第01讲:质点 、参考系、时间、位移【九大题型+知识梳理+高分精练】-2026-2027学年高一上学期物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版必修第一册)
2026-09-09
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摘要:
该高中物理讲义以“质点、参考系、时间、位移”为核心,通过分层知识点梳理与对比表格构建知识体系。先定义质点、参考系等基础概念,再用表格对比时刻与时间间隔、位移与路程的区别联系,突出质点模型建构条件、位移矢量性等重难点,呈现清晰知识脉络。
讲义亮点在于题型设计覆盖基础到综合,如质点概念理解题结合军训会操、徒步春游等情境,培养科学思维中的模型建构能力。参考系问题通过火车运动判断等例题,提升科学推理素养。综合题型如坐标系中位移计算,强化运动观念,助力分层教学,为教师精准复习提供支持。
内容正文:
第01讲:质点 、参考系、时间、位移
题型一:机械运动 3
题型二:质点的概念与理解 4
题型三:参考系问题 4
题型四:同一物体在不同参考系的描述问题 5
题型五:矢量和标量的定义 6
题型六:路程与位移理解与计算 6
题型七:时刻与时间间隔 8
题型八:坐标系描述位置 8
题型九:质点、位移等综合问题 9
知识点一、物体和质点
1.定义:忽略物体的大小和形状,把物体简化为一个具有质量的点.
2.物体看作质点的条件:一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的.当物体的大小和形状对研究问题影响较小,可把物体看作质点.
3.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用.
知识点二:对质点的深化理解
1.对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,只占有位置而不占有空间,具有被代替物体的全部质量.
(2)质点是一种“理想化模型”,它是对实际物体的一种科学抽象.
2.物体能看成质点的条件
(1)物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时.
(2)平动的物体.
(3)当所研究物体的运动涉及的空间远大于物体的尺寸时.
知识点三、参考系
1.运动与静止
(1)自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的.
(2)描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
2.参考系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,这种用来作为参考的物体叫作参考系.
3.参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的.
4.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结果往往会有所不同(填“会有所不同”或“一定相同”).
知识点四、时刻和时间间隔
1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用点表示.
2.时间间隔:指某两个时刻之间的时间间隔.在时间轴上用线段表示.
时刻与时间间隔
时刻
时间间隔
在时间轴
上的表示
用点表示
用线段表示
描述
关键词
“初”“末”“时”,如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时”
“内”,如“第2 s内”“前3 s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔,时间间隔能表示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片
知识点五、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的:定量地描述物体的位置.
(2)一维坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度.
2.位移和路程
(1)路程:物体运动轨迹的长度.
(2)位移:
①物理意义:描述物体(质点)位置的变化.
②定义:由初位置指向末位置的有向线段.
位移和路程
项目
比较
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,也与物体运动路径有关
联系
(1)都是过程量
(2)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
知识点六.矢量和标量
(1)既有大小又有方向的物理量叫矢量,只有大小没有方向的物理量叫标量.
(2)①时间;②温度;③力;④质量;⑤路程;⑥位移.属于矢量的有③⑥,属于标量的有①②④⑤.
知识点七、直线运动的位移
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示.
1.物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示.
2.物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差,即:Δx=x2-x1.
(1)若Δx为正,则位移的方向指向x轴的正方向;
(2)若Δx为负,则位移的方向指向x轴的负方向.
题型一:机械运动
【例1】.(25-26高一上·河南驻马店·开学考试)机械运动是生活中最简单的运动,到处都在时时刻刻地发生着,以下四种情境中,不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行 B.煤炭剧烈燃烧
C.划龙舟比赛 D.流星划过夜空
【变式1】.(23-24高一上·山东济宁·期中)下列各种现象中不属于机械运动的是( )
A.列车在轨道上行驶 B.月球绕地球转动
C.树上的苹果从绿色变成红色 D.河水在河中流动
【变式2】以下诗句描写的现象中不属于机械运动的是( )
A.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天 D.问君能有几多愁,恰似一江春水向东流
题型二:质点的概念与理解
【例2】.(25-26高一上·重庆渝中·阶段检测)如图所示,高中校园生活丰富多彩,图中关于校园生活的四个场景中可将被研究人员视为质点的是( )
A.图甲研究学生军训会操表演时动作是否整齐划一
B.图乙研究学生篮球比赛时的投篮姿态
C.图丙研究某同学徒步春游时的平均速率
D.图丁研究学生排球比赛时的扣球方式
【变式1】.(25-26高一下·广东汕头·期末)下列哪些情况,能把研究对象当作是质点( )
A.研究乒乓球运动中“上旋球”的打法
B.研究足球运动中,如何才能踢出“香蕉球”
C.研究地球的自转
D.研究阅兵仪式上,我国自主研发的战斗机在空中飞行的轨迹
【变式2】.(25-26高一上·江苏盐城·期末)下列情况下,物体能够被看成质点的是( )
A.测量一列火车从北京开往上海的时间
B.乒乓球教练研究对付弧圈球的方法
C.研究体操运动员在吊环上转体时的动作
D.研究运动员跳水时的动作细节
题型三:参考系问题
【例3】.(26-27高一上·福建龙岩·开学考试)下列关于参考系的说法正确的是( )
A.“一江春水向东流 ” 的参考系是江面上的船
B.“地球的公转 ” 的参考系是地球
C.“钟表的时针在转动 ” 的参考系是表盘
D.“太阳东升西落 ” 的参考系是月亮
【变式1】.(25-26高一上·山东临沂·阶段检测)蒙山云蒙景区位于山东省临沂市蒙阴县,是国家5A级旅游景区、国家森林公园。蒙山山脉呈西北东南走向,地处蒙阴县南部,东西雄列,绵延百余里,总面积1125平方公里,主峰海拔1156米,为山东省第二高峰,素称“亚岱”。这里森林覆盖率高达98%,空气中负氧离子含量丰富,被誉为“天然氧吧”,是生态旅游的好去处,乘坐索道缆车不仅可以观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )
