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

2　位置　位移

[学习目标]　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)。

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位置，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位置，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一维直线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，需要建立平面直角坐标系；研究空间物体的运动，需要建立三维坐标系。

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：物体运动路线的长度。

2.位移：

(1)物理意义：描述物体位置变化的物理量。

(2)定义：由初位置指向末位置的有向线段。线段的长短表示位移的大小，箭头表示位移的方向。

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表示位移。Δx的绝对值表示位移大小，Δx为正，表示位移方向与正方向相同；Δx为负，表示位移方向与正方向相反。

4.矢量和标量

(1)标量：只有大小没有方向的物理量，如质量、时间、路程、温度等。

(2)矢量：既有大小又有方向的物理量，如力、速度、位移等。

(3)运算法则：标量加减遵循“算术法则”，矢量的加减有所区别(填“没有区别”或“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

位移和路程的区别与联系

 

例1　(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。

(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表：

 

(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　(1)－20 m　0　30 m　(2)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

解析　(1)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。

例2　(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。