第一章 第二节 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（粤教版）

本高中物理讲义聚焦“位置 位移”核心知识点，系统梳理从坐标系描述位置，到位移与路程的区别、矢量与标量的特性，再到用位移—时间图像分析直线运动的知识脉络，为学生构建运动学物理观念提供学习支架。 该资料通过导航路线、军训正步走等生活实例引发科学探究，借助对比表格和典型例题培养科学思维，课时对点练覆盖不同考点。课中助力教师引导学生理解概念，课后帮助学生查漏补缺，强化对位移、路程等物理观念的准确认知。

第二节　位置　位移 [学习目标]　1.会用坐标系描述物体的位置和位移。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.知道矢量与标量的区别。4.会用位移—时间图像描述物体的直线运动(重点)。 一、位置 1.位置是指运动质点某一时刻在空间所处的地方。 2.为了表示运动质点的位置，首先要选取一个参考系，然后在参考系上建立坐标系。 3.物体做直线运动时，其位置可用直线坐标系的坐标x表示。当x>0时，表示质点的位置在原点的右边；当x<0时，表示质点的位置在原点的左边。 例1　(2024·江门市高一期中)有一口井，水面距井口4 m，现用水桶从井中提水(如图)，水桶出井后又将其提升了1 m。选井口处为坐标原点，以水桶竖直向上提升的路线为x轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别为(　　) A.4 m，1 m B.-4 m，1 m C.5 m，0 D.-5 m，1 m 答案　B 解析　选井口处为坐标原点，向上为正方向，则水桶在水面时在井口的下方，离井口的距离为4 m，故坐标为-4 m；出井后，最后位置在井口上方1 m处，故坐标为1 m，B正确。 二、路程和位移　矢量和标量 打开导航软件，输入出发地点“广州白云国际机场”和目的地“祖庙”后，软件界面上会显示出多条不同的路线(如图所示)。三条不同路线路程相同吗？位置的变化一样吗？ 答案　路程不同，位置变化相同 1.(1)路程是物体运动轨迹的长度。 (2)路程只有大小，没有方向。 2.位移 (1)在物理学中就用位移来表示质点的位置变化。 (2)位移用从物体运动的起始位置指向末位置的有向线段来表示。 有向线段的长度表示位移的大小。 有向线段的方向表示位移的方向。 (3)位移有大小和方向。 3.直线运动的位置和位移 (1)位移可以用末位置(x)和起始位置(x0)的坐标之差(Δx)来表示，即s=Δx=x-x0。 (2)当Δx>0时，表示位移的方向与x轴正方向相同；当Δx<0时，表示位移的方向与x轴正方向相反。 4.矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移。 (2)标量：只有大小没有方向的物理量，如温度、质量、体积、长度、时间、路程等。 (3)矢量和标量的算法遵从不同(填“相同”或“不同”)法则。 1.位移与路程有什么区别？在什么情况下两者的量值相等？在什么情况下两者的量值不相等？ 答案　位移是矢量，路程是标量，当做单向直线运动时，路程等于位移的大小，即二者量值相等；当物体做非单向直线运动时，路程大于位移大小，即二者量值不相等。 2.物体在前半段的位移大小是3 m，后半段的位移大小是4 m，则总位移大小一定是7 m吗？ 答案　不一定 (1)一个物体一段时间内的位移为零，路程也一定为零。(　×　) (2)位移是描述直线运动的，路程是描述曲线运动的。(　×　) (3)路程就是位移的大小。(　×　) 例2　(2025·揭阳市高一校考)在军训时，小明同学从足球场中央A点出发，先向正南方向正步走s1=8 m，然后向左转沿正东方向正步走s2=6 m，到达B点。已知sin 37°=，求： (1)小明从A点到B点经过的路程s3； (2)小明从A点到B点发生的位移大小s4，并运用合理的方式描述该位移的方向。 答案　(1)14 m　(2)10 m　南偏东37° 解析　(1)小明从A点到B点经过的路程s3=8 m+6 m=14 m (2)小明的运动轨迹如图所示 小明从A点到B点发生的位移大小为s4= m=10 m，由图知tan θ=，解得θ=37°，方向为南偏东37°。 例3　田径场跑道周长是400 m， (1)百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员沿直线跑完全程的路程是　　　　　　 m，位移大小是　　　　　　 m。  (2)800米跑比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程　　　　　　，跑完全程的位移　　(均填“相同”或“不相同”)。请结合田径比赛规则想一想。  答案 　(1)100　100　(2)相同　不相同 解析　(1)百米赛跑中跑道是直道，则路程和位移大小均为100 m。 (2)不同跑道的运动员跑完全程的路程相同，均为800 m，但位移不相同。400 m跑道指的是位于第一跑道的运动员跑完一圈的实际路程为400 m。为了使各跑道上运动员的实际路程相同，比赛的终点取在同一位置，起点就不能取在同一位置了，所以位移不同。 位移和路程的区别与联系 　　项目 比较 位移 路程 区 别 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 矢量 标量 由物体的始、末位置决定，与物体运动路径无关 既与物体的始、末位置有关，也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 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如下。 