A.以对面的山为参考系,自己静止不动
B.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
C.以自己为参考系,看到对面的山迎面走来
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身前走去
【变式2】.(25-26高一上·浙江台州·期中)2025年9月3日上午,纪念抗战胜利80周年阅兵仪式上,战斗机和战车保持队列有序通过天安门接受阅兵。在场的人民群众观看到这一幕时发出了热烈的掌声,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,战斗机是静止的
B.以战斗机为参考系,地面的战车是静止的
C.以其中一架战斗机为参考系,其他战斗机是静止的
D.以其中一辆战车为参考系,其他战车是运动的
题型四:同一物体在不同参考系的描述问题
【例4】.(25-26高一上·山东日照·期末)甲、乙、丙三列火车经过同一车站时,甲车中的乘客看到站牌向东运动,乙车中的乘客看到甲车向东运动,丙车中的乘客看到甲、乙两车都向西运动。关于三列火车相对地面的运动,下列判断可能正确的是( )
A.甲向西、乙向西、丙向东 B.甲向东、乙向西、丙静止
C.甲向西、乙向东、丙向西 D.甲向东、乙向东、丙向东
【变式1】.(25-26高一上·北京·期中)甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看到高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动:丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况,不可能是( )。
A.甲向下、乙向下、丙向下 B.甲向上、乙向上、丙静止
C.甲向上、乙向上、丙向上 D.甲向上、乙向上、丙向下
【变式2】.(23-24高一上·山东烟台·阶段检测)甲、乙两辆车在同一平直公路上匀速行驶,甲车内的人看到窗外树木向东运动,乙车内的人发现甲车和窗外树木都向东运动,若以地面为参考系,则( )
A.甲、乙均向东运动 B.甲向东运动,乙向西运动
C.甲向西运动,乙向东运动 D.乙的运动速度比甲的运动速度大
题型五:矢量和标量的定义
【例5】.(2026·河北保定·模拟预测)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.描述矢量既要说明大小,又要指明方向
B.同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
C.矢量和标量的运算遵循法则相同
D.方向是区分矢量和标量的标准,有正、有负的物理量一定是矢量
【变式1】.(25-26高一上·广东清远·期末)本学期同学们知道了标量和矢量的区别,下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.体温计上显示的示数为36℃
B.变速直线运动物体的速度变化量
C.某同学走了100m到达了教室
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min
【变式2】.(25-26高一上·广西河池·阶段检测)下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.冰箱冷冻室设置最佳温度为
B.林龙同学以2m/s的速度竖直向上踢出足球
C.张怡同学从家到学校要走1.8km的路
D.刘老师开车离开校门时看到汽车仪表盘显示20km/h
题型六:路程与位移理解与计算
【例6】.(25-26高一上·浙江温州·阶段检测)下列关于位移和路程的说法中,正确的是( )
A.位移大小等于路程
B.位移是标量,路程是矢量
C.位移的大小和路程一定不相等
D.位移描述物体的位置变化,路程描述物体运动轨迹的长度
【变式1】.(第02讲时间位移(讲义,全国通用)物理初升高衔接)如图为中国的太极图,其中大圆的半径为,圆心在点(图中未画出),和是直径;中央“S”形部分由两个半径均为的半圆组成。某人晨练时自点出发,既可以经、、回到,也可以经、、回到。下列说法中正确的是( )
A.经、、回到,此人经历的路程是
B.经、、回到,此人的位移是
C.经、、回到,此人的位移是
D.经、、回到,此人经历的路程是
【变式2】.(25-26高一上·四川南充·期中)如图所示,从高出地面3m的位置A竖直向上抛出一个小球,它上升2m到达最高点回落到C点,最后反弹到A点。限定以竖直向上为正方向,则( )
A.以A点为坐标原点,全过程的路程为4m
B.以A点为坐标原点,全过程总位移大小为10m
C.以C点为坐标原点,全过程的路程为10m
D.以C点为坐标原点,全过程位移为3m
题型七:时刻与时间间隔
【例7】.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)在如图所示的时间轴上,以为计时起点,下列说法中正确的是( )
A.表示时刻,称为第2s末或前3s初 B.~表示时间间隔,称为第1s内
C.~表示时间间隔,称为第2s内 D.~表示时间间隔,称为前3s内
【变式1】.(25-26高一上·湖南邵阳·阶段检测)关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A.上午8∶45下课,这里的“8∶45”指时间
B.一节课45分钟,这里的“45分钟”指时间
C.课间休息10分钟,这里的“10分钟”指时刻
D.电台报时“现在是北京时间12点整”,这里的“12点整”指时间
【变式2】.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)如图所示,在表示时间的数轴上,下列描述正确的是( )
A.t1指的是1s初 B.t3指的是3s末
C.t04指的是第4s内 D.只有t04是我们平时所说的“时间”
题型八:坐标系描述位置
【例8】.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)如图所示,一个篮球从距离地面2.0m高的位置竖直落下,被地面反向弹回,在距离地面1.0m高的位置被接住。以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.篮球从落下到被接住通过的位移为1.0m
B.篮球从落下到被接住通过的位移为m
C.篮球从落下到被接住通过的路程为3.0m
D.篮球被接住时的位置坐标为2.0m
【变式1】.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)一个小球从距地面高处落下,被地面弹回,在距地面高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【变式2】.(24-25高一上·天津南开·期中)如图所示,一个篮球从距离地面2.0m高的位置竖直落下,被地面反向弹回,在距离地面1.0m高的位置被接住。以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.篮球从落下到被接住通过的位移为
B.篮球从落下到被接住通过的位移为
C.篮球从落下到被接住通过的路程为
D.篮球被接住时的位置坐标为
题型九:质点、位移等综合问题
【例9】.(25-26高一上·山东德州·阶段检测)一质点在xOy平面内运动,t=0时刻,质点从坐标原点出发,先以6m/s的速度沿x轴负方向匀速运动了10s,接着又以10m/s的速度沿y轴负方向匀速运动了8s。求:
(1)质点在整个运动过程中的路程;
(2)质点在t=18s时的坐标;
(3)质点在整个运动过程中的位移大小。
【变式1】.(25-26高一上·上海·课堂例题)ABCD是半径为R的圆的四个顶点,一小白兔由A出发沿圆周绕行一圈,途经ABCD四点,问:
(1)由A到B的过程,它通过的位移大小是多少?
(2)由A到C的过程呢?
(3)由B到C的过程呢?
(4)由A到D的过程呢?
(5)由A到A的过程呢?
