程，方向由起点指向终点 D.位移描述直线运动，路程描述曲线运动 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 位移是矢量，大小等于初、末位置间的距离；路程是标量，大小等于运动轨迹的长度，所以位移描述物体相对位置的变化，路程描述物体运动路径的长短，故A正确； 位移是矢量，路程是标量，任何时候位移和路程都不相等，故B错误； 位移的大小等于初、末位置间的距离，路程等于运动轨迹的长度，两者不一定相等，故C错误； 位移和路程都可以描述直线运动和曲线运动，故D错误。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 3.(多选)(2025·内江市高一期中)小明参加了学校组织的定向越野活动。他从图中的O点出发，先向北走了3 km，又向东走了4 km到达了目的地。在此过程中，下列说法正确的是 A.小明的路程为5 km B.小明的路程为7 km C.小明的位移大小为5 km D.小明的位移大小为7 km √ √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 小明同学的路程为s=3 km+4 km=7 km，故A错误，B正确； 位移大小等于从初位置指向末位置的直线距离。则小明同学的位移大小为x= km=5 km，故C正确，D错误。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 4.(多选)某质点沿一直线做往返运动，如图所示，xOA=xAB=xCO=xDC=1 m，O点为x轴的原点，且质点由A点出发，向x轴的正方向运动至B点再反向沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是 A.质点在A→B→C过程中内发生的位移为2 m，方向沿x轴正方向，路程 为4 m B.质点在B→D过程中内发生的位移为-4 m，方向沿x轴负方向，路程为4 m C.当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标x=-2 m表示 D.当质点到达D点时，相对于A点的位移为-3 m √ √ √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 由于xAC=-2 m，因此质点在A→B→C的过程中，位移大小为2 m，位移方向沿x轴负方向，所以位移为-2 m，路程为4 m，故A错误； 在B→D的过程中，质点经过的路程为4 m，位移方向由B指向D，与正方向相反，沿x轴负方向，所以位移为-4 m，路程为4 m，故B正确； 当质点到达D点时，位置在原点的左侧，坐标为x=-2 m，故C正确； 当质点到达D点时，在A点左侧3 m处，相对于A点的位移为-3 m，故D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 5.(多选)(2024·内江市高一期中)关于矢量和标量，下列说法正确的是 A.甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同 B.描述矢量既要说明大小，又要指明方向 C.-7 m/s的速度比5 m/s的速度小 D.温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量 √ √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 因为位移是矢量，所以甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，但方向未知，则这两个物体的位移不一定相同，故A错误； 描述矢量既要说明大小，又要指明方向，故B正确； 速度是矢量，所以-7 m/s的速度比5 m/s的速度大，负号表示与正方向相反，故C错误； 温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量，故D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 考点三　位移—时间图像 6.(来自人教教材改编)一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图为汽车0~40 s时间内的x-t图像。下列说法正确的是 A.汽车最远位置距离出发点约为40米 B.汽车在10~20 s这段时间做匀速直线运动 C.汽车在0~20 s时间段内一直驶离出发点， 20~40 s时间段驶向出发点 D.汽车在0~40 s内通过的路程为60 m √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 由x-t图像可知，汽车最远位置距离出发点30 m，故A错误； 由x-t图像可知，10~20 s内汽车静止，汽车在0~10 s内运动的路程是30 m； 汽车在20~40 s内位移减小，驶向出发点，t=40 s时刻回到出发点，运动的路程是30 m，因此汽车运动的总路程是60 m，故B、C错误，D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 7.(2024·眉山市高一期中)在某次铅球比赛中，某运动员以18.62 m的成绩获得金牌。这里记录的成绩是指 A.比赛中铅球发生的位移大小 B.比赛中铅球经过的路程 C.既是铅球发生的位移大小，又是铅球经过的路程 D.既不是铅球发生的位移大小，也不是铅球经过的路程 能力综合练 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 铅球的运动轨迹如图中曲线所示，铅球的比赛成绩18.62 m是抛出点A在地面上的竖直投影点A'到落地点B的距离，而位移大小是有向线段的长度，路程是曲线AB的长度，故D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 8.(2024·乐山市高一期末)400 m比赛中运动员从错列的起跑线出发，全程分道赛跑，比赛的后程都经过跑道的直道部分，最后到达同一条终点线。下列说法正确的是 A.400 m比赛，外跑道的运动员的路程大 B.400 m比赛，不同跑道的运动员的位移相同 C.200 m比赛，不同跑道的运动员的位移相同 D.100 m比赛在直道上进行，运动员的位移大小与路程相等 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 400 m比赛中所有运动员的路程相同，A错误； 200 m和400 m比赛中，由于每位运动员的赛道不同，起点不同但终点线相同，则位移不相同，B、C错误； 100 m比赛是直线运动，则运动员的位移大小与路程相等，D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 9.(2024·南充市高一期中)如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别为 A.R，方向由A指向C；R B.R，方向由A指向C；R C.R，方向由A指向C；R D.R，方向由C指向A；R √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 物体的位移大小为线段AC的长度，根据几何关系可知：xAC==R，方向由A指向C；路程为一个半圆周长和一个四分之三圆周长之和，即s=×2πR+×2πR=πR，故A、B、D错误，C正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 10.龟兔赛跑的故事告诉我们做人不能骄傲，做事要坚持不懈。设乌龟与兔子在同一直线上运动，且兔子在比赛途中睡了一觉，作出它们的位移(x)-时间(t)图像如图所示，则下列说法正确的是 A.图线甲表示的是乌龟的运动 B.兔子先跑到终点 C.两图线的交点表示乌龟与兔子相遇 D.乌龟一直在追兔子 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 由题意可知，图线甲表示的是兔子的运动，故A错误； 由题可知，乌龟先跑到终点，故B错误；x-t图像的交点表示在同一位置，所以两图线的交点表示乌龟与兔子相遇，故C正确； 由题图可知，乌龟先追兔子，在某时刻后，兔子追乌龟，故D错误。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 11.如图，车轮半径为0.6 m的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为 A.1.2 m B.1.8 m C.2.2 m D.3.6 m 尖子生选练 气门芯从最高点第一次到达最低点过程中轮子向前运动半个周长，根据几何知识，位移大小为x=≈2.2 m，故选C。 √ 返回 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 答案 本课结束 第 一 章 $