时刻t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9 位置s/m 0 100 200 300 400 如图所示，以时间t为横轴，以位置s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。 答案　 1.位移—时间图像 以时间t为横坐标，以位移s为纵坐标，通过测得的数据在坐标纸上描点作图的方法来描述运动质点的位移随时间变化的情况。得到的图像称为位移—时间图像或s-t图像。 2.图像的物理意义 表示物体的位移随时间变化的规律。 3.由s-t图像可求： (1)任一时刻所对应的位置； (2)任意一段时间内的位移； (3)发生一段位移所用的时间。 4.s-t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。 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？是不是同一位置出发？出发点的位置坐标是多少？ (2)甲、乙两个物体在0~10 s内位移各为多少？ (3)两图线的交点表示什么？ 答案　(1)不是同时出发，甲在t=0时刻出发，乙在t=5 s时刻出发；不是同一位置出发，甲从s=15 m处出发，乙从坐标原点处出发。 (2)甲的位移大小Δs甲=20 m-15 m=5 m，乙的位移大小Δs乙=20 m。 (3)t=10 s时刻，甲、乙的位置相同，即两物体相遇。 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s-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。 例4　(多选)(2025·肇庆市校考)一遥控玩具汽车在平直路上运动的位移—时间图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.25 s内的位移大小为30 m B.10~15 s内汽车处于静止状态 C.前25 s内汽车在做单向直线运动 D.25秒内的路程是40 m 答案　BD 解析　根据图像可知25 s内的位移大小为20 m，故A错误；10~15 s内汽车位移始终不变，故处于静止状态，故B正确；0~10 s内汽车位移在增加，15 s后汽车的位移在减小，即在往回运动，汽车不是做单向直线运动，故C错误；25秒内的路程为s=30 m+(30-20)m=40 m，故D正确。 例5　(多选)如图所示为甲、乙两质点做直线运动的位移—时间图像，由图像可知(　　) A.甲、乙两质点在1 s末相遇 B.甲、乙两质点出发点相同 C.甲、乙两质点在第1 s内运动方向相反 D.在第4 s内，甲的位移比乙的位移大 答案　AC 解析　由题图知甲、乙两质点1 s末在同一位置，即此时刻相遇，A项正确；甲的出发点为s=8 m处，乙的出发点为s=0处，B项错误；在第1 s内甲、乙的运动方向相反，C项正确；第4 s内甲的位移大小为2 m，乙的位移大小为3 m，D项错误。 课时对点练 [分值：60分] 　[1~7题，每题4分] 考点一　位置　坐标系 1.(2024·普宁市高一校考)一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回后，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，如图所示。则小球的抛出点、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 答案　B 解析　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高处开始下落，在坐标原点的上方2 m处，所以抛出点的位置坐标是-2 m；小球落到地面上，此时在坐标原点下方2 m处，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。 考点二　位移和路程　矢量和标量 2.下列关于位移和温度的说法中正确的是(　　) A.两物体的位移大小均为30 m，这两个位移一定相同 B.做直线运动的两物体甲、乙的位移分别为s甲=3 m，s乙=-5 m，则甲的位移大于乙的位移 C.温度计读数有正有负，其正、负号表示温度的方向 D.温度计读数t1=3 ℃，t2=-5 ℃，则t1>t2 答案　D 3.(2024·揭阳市高一期末)关于位移和路程，下列说法中正确的是(　　) A.路程是标量，位移是矢量 B.物体运动的路程不大于位移的大小 C.质点路程为零时，位移不一定为零 D.质点运动的位移为零时，其运动的路程也为零 答案　A 解析　路程是标量，位移是矢量，故A正确；路程是物体的运动轨迹，位移的大小是两点间的直线距离，根据几何关系可知物体运动的路程不小于位移的大小，故B错误；质点路程为零时，质点没有运动，其位移一定为零，故C错误；质点运动的位移为零时，其运动的路程不一定为零。例如，质点绕圆形轨道运动一圈，位移为零，路程不等于零，故D错误。 4.(2024·深圳市高一期中)从离地面3 m高处竖直向上抛出一个小球，它上升7 m后回落，最后到达地面。此过程中(　　) A.小球通过的路程是13 m B.小球的位移大小是17 m C.小球的位移大小是4 m D.