【变式2】.(24-25高一上·全国·课后作业)如图所示,时,某人从坐标原点O沿x轴正方向运动,第2s末到达位置A,第8s末到达位置B,然后他沿x轴负方向运动,第20s末到达位置C。求:
(1)此人在0~8s内的位移和路程;
(2)此人在2~20s内的位移和路程。
一、单选题
1.(26-27高一上·河北衡水·开学考试)11月5日,我国第三艘航空母舰——中国人民解放军海军福建舰正式入列,标志着我国进入三航母时代。图为甲板上的指挥官正在指挥舰载机从航母上弹射起飞,下列说法正确的是( )
A.研究舰载机起飞动作时,可以将飞机看成质点
B.飞机起飞后,研究飞机在茫茫大海上的位置时,不能看成质点
C.以航母为参考系,飞机向后运动
D.飞行员以自身为参考系,甲板上的指挥官在向后运动
2.(25-26高一上·湖南永州·阶段检测)悦悦同学计划周末去永州体育场观看湘超比赛,从汽车站下车后骑共享单车往体育场。他用高德地图查询自行车导航的具体路径。导航显示的路线(不是直线)中有两个数据:15分钟、3.0 公里,关于这段行程,下列说法正确的是( )
A.15分钟表示的是某个时刻
B.15分钟表示的是这段行程对应的时间间隔
C.3.0公里表示的是此次行程位移的大小
D.悦悦到体育场的位移大小与路程相等
3.(25-26高一下·河北承德·开学考试)在校运动会男子田径400m决赛中,高二体育生刘斌以55.77s成绩勇夺冠军。已知运动场最内侧跑道周长是400m,在运动员完成比赛过程中,下列说法错误的是( )
A.55.77s指的是时间间隔
B.400m指的是路程
C.不同跑道上的运动员位移大小不相同
D.分析运动员终点冲线动作时可将其视作质点
4.(25-26高一下·云南保山·开学考试)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利八十周年阅兵仪式隆重举行。阅兵式上首次公开亮相的东风-5C液体洲际战略核导弹,射程超过一万公里,打击范围覆盖全球。下列说法正确的是( )
A.研究导弹发射后的飞行姿态时,可将其视为质点
B.研究阅兵式上导弹通过天安门前的时间时,可将其视为质点
C.阅兵顺利完成后,导弹返回基地的过程中,其路程大于位移大小
D.阅兵顺利完成后,导弹返回基地的过程中,其位移大小大于路程
5.(25-26高一上·陕西渭南·期中)在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年阅兵式中,某战斗机编队以恒定速度沿直线飞越天安门广场上空。已知编队10∶00∶00在观礼台正东方向5km处的预定高度集结,10∶02∶00到达天安门正上方,10∶04∶00飞至正西方向处。下列说法正确的是( )
A.战斗机10∶02∶00到达天安门正上方,“10∶02∶00”指的是时间
B.研究编队飞行轨迹时,不能将战斗机编队视为质点
C.编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系,天安门向东运动
D.战斗机从10∶00∶00到10∶04∶00时间内的位移大小为
6.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)如图所示为描述物体位置的一维坐标系,物体运动正方向与x轴正方向一致,0点为坐标原点。下列说法正确的是( )
A.物体由0位置运动到A位置,位移为20m
B.物体由A位置运动到B位置,位移为20m
C.物体沿x轴由C位置运动到D位置,再运动到B位置,路程是20m
D.物体沿x轴由C位置运动到D位置,再运动到B位置,位移是-20m
7.(25-26高一上·广东汕头·期中)如图所示,一个人晨练,沿着半径为R的中国古代的太极图行走,中央的S部分是两个直径为R的半圆,为西东方向,为南北方向。他从点出发沿曲线行走,在该过程人的位移为( )
A.,东南方向 B.,西北方向
C.,西北方向 D.,东南方向
二、多选题
8.(1.2时间位移课堂例题)根据图中的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.是时刻,对应数字1,叫作第1s末,也等于第2s初
B.是时间间隔,叫作前2s内,也可以叫作第2s内
C.是时间间隔,代表第3s内,时长为1s
D.这段间隔叫作内
9(25-26高二下·河北邢台·阶段检测)2026年5月11日8时14分,搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务圆满成功。13时11分,飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。下列说法正确的是( )
A.发射升空过程中飞船的位移大小不可能大于路程
B.发射升空过程中飞船相对于火箭始终是运动的
C.“8时14分”“10分钟”“13时11分”都是时刻
D.研究飞船与空间站的对接过程时不可以将飞船视为质点
10.(26-27高一上·全国·课后作业)物体做直线运动,在如图所示的位移坐标轴上O、、、…、、分别为物体在开始和第1s末、第2s末、…、第末、第末的位置,则下述说法中正确的是( )
A.为第2s内的位移,方向由指向
B.为内的位移,方向由指向
C.为前内的位移,方向由指向
D.为第内的位移,方向由指向
11.(26-27高三·全国·一轮复习)在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年阅兵式中,某战斗机编队以恒定速度沿直线飞越天安门广场上空。已知编队10:00:00在观礼台正东方向5km处的预定高度集结,10:02:00到达天安门正上方,10:04:00飞至正西方向5km处。下列说法正确的是( )
A.战斗机10:02:00到达天安门正上方,“10:02:00”指的是时间
B.研究编队飞行轨迹时,可以将战斗机编队视为质点
C.编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系,天安门向东运动
D.研究战斗机从10:00:00到10:04:00时间内的位移大小时,可以将战斗机视为质点
12.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的位移最小为cm
B.该昆虫的位移最小为cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
D.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
13.(25-26高一上·天津·阶段检测)如图所示,从高出地面3m的位置竖直向上抛出小球,它上升5m后回落,最后到达地面,下列关于位置和位移的描述正确的是( )
A.若选择地面为坐标轴原点,则抛出点和落地点的坐标,
B.若选择抛出点为坐标轴原点,则抛出点和落地点的坐标,
C.改变坐标原点,同一位置的坐标不变,同一运动过程物体发生的位移改变
D.改变坐标原点,同一位置的坐标改变,同一运动过程物体发生的位移不变
三、解答题
14.(25-26高一上·全国·课后作业)如图甲所示,某同学从家出发步行到学校,先从A处(家)向南走到B处,然后再向东走到C处,在C处休息一下,最后再向北走才能到达D处(学校)。
(1)如图乙所示,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,请在图上标出B、C、D各点位置,并写出表示各点位置的坐标。
(2)求该同学的总路程和总位移。(计算结果可用根号表示)
15.(25-26高一上·江苏无锡·期中)美国动画片《猫和老鼠》中的主角是杰瑞(老鼠)和汤姆(猫),两个小精灵的嬉戏打闹场面常使人捧腹。如图是边长为L(数值较大)的立方体盒子,在运动速率v一定时杰瑞想用最短的时间从盒子的一个顶点a沿盒子表面爬到另一个顶点b。假设你是杰瑞,你用最短的时间完成了这次爬行,求:
(1)这次爬行中杰瑞的位移大小;
(2)这次爬行中杰瑞所用的时间。
16.(23-24高一上·甘肃武威·期中)如图所示,某人从广场的A处开始散步,先向南走了60m到达B处,再向东走了80m到达C处,最后又向北走了120m到达D处。
(1)以A为坐标原点,在坐标系中画出此人的运动轨迹并标出位移;
(2)求出此人的总路程和位移;
(3)要比较确切地表示出此人散步的最终位置,应该用路程还是位移。
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第01讲:质点 、参考系、时间、位移
题型一:机械运动 3
题型二:质点的概念与理解 4
题型三:参考系问题 6
题型四:同一物体在不同参考系的描述问题 7
题型五:矢量和标量的定义 8
题型六:路程与位移理解与计算 10
题型七:时刻与时间间隔 11
题型八:坐标系描述位置 13
题型九:质点、位移等综合问题 14
知识点一、物体和质点
1.定义:忽略物体的大小和形状,把物体简化为一个具有质量的点.
2.物体看作质点的条件:一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的.当物体的大小和形状对研究问题影响较小,可把物体看作质点.
3.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用.
知识点二:对质点的深化理解
1.对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,只占有位置而不占有空间,具有被代替物体的全部质量.
(2)质点是一种“理想化模型”,它是对实际物体的一种科学抽象.
2.物体能看成质点的条件
(1)物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时.
(2)平动的物体.
(3)当所研究物体的运动涉及的空间远大于物体的尺寸时.
知识点三、参考系
1.运动与静止
(1)自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的.
(2)描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
2.参考系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,这种用来作为参考的物体叫作参考系.
3.参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的.
4.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结果往往会有所不同(填“会有所不同”或“一定相同”).
知识点四、时刻和时间间隔
1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用点表示.
2.时间间隔:指某两个时刻之间的时间间隔.在时间轴上用线段表示.
时刻与时间间隔
时刻
时间间隔
在时间轴
上的表示
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描述
关键词
“初”“末”“时”,如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时”
“内”,如“第2 s内”“前3 s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔,时间间隔能表示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片
知识点五、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的:定量地描述物体的位置.
(2)一维坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度.
2.位移和路程
(1)路程:物体运动轨迹的长度.
(2)位移:
①物理意义:描述物体(质点)位置的变化.
②定义:由初位置指向末位置的有向线段.
位移和路程
项目
比较
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,也与物体运动路径有关
联系
(1)都是过程量
(2)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
知识点六.矢量和标量
(1)既有大小又有方向的物理量叫矢量,只有大小没有方向的物理量叫标量.
(2)①时间;②温度;③力;④质量;⑤路程;⑥位移.属于矢量的有③⑥,属于标量的有①②④⑤.
知识点七、直线运动的位移
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示.
1.物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示.
2.物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差,即:Δx=x2-x1.
(1)若Δx为正,则位移的方向指向x轴的正方向;
(2)若Δx为负,则位移的方向指向x轴的负方向.
题型一:机械运动
【例1】.(25-26高一上·河南驻马店·开学考试)机械运动是生活中最简单的运动,到处都在时时刻刻地发生着,以下四种情境中,不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行 B.煤炭剧烈燃烧
C.划龙舟比赛 D.流星划过夜空
【答案】B
【详解】A.蚂蚁的爬行,蚂蚁的位置在发生变化,所以蚂蚁的爬行属于机械运动,A错误;
B.煤燃烧的过程是化学转化为内能的过程,不涉及物体位置的变化,不是机械运动,B正确;
C.划龙舟比赛,龙舟的位置在发生变化,所以划龙舟比赛属于机械运动,C错误;
D.流星划过夜空,流星的位置在发生变化,所以流星划过天空属于机械运动,D错误。
故选B。
【变式1】.(23-24高一上·山东济宁·期中)下列各种现象中不属于机械运动的是( )
A.列车在轨道上行驶 B.月球绕地球转动
C.树上的苹果从绿色变成红色 D.河水在河中流动
【答案】C
【详解】机械运动是物体的位置随时间而变化的过程。列车在轨道上行驶、月球绕地球转动、河水在河中流动均是机械运动,树上的苹果从绿色变成红色不是机械运动。
故选C。
【变式2】以下诗句描写的现象中不属于机械运动的是( )
A.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天 D.问君能有几多愁,恰似一江春水向东流
【答案】A
【详解】A.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”描述的是季节变化和花开时间差异,没有物体位置随时间的变化,不属于机械运动,故A符合题意;
B.“飞流直下三千尺”描述水流从高处落下,水流相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故B不符合题意;
C.“一行白鹭上青天”描述白鹭向上飞行,白鹭相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故C不符合题意;
D.“恰似一江春水向东流”描述江水向东流动,江水相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故D不符合题意。
故选A。
题型二:质点的概念与理解
【例2】.(25-26高一上·重庆渝中·阶段检测)如图所示,高中校园生活丰富多彩,图中关于校园生活的四个场景中可将被研究人员视为质点的是( )
A.图甲研究学生军训会操表演时动作是否整齐划一
B.图乙研究学生篮球比赛时的投篮姿态
C.图丙研究某同学徒步春游时的平均速率
D.图丁研究学生排球比赛时的扣球方式
【答案】C
【详解】A.研究军训会操表演时动作是否统一,不能忽略同学们的大小和姿态,因此不能将其看成质点,故A错误;
B.研究学生篮球比赛的投篮姿态,不能将其看成质点,故B错误;
C.研究学生徒步春游时的平均速率时,该同学本身的大小和形状可以忽略,可以将同学看成质点,故C正确;
D.研究学生排球比赛时的扣球方式,不能忽略学生扣球时的动作和姿态,不能将其看成质点,故D错误。
故选C。
【变式1】.(25-26高一下·广东汕头·期末)下列哪些情况,能把研究对象当作是质点( )
A.研究乒乓球运动中“上旋球”的打法
B.研究足球运动中,如何才能踢出“香蕉球”
C.研究地球的自转
D.研究阅兵仪式上,我国自主研发的战斗机在空中飞行的轨迹
【答案】D
【详解】当物体的形状、大小以及各部分运动的差异对所研究的问题无影响或影响可忽略时,可将物体视为质点。
A.研究上旋球打法时,需要考虑乒乓球的旋转特性,乒乓球各部分运动存在差异,转动效应不可忽略,不能看作质点,故A错误;
B.研究踢出香蕉球的方法时,需要考虑足球的旋转对运动的影响,足球的转动效应不可忽略,不能看作质点,故B错误;
C.研究地球自转时,地球不同位置的转动规律不同,自身大小形状不可忽略,不能看作质点,故C错误;
D.研究战斗机的飞行轨迹时,战斗机的大小、形状相对于飞行轨迹的尺度可忽略,不需要考虑其自身姿态等差异,可看作质点,故D正确。
故选D。
【变式2】.(25-26高一上·江苏盐城·期末)下列情况下,物体能够被看成质点的是( )
A.测量一列火车从北京开往上海的时间
B.乒乓球教练研究对付弧圈球的方法
C.研究体操运动员在吊环上转体时的动作
D.研究运动员跳水时的动作细节
【答案】A
【详解】A.北京到上海的距离远大于火车自身长度,火车长度对运行时间的计算影响可忽略,因此可看成质点,故A正确;
B.研究弧圈球的应对方法时,需要考虑乒乓球的旋转、姿态等自身运动特征,其大小形状不可忽略,不能看成质点,故B错误;
C.研究体操运动员转体动作时,需要关注运动员的肢体动作、姿态,其大小形状不可忽略,不能看成质点,故C错误;
D.研究跳水运动员跳水时的动作细节时,需要关注运动员的肢体动作,其大小形状不可忽略,不能看成质点,故D错误。
故选A。
题型三:参考系问题
【例3】.(26-27高一上·福建龙岩·开学考试)下列关于参考系的说法正确的是( )
A.“一江春水向东流 ” 的参考系是江面上的船
B.“地球的公转 ” 的参考系是地球
C.“钟表的时针在转动 ” 的参考系是表盘
D.“太阳东升西落 ” 的参考系是月亮
【答案】C
【详解】A.“一江春水向东流”描述的是江水相对于江岸(地面)的向东运动,参考系应为地面,若以江面上的船为参考系,同向行驶时江水可能相对船静止,故A错误;
B.“地球的公转”是地球绕太阳的周期性运动,参考系应为太阳,若以地球自身为参考系,地球是静止的,不存在公转运动,故B错误;
C.“钟表的时针在转动”描述的是时针相对于静止的表盘的位置变化,参考系为表盘,故C正确;
D.“太阳东升西落”是地球自转带来的、地面观察者观察到的现象,参考系应为地球,故D错误。
故选C。
【变式1】.(25-26高一上·山东临沂·阶段检测)蒙山云蒙景区位于山东省临沂市蒙阴县,是国家5A级旅游景区、国家森林公园。蒙山山脉呈西北东南走向,地处蒙阴县南部,东西雄列,绵延百余里,总面积1125平方公里,主峰海拔1156米,为山东省第二高峰,素称“亚岱”。这里森林覆盖率高达98%,空气中负氧离子含量丰富,被誉为“天然氧吧”,是生态旅游的好去处,乘坐索道缆车不仅可以观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )
A.以对面的山为参考系,自己静止不动
B.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
C.以自己为参考系,看到对面的山迎面走来
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身前走去
【答案】C
【详解】A.以对面的山为参考系,游客随缆车向山靠近,相对位置不断变化,是运动的,故A错误;
B.以自己为参考系,同一缆车里的人与自己相对位置始终不变,是静止的,不会向山靠近,故B错误;
C.以自己为参考系,假定自己静止,对面的山相对于自己的距离不断减小,因此看起来山迎面走来,故C正确;
D.以所乘坐的缆车为参考系,缆车向山运动,静止的青山绿树相对缆车的运动方向与缆车运动方向相反,即向游客身后退,而非向身前走去,故D错误。
故选C。
【变式2】.(25-26高一上·浙江台州·期中)2025年9月3日上午,纪念抗战胜利80周年阅兵仪式上,战斗机和战车保持队列有序通过天安门接受阅兵。在场的人民群众观看到这一幕时发出了热烈的掌声,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,战斗机是静止的
B.以战斗机为参考系,地面的战车是静止的
C.以其中一架战斗机为参考系,其他战斗机是静止的
D.以其中一辆战车为参考系,其他战车是运动的
【答案】C
【详解】A.以地面为参考系,战斗机是运动的,故A错误;
B.以战斗机为参考系,战斗机的速度远大于地面的战车的速度,可知地面的战车是运动的,故B错误;
C.飞机保持队形有序不变,以其中一架战斗机为参考系,其他战斗机是静止的,故C正确;
D.战车保持队列有序不变,以其中一辆战车为参考系,其他战车是静止的,故D错误。
故选C。
题型四:同一物体在不同参考系的描述问题
【例4】.(25-26高一上·山东日照·期末)甲、乙、丙三列火车经过同一车站时,甲车中的乘客看到站牌向东运动,乙车中的乘客看到甲车向东运动,丙车中的乘客看到甲、乙两车都向西运动。关于三列火车相对地面的运动,下列判断可能正确的是( )
A.甲向西、乙向西、丙向东
B.甲向东、乙向西、丙静止
C.甲向西、乙向东、丙向西
D.甲向东、乙向东、丙向东
【答案】A
【详解】以地面为参考系,设向东为正方向,分析各物体运动情况
甲车乘客看到站牌向东运动,而站牌固定,说明甲车向西运动,
乙车乘客看到甲车向东运动,乙车向西运动且速度比甲车更大,,
丙车乘客看到甲、乙两车均向西运动,丙相对于甲、乙有东的速度。
可能的情况:丙可能向东;丙可能静止;丙可能向西,此时丙的速率小于甲和乙的速率。
故选A。
【变式1】.(25-26高一上·北京·期中)甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看到高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动:丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况,不可能是( )。
A.甲向下、乙向下、丙向下 B.甲向上、乙向上、丙静止
C.甲向上、乙向上、丙向上 D.甲向上、乙向上、丙向下
【答案】A
【详解】电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系。甲中乘客看高楼向下运动,说明甲相对于地面一定在向上运动。同理,乙相对甲在向上运动,说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快。丙电梯无论是静止,还是在向下运动,或以比甲、乙都慢的速度在向上运动,丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动。
故选A。
【变式2】.(23-24高一上·山东烟台·阶段检测)甲、乙两辆车在同一平直公路上匀速行驶,甲车内的人看到窗外树木向东运动,乙车内的人发现甲车和窗外树木都向东运动,若以地面为参考系,则( )
A.甲、乙均向东运动 B.甲向东运动,乙向西运动
C.甲向西运动,乙向东运动 D.乙的运动速度比甲的运动速度大
【答案】D
【详解】ABC.由题意可知,甲、乙车中的人均看到窗外静止的树木向东运动,则说明二者均向西运动,故ABC错误;
D.乙车内的人看到甲车在向东运动,是因为乙车向西的运动速度要比甲车向西运动速大,故D正确。
故选D。
题型五:矢量和标量的定义
【例5】.(2026·河北保定·模拟预测)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.描述矢量既要说明大小,又要指明方向
B.同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
C.矢量和标量的运算遵循法则相同
D.方向是区分矢量和标量的标准,有正、有负的物理量一定是矢量
【答案】A
【详解】A.矢量既有大小又有方向,描述矢量既要说明大小,又要指明方向,故A正确;
B.物理量属于矢量还是标量是其固有属性,同一个物理量只能属于其中一类,不存在既是矢量又是标量的物理量,故B错误;
C.标量的运算遵循算术运算法则,矢量的运算遵循平行四边形定则,二者遵循不同的运算规则,故C错误;
D.有正有负的物理量不一定是矢量,例如温度有正有负,但其正负仅表示相对0℃的高低,不代表方向,温度属于标量,故D错误。
故选A。
【变式1】.(25-26高一上·广东清远·期末)本学期同学们知道了标量和矢量的区别,下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.体温计上显示的示数为36℃
B.变速直线运动物体的速度变化量
C.某同学走了100m到达了教室
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min
【答案】B
【详解】A.体温计上显示的示数为36℃,该物理量为温度,温度是标量(只有大小,没有方向),故A错误;
B.变速直线运动物体的速度变化量,该物理量为速度变化量(Δv),速度是矢量(有大小和方向),其变化量也是矢量,故B正确;
C.某同学走了100m到达了教室,该物理量为路程(距离),路程是标量(只有大小,没有方向),故C错误;
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min,该物理量为时间,时间是标量(只有大小,没有方向),故D错误。
故选B。
【变式2】.(25-26高一上·广西河池·阶段检测)下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.冰箱冷冻室设置最佳温度为
B.林龙同学以2m/s的速度竖直向上踢出足球
C.张怡同学从家到学校要走1.8km的路
D.刘老师开车离开校门时看到汽车仪表盘显示20km/h
【答案】B
【详解】A.温度只有大小,无方向,是标量,故A错误;
B.速度是矢量,既有大小(2m/s)又有方向(竖直向上),故B正确;
C.路程是标量,仅表示路径长度,无方向,故C错误;
D.汽车仪表盘显示的是速率(标量),而非速度矢量,故D错误。
故选B。
题型六:路程与位移理解与计算
【例6】.(25-26高一上·浙江温州·阶段检测)下列关于位移和路程的说法中,正确的是( )
A.位移大小等于路程
B.位移是标量,路程是矢量
C.位移的大小和路程一定不相等
D.位移描述物体的位置变化,路程描述物体运动轨迹的长度
【答案】D
【详解】A.只有物体做单向直线运动时,位移大小才等于路程,其余情况位移大小均小于路程,二者不相等,故A错误;
B.位移既有大小又有方向,是矢量;路程只有大小没有方向,是标量,选项表述恰好相反,故B错误;
C.当物体做单向直线运动时,位移大小与路程相等,因此“一定不相等”的表述不成立,故C错误;
D.位移是初位置指向末位置的有向线段,用于描述物体位置的变化;路程是物体运动轨迹的总长度,用于描述轨迹长度,故D正确。
故选D。
【变式1】.(第02讲时间位移(讲义,全国通用)物理初升高衔接)如图为中国的太极图,其中大圆的半径为,圆心在点(图中未画出),和是直径;中央“S”形部分由两个半径均为的半圆组成。某人晨练时自点出发,既可以经、、回到,也可以经、、回到。下列说法中正确的是( )
A.经、、回到,此人经历的路程是
B.经、、回到,此人的位移是
C.经、、回到,此人的位移是
D.经、、回到,此人经历的路程是
【答案】A
【详解】A.经B、C、O回到,此人经历的路程是,故A正确;
B.经B、C、O回到,初末位置相同,此人的位移是0,故B错误;
C.经B、C、D回到,初末位置相同,此人的位移是0,故C错误;
D.经B、C、D回到,此人经历的路程是,故D错误。
故选A。
【变式2】.(25-26高一上·四川南充·期中)如图所示,从高出地面3m的位置A竖直向上抛出一个小球,它上升2m到达最高点回落到C点,最后反弹到A点。限定以竖直向上为正方向,则( )
A.以A点为坐标原点,全过程的路程为4m
B.以A点为坐标原点,全过程总位移大小为10m
C.以C点为坐标原点,全过程的路程为10m
D.以C点为坐标原点,全过程位移为3m
【答案】C
【详解】AC.路程是物体运动轨迹的长度,与坐标原点的选取无关。全过程小球先上升 到达最高点,再下落 到达地面点,最后反弹上升 回到点。全过程的总路程为,故A错误,C正确;
BD.位移是由初位置指向末位置的有向线段。全过程初位置在 点,末位置也在点,无论以哪里为原点,总位移均为,故BD错误;
故选 C。
题型七:时刻与时间间隔
【例7】.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)在如图所示的时间轴上,以为计时起点,下列说法中正确的是( )
A.表示时刻,称为第2s末或前3s初 B.~表示时间间隔,称为第1s内
C.~表示时间间隔,称为第2s内 D.~表示时间间隔,称为前3s内
【答案】D
【详解】A.表示时刻,称为第2s末或第3s 初,前3s初是时刻,A错误;
B.~表示时间间隔,称为第2s内,~表示时间间隔,称为第1s内,B错误;
C.~表示时间间隔,称为前2s或前2s内,~表示时间间隔,称为第2s内,C错误;
D.~表示时间间隔,称为前3s内,D正确。
故选D。
【变式1】.(25-26高一上·湖南邵阳·阶段检测)关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A.上午8∶45下课,这里的“8∶45”指时间
B.一节课45分钟,这里的“45分钟”指时间
C.课间休息10分钟,这里的“10分钟”指时刻
D.电台报时“现在是北京时间12点整”,这里的“12点整”指时间
【答案】B
【详解】首先明确概念:时刻对应时间轴上的一个点,指某一瞬时;时间(时间间隔)对应时间轴上的一段,指某个过程的持续时长。
A.8∶45是下课这一瞬间,对应时间轴上的点,属于时刻,不是时间,故A错误;
B.45分钟是一节课从开始到结束的持续间隔,对应时间轴上的一段,属于时间,故B正确;
C.10分钟是课间休息过程的持续时长,属于时间,不是时刻,故C错误;
D.12点整是报时的瞬时,对应时间轴上的点,属于时刻,不是时间,故D错误。
故选B。
【变式2】.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)如图所示,在表示时间的数轴上,下列描述正确的是( )
A.t1指的是1s初 B.t3指的是3s末
C.t04指的是第4s内 D.只有t04是我们平时所说的“时间”
【答案】B
【详解】A.t1指的是1s末,A错误;
B.t3指的是3s末,B正确;
C. t04指的是前4s内,C错误;
D.我们平时所说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,但并非只有t04是我们平时所说的“时间”,D错误。
故选B。
题型八:坐标系描述位置
【例8】.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)如图所示,一个篮球从距离地面2.0m高的位置竖直落下,被地面反向弹回,在距离地面1.0m高的位置被接住。以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.篮球从落下到被接住通过的位移为1.0m
B.篮球从落下到被接住通过的位移为m
C.篮球从落下到被接住通过的路程为3.0m
D.篮球被接住时的位置坐标为2.0m
【答案】C
【详解】AB.以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向,篮球从落下到被接住通过的位移为,AB错误;
C.篮球从落下到被接住通过的路程为,C正确;
D.篮球被接住时的位置坐标为,D错误。
故选C。
【变式1】.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)一个小球从距地面高处落下,被地面弹回,在距地面高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】B
【详解】坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点在坐标原点上方处,则抛出点坐标为;落地点在坐标原点下方处,则落地点坐标为;在距地面高处被接住,则接住点在坐标原点下方处,接住点坐标为。
故选B。
【变式2】.(24-25高一上·天津南开·期中)如图所示,一个篮球从距离地面2.0m高的位置竖直落下,被地面反向弹回,在距离地面1.0m高的位置被接住。以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.篮球从落下到被接住通过的位移为
B.篮球从落下到被接住通过的位移为
C.篮球从落下到被接住通过的路程为
D.篮球被接住时的位置坐标为
【答案】A
【详解】AB.以距离地面2.0m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向,篮球从落下到被接住通过的位移为
故A正确,B错误;
C.篮球从落下到被接住通过的路程为
故C错误;
D.篮球被接住时的位置坐标为,故D错误。
故选A。
题型九:质点、位移等综合问题
【例9】.(25-26高一上·山东德州·阶段检测)一质点在xOy平面内运动,t=0时刻,质点从坐标原点出发,先以6m/s的速度沿x轴负方向匀速运动了10s,接着又以10m/s的速度沿y轴负方向匀速运动了8s。求:
(1)质点在整个运动过程中的路程;
(2)质点在t=18s时的坐标;
(3)质点在整个运动过程中的位移大小。
【答案】(1)140m
(2)(﹣60m,﹣80m)
(3)100m
【详解】(1)质点在前内经过的距离为
质点在后内经过的距离为
所以质点在整个过程经过的路程为
解得
(2)因为质点开始是沿轴负方向运动的,后来又是沿轴负方向运动,所以质点在时的坐标为(,)
(3)质点在整个运动过程中的位移大小为
解得
【变式1】.(25-26高一上·上海·课堂例题)ABCD是半径为R的圆的四个顶点,一小白兔由A出发沿圆周绕行一圈,途经ABCD四点,问:
(1)由A到B的过程,它通过的位移大小是多少?
(2)由A到C的过程呢?
(3)由B到C的过程呢?
(4)由A到D的过程呢?
(5)由A到A的过程呢?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)由A到B过程的位移大小为
(2)由A到C过程的位移大小为
(3)由B到C过程的位移大小为
(4)由A到D过程的位移大小为
(5)由A到A的过程位移大小为零。
【变式2】.(24-25高一上·全国·课后作业)如图所示,时,某人从坐标原点O沿x轴正方向运动,第2s末到达位置A,第8s末到达位置B,然后他沿x轴负方向运动,第20s末到达位置C。求:
(1)此人在0~8s内的位移和路程;
(2)此人在2~20s内的位移和路程。
【答案】(1)12m,方向x轴沿正方向;12m
(2)24m,方向x轴沿负方向;42m
【详解】(1)此人在0~8s内沿正方向做直线运动,则位移大小为
方向沿x轴正方向;
路程为
(2)此人在2~20s内先从A点沿正方向运动到B点,再沿负方向运动到C点;此人在2~20s内的位移为
则此人在2~20s内的位移大小为24m,方向沿x轴负方向;
路程为
一、单选题
1.(26-27高一上·河北衡水·开学考试)11月5日,我国第三艘航空母舰——中国人民解放军海军福建舰正式入列,标志着我国进入三航母时代。图为甲板上的指挥官正在指挥舰载机从航母上弹射起飞,下列说法正确的是( )
A.研究舰载机起飞动作时,可以将飞机看成质点
B.飞机起飞后,研究飞机在茫茫大海上的位置时,不能看成质点
C.以航母为参考系,飞机向后运动
D.飞行员以自身为参考系,甲板上的指挥官在向后运动
【答案】D
【详解】A.研究舰载机起飞动作时,需要关注飞机的姿态、机翼动作等细节,不能忽略飞机的形状和大小,因此不能将飞机看成质点,故A错误;
B.研究飞机在大海上的位置时,飞机的大小和形状相对于广阔的大海可以忽略,所以能看成质点,故B错误;
C.飞机弹射起飞,相对航母向前飞。则以航母为参考系,飞机向前运动。故C错误;
D.飞行员以自身为参考系,飞机起飞后向前运动,因此会看到甲板上的指挥官向后运动,故D正确。
故选D。
2.(25-26高一上·湖南永州·阶段检测)悦悦同学计划周末去永州体育场观看湘超比赛,从汽车站下车后骑共享单车往体育场。他用高德地图查询自行车导航的具体路径。导航显示的路线(不是直线)中有两个数据:15分钟、3.0 公里,关于这段行程,下列说法正确的是( )
A.15分钟表示的是某个时刻
B.15分钟表示的是这段行程对应的时间间隔
C.3.0公里表示的是此次行程位移的大小
D.悦悦到体育场的位移大小与路程相等
【答案】B
【详解】AB.15分钟表示的是运动这段行程所用的时间间隔,故A错误,B正确;
CD.3.0公里表示的是此次行程的路程,位移大小等于起点和终点间的直线距离,由于路线不是直线,则其位移大小小于3.0公里,故CD错误。
故选B。
3.(25-26高一下·河北承德·开学考试)在校运动会男子田径400m决赛中,高二体育生刘斌以55.77s成绩勇夺冠军。已知运动场最内侧跑道周长是400m,在运动员完成比赛过程中,下列说法错误的是( )
A.55.77s指的是时间间隔
B.400m指的是路程
C.不同跑道上的运动员位移大小不相同
D.分析运动员终点冲线动作时可将其视作质点
【答案】D
【详解】A.时间间隔对应运动过程的持续时长,55.77s是运动员跑完全程的总时长,属于时间间隔,故A正确;
B.路程是物体运动轨迹的总长度,400m是运动员沿跑道运动的轨迹总长,属于路程,故B正确;
C.位移是从初位置指向末位置的有向线段,400m比赛终点相同,不同跑道运动员的起点位置不同,因此初末位置的有向线段长度不同,即位移大小不相同,故C正确;
D.质点是忽略物体形状、大小的理想化模型,分析冲线动作时,运动员的肢体动作、身体各部位的位置会影响冲线先后的判断,不能忽略其形状大小,因此不能视作质点,故D错误。
此题选择错误的,故选D。
4.(25-26高一下·云南保山·开学考试)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利八十周年阅兵仪式隆重举行。阅兵式上首次公开亮相的东风-5C液体洲际战略核导弹,射程超过一万公里,打击范围覆盖全球。下列说法正确的是( )
A.研究导弹发射后的飞行姿态时,可将其视为质点
B.研究阅兵式上导弹通过天安门前的时间时,可将其视为质点
C.阅兵顺利完成后,导弹返回基地的过程中,其路程大于位移大小
D.阅兵顺利完成后,导弹返回基地的过程中,其位移大小大于路程
【答案】C
【详解】A.研究导弹飞行姿态时,需要分析导弹不同部位的运动状态,不能忽略其形状和大小,因此不可将其视为质点,故A错误;
B.研究导弹通过天安门前的时间时,导弹自身的长度会对时间计算产生不可忽略的影响,因此不可将其视为质点,故B错误;
C.位移是初末位置间的有向线段长度,路程是运动轨迹的实际长度,导弹返回基地的过程中运动轨迹不是单向直线,因此路程大于位移的大小,故C正确;
D.路程是运动轨迹的长度,任何情况下路程都不可能小于位移的大小,故D错误。
故选C。
5.(25-26高一上·陕西渭南·期中)在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年阅兵式中,某战斗机编队以恒定速度沿直线飞越天安门广场上空。已知编队10∶00∶00在观礼台正东方向5km处的预定高度集结,10∶02∶00到达天安门正上方,10∶04∶00飞至正西方向处。下列说法正确的是( )
A.战斗机10∶02∶00到达天安门正上方,“10∶02∶00”指的是时间
B.研究编队飞行轨迹时,不能将战斗机编队视为质点
C.编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系,天安门向东运动
D.战斗机从10∶00∶00到10∶04∶00时间内的位移大小为
【答案】C
【详解】A.“10:02:00”对应时间轴上的一个点,属于时刻,不是时间间隔,A错误;
B.研究编队飞行轨迹时,编队的大小、形状对轨迹研究的影响可忽略,可以将战斗机编队视为质点,B错误;
C.编队相对地面向西飞行,以战斗机为参考系时,静止的天安门相对战斗机向东运动,C正确;
D.初位置为观礼台正东5km处,末位置为正西5km处,位移大小为,D错误。
故选C。
6.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)如图所示为描述物体位置的一维坐标系,物体运动正方向与x轴正方向一致,0点为坐标原点。下列说法正确的是( )
A.物体由0位置运动到A位置,位移为20m
B.物体由A位置运动到B位置,位移为20m
C.物体沿x轴由C位置运动到D位置,再运动到B位置,路程是20m
D.物体沿x轴由C位置运动到D位置,再运动到B位置,位移是-20m
【答案】D
【详解】A.物体由0位置运动到A位置,位移为-20m,A错误;
B.物体由A位置运动到B位置,位移为40m,B错误;
CD.物体沿x轴由C位置运动到D位置,再运动到B位置,路程是s=20m+40m=60m,位移为x=20m-40m=-20m,C错误,D正确。
故选D。
7.(25-26高一上·广东汕头·期中)如图所示,一个人晨练,沿着半径为R的中国古代的太极图行走,中央的S部分是两个直径为R的半圆,为西东方向,为南北方向。他从点出发沿曲线行走,在该过程人的位移为( )
A.,东南方向 B.,西北方向
C.,西北方向 D.,东南方向
【答案】D
【详解】人的起点为A,终点为D,则该过程人的位移为,方向由A指向D点,即沿东南方向。
故选D。
二、多选题
8.(1.2时间位移课堂例题)根据图中的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.是时刻,对应数字1,叫作第1s末,也等于第2s初
B.是时间间隔,叫作前2s内,也可以叫作第2s内
C.是时间间隔,代表第3s内,时长为1s
D.这段间隔叫作内
【答案】AC
【详解】A.是时间轴上的一个点,表示时刻,对应数字,叫作第末,也等于第初,故A正确;
B.是时间轴上的一段长度,表示时间间隔,叫作前内,而第内是指这段时间间隔,故B错误;
C.表示两个时刻之间的时间间隔,代表第内,时长为,故C正确;
D.这段时间间隔叫作第内,而内是指这段时间间隔,故D错误。
故选AC。
9(25-26高二下·河北邢台·阶段检测)2026年5月11日8时14分,搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务圆满成功。13时11分,飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。下列说法正确的是( )
A.发射升空过程中飞船的位移大小不可能大于路程
B.发射升空过程中飞船相对于火箭始终是运动的
C.“8时14分”“10分钟”“13时11分”都是时刻
D.研究飞船与空间站的对接过程时不可以将飞船视为质点
【答案】AD
【详解】A.位移的大小等于初位置到末位置的有向线段的长度,路程等于物体运动轨迹的长度,因此任意运动过程中物体的位移大小均不可能大于路程,故A正确;
B.发射升空过程中,在飞船与火箭分离前,飞船与火箭保持相对静止,因此飞船相对于火箭是静止的,故B错误;
C.“8时14分”和“13时11分”均表示在时间轴上的点,都是时刻,而“10分钟”表示在时间轴上的一段长度,是时间间隔,故C错误;
D.研究飞船与空间站的对接过程时,需要精确控制对接位置和姿态,必须考虑飞船的大小和形状,不可以将飞船视为质点,故D正确。
故选AD。
10.(26-27高一上·全国·课后作业)物体做直线运动,在如图所示的位移坐标轴上O、、、…、、分别为物体在开始和第1s末、第2s末、…、第末、第末的位置,则下述说法中正确的是( )
A.为第2s内的位移,方向由指向
B.为内的位移,方向由指向
C.为前内的位移,方向由指向
D.为第内的位移,方向由指向
【答案】BD
【详解】A.题中O、、、…、、分别为不同位置,分别与各个时刻对应,而位移均与时间对应,故为第1s内的位移,A错误;
B.为(n-1)s内的位移,B正确;
C.是第2s末到第ns末的位移,对应时间为(n−2)s,不是前2ns内的位移,C错误;
D.为第ns内的位移,位移的方向均沿x轴正向,D正确。
故选BD。
11.(26-27高三·全国·一轮复习)在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年阅兵式中,某战斗机编队以恒定速度沿直线飞越天安门广场上空。已知编队10:00:00在观礼台正东方向5km处的预定高度集结,10:02:00到达天安门正上方,10:04:00飞至正西方向5km处。下列说法正确的是( )
A.战斗机10:02:00到达天安门正上方,“10:02:00”指的是时间
B.研究编队飞行轨迹时,可以将战斗机编队视为质点
C.编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系,天安门向东运动
D.研究战斗机从10:00:00到10:04:00时间内的位移大小时,可以将战斗机视为质点
【答案】BCD
【详解】A.战斗机10:02:00到达天安门正上方,“10:02:00”指的是时刻,故A错误;
B.研究编队飞行轨迹时,战斗机编队的大小和形状对问题的研究影响可以忽略,可以将战斗机编队视为质点,故B正确;
C.编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系,天安门向东运动,故C正确;
D.研究战斗机从10:00:00到10:04:00时间内的位移大小时,战斗机的大小和形状对问题的研究影响可以忽略,可以将战斗机视为质点,故D正确。
故选BCD。
12.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的位移最小为cm
B.该昆虫的位移最小为cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
D.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
【答案】AC
【详解】AB.昆虫从A点爬到G点的位移最小就是立方体的对角线AG的长度,大小为,B错误,A正确;
CD.A点到G点的路程有无数种,由于昆虫只能在实心立方体表面运动,我们可以将表面“展开”,在同一平面内连接A、G两点,如图所示,路径为AIG时,路程最短,此时路程为,D错误,C正确。
故选AC。
13.(25-26高一上·天津·阶段检测)如图所示,从高出地面3m的位置竖直向上抛出小球,它上升5m后回落,最后到达地面,下列关于位置和位移的描述正确的是( )
A.若选择地面为坐标轴原点,则抛出点和落地点的坐标,
B.若选择抛出点为坐标轴原点,则抛出点和落地点的坐标,
C.改变坐标原点,同一位置的坐标不变,同一运动过程物体发生的位移改变
D.改变坐标原点,同一位置的坐标改变,同一运动过程物体发生的位移不变
【答案】BD
【详解】A.若选择地面为坐标轴原点,由图可知竖直向上为正方向,则抛出点和落地点的坐标,,故A错误;
B.若选择抛出点为坐标轴原点,由图可知竖直向上为正方向,则抛出点和落地点的坐标,,故B正确;
CD.改变坐标原点,则同一位置的坐标改变;由于位移由初、末位置决定,所以同一运动过程物体发生的位移不变,故C错误,D正确。
故选BD。
三、解答题
14.(25-26高一上·全国·课后作业)如图甲所示,某同学从家出发步行到学校,先从A处(家)向南走到B处,然后再向东走到C处,在C处休息一下,最后再向北走才能到达D处(学校)。
(1)如图乙所示,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,请在图上标出B、C、D各点位置,并写出表示各点位置的坐标。
(2)求该同学的总路程和总位移。(计算结果可用根号表示)
【答案】(1)见解析
(2)1200m;,方向东偏北。
【详解】(1)各点坐标如图所示:
各点位置坐标:。
(2)该同学的总路程
总位移
方向东偏北。
15.(25-26高一上·江苏无锡·期中)美国动画片《猫和老鼠》中的主角是杰瑞(老鼠)和汤姆(猫),两个小精灵的嬉戏打闹场面常使人捧腹。如图是边长为L(数值较大)的立方体盒子,在运动速率v一定时杰瑞想用最短的时间从盒子的一个顶点a沿盒子表面爬到另一个顶点b。假设你是杰瑞,你用最短的时间完成了这次爬行,求:
(1)这次爬行中杰瑞的位移大小;
(2)这次爬行中杰瑞所用的时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)这次爬行中杰瑞的位移大小是从a点指向b点的有向线段的大小,即
(2)因为杰瑞的运动速率一定,用最短时间从a点爬到b点,说明杰瑞的运动路程最短,将立方体展开,如图所示
根据“两点之间,线段最短”知,线段AB为最短路程,由勾股定理得
这次爬行中杰瑞所用的时间
16.(23-24高一上·甘肃武威·期中)如图所示,某人从广场的A处开始散步,先向南走了60m到达B处,再向东走了80m到达C处,最后又向北走了120m到达D处。
(1)以A为坐标原点,在坐标系中画出此人的运动轨迹并标出位移;
(2)求出此人的总路程和位移;
(3)要比较确切地表示出此人散步的最终位置,应该用路程还是位移。
【答案】(1)见解析
(2)100m,位移方向方向由A指向D
(3)位移
【详解】(1)如图
(2)总路程
代入数值
位移
位移方向方向由A指向D。
(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度。要比较确切地表示出此人散步的最终位置,应该用位移。
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