小球的位移方向竖直向下 答案　D 解析　小球通过的路程为s=7 m+10 m=17 m，位移大小为3 m，方向竖直向下，故选D。 5.煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底，然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井，最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上，则此次巡检中安检员(　　) A.发生的位移是200 m，方向向东；通过的路程是160 m B.发生的位移是400 m，方向向东；通过的路程是160 m C.发生的位移是160 m，方向向东；通过的路程是400 m D.发生的位移是160 m，方向向东；通过的路程是200 m 答案　C 解析　由于初位置在A井口，末位置在B井口，故位移大小为160 m，方向向东，路程为160 m+120 m+120 m=400 m，故选C。 考点三　位移—时间图像 6.(多选)(2024·东莞市七校高一联考)如图所示是一辆电动车做直线运动的s-t图像，对于相应的线段所表示的运动，下列说法中正确的是(　　) A.AB段表示电动车静止 B.BC段发生的位移大小大于CD段发生的位移大小 C.t=3 s时电动车离出发点最远 D.t=5 s时电动车回到出发点 答案　AC 解析　AB段电动车位移不随时间变化，处于静止状态，选项A正确；BC段发生的位移大小为12 m-4 m=8 m，CD段发生的位移大小为12 m，所以CD段发生的位移大小大于BC段发生的位移大小，选项B错误；从题图可以看出t=3 s时电动车离出发点最远，选项C正确；出发点的坐标为4 m，t=5 s时电动车的坐标为0，距离出发点4 m，选项D错误。 7.(多选)一质点运动的s-t图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A.0~6 s内位移为-4 m B.2~4 s内位移为4 m C.0~6 s内路程为4 m D.2~6 s内质点一直向同一方向运动 答案　AD 解析　由题图可知，质点开始时位置坐标为0，6 s末位置坐标为-4 m，则0~6 s内位移为-4 m-0=-4 m，故A正确；2 s末位置坐标为4 m，4 s末位置坐标为0，则2~4 s内位移为0-4 m=-4 m，故B错误；0~6 s内路程为4 m+4 m+4 m=12 m，故C错误；由题图可知，2~6 s内质点一直向同一方向运动，故D正确。 　[8、9题，每题6分] 8.(2025·阳江市高一期中)如图所示，在距离地面1.8 m高的位置竖直向上抛出一枚网球，观测到网球上升3.6 m后回落，最后落回地面。以抛出点为坐标原点、竖直向下为正方向建立一维坐标系，下列说法正确的是(　　) A.最高点的位置坐标为3.6 m，落地点的位置坐标为1.8 m B.网球从抛出点到最高点的位移为3.6 m C.网球从抛出点到落地点的位移为-1.8 m D.网球从最高点到落地点的位移为5.4 m 答案　D 解析　最高点的位置坐标为-3.6 m，落地点的位置坐标为1.8 m，故A错误；网球从抛出点到最高点的位移为-3.6 m，故B错误；网球从抛出点到落地点的位移为1.8 m，故C错误；网球从最高点到落地点的位移为5.4 m，故D正确。 9.2023年10月26日17时46分，“神舟十七号”载人飞船与空间站完成交会对接。二者对接之前，分别在各自的圆轨道上运动，如图所示，下列说法正确的是(　　) A.“神舟十七号”再次回到B点，位移为0 B.它们各自转一圈，其路程相等 C.空间站再次回到A点，位移为2R D.运动过程中，空间站的最大位移小于“神舟十七号”的最大位移 答案　A 解析　“神舟十七号”再次回到B点，位移为0，故A正确；由于它们的轨道半径不相同，故它们各自转一圈，其路程不相等，故B错误；空间站再次回到A点，位移为0，故C错误；两者的最大位移都等于各自轨道的直径，由于空间站的半径较大，故运动过程中，空间站的最大位移大于“神舟十七号”的最大位移，故D错误。 10.(12分)如图所示，足球运动员从A处开始出发，先向南跑了50 m到达B处，再向东跑了100 m到达C处，最后又向北跑了150 m到达D处。 (1)(4分)A、B、C、D各点位置如何表示？ (2)(4分)该运动员运动的总路程和总位移各是多少？(画出示意图) (3)(4分)要比较确切地表示该运动员的最终位置，应用位移还是路程？ 答案　见解析 解析　(1)选取A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向，建立二维平面直角坐标系，如图所示。则各点坐标为：A(0，0)、B(0，-50 m)、C(100 m，-50 m)、D(100 m，100 m)。 (2)运动员的运动轨迹如图所示。 该运动员的总路程为s=AB+BC+CD=(50+100+150)m=300 m，有向线段AD表示运动员的位移，大小为s'= m=100 m，方向北偏东45°。 (3)路程只有大小，位移既有大小，又有方向，所以要比较确切地表示该运动员的最终位置，应用位移。 　[8分] 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 答案　C 解析　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s=≈2.2 m，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $