第1章 第2节 质点和位移-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册教师用书word（鲁科版）

本讲义聚焦高中物理“质点和位移”核心知识点，系统梳理质点的概念及理想化模型建构条件，位移与路程的区别联系，位移—时间图像的物理意义，以及矢量和标量的基本内涵，形成从模型到物理量再到图像描述的完整学习支架。 该资料通过情境思辨（如北极熊足迹问题）、探究活动（火车质点讨论）和典例分析（神舟十六号任务等），突出模型建构与科学推理的科学思维，助力学生形成运动观念的物理观念。课中辅助教师引导抽象概念理解，课后学生可通过练习题查漏补缺，强化核心概念掌握。

第2节　质点和位移 素养目标 物理观念：（1）经历质点模型的建构过程，了解质点的含义；知道将物体抽象为质点的条件。（2）理解位移是表示质点位置变化的物理量；知道位移与路程的区别和联系。（3）初步认识位移—时间（s-t）图像，知道s-t图像的物理意义。（4）初步知道矢量和标量 科学思维：体会建构物理模型的思维方式，知道物理学研究需要建构模型 知识点一　质点 1.质点：用来代替物体的具有　质量　的点。 2.物体视为质点的条件：当物体的　大小　和　形状　对研究问题的影响可以忽略时，可把物体看成质点。 3.质点是一种理想化的　物理模型　，不是真实的物体。 知识点二　位移 1.路程：物体运动轨迹的　长度　。 2.位移 （1）物理意义：描述物体的　位置　变化； （2）定义：从　初位置　指向　末位置　的有向线段； （3）大小：初、末位置间有向线段的　长度　； （4）方向：由初位置指向　末位置　。 3.标量和矢量 （1）标量：只用大小就能描述的物理量； （2）矢量：既有大小又有　方向　的物理量。 4.位移—时间（s-t）图像 （1）物理意义 描述物体运动的位移随　时间　变化的规律（如图所示）。 （2）应用 ①可以确定任意时刻物体所在的　位置　； ②可以求出物体发生某一位移所对应的　时间　或在某一段时间内物体的　位移　。 【情境思辨】 　随着大气污染日益严重，全球逐渐变暖，北极熊的生存环境越来越恶劣，导致北极熊的数量锐减。如图所示，AB段为北极熊在寒冷的雪地里觅食时留下的足迹。 （1）研究北极熊从A点到B点的运动轨迹，可以把北极熊视为质点。（　√　） （2）研究北极熊捕杀海狮的过程时，可以把北极熊视为质点。（　×　） （3）北极熊从A点到B点的运动轨迹长度叫距离。（　×　） （4）A、B两点连线的长度就是位移。（　×　） 要点一　对质点的理解 【探究】 如图所示，一列火车由北京开往上海，探究： （1）当研究它从北京到上海的时间时，能否将火车看作质点？ 提示：能。 （2）当我们研究它通过轨道旁某一电线杆的时间时，能否将火车看作质点？ 提示：不能。 【归纳】 1.理想化方法 （1）质点是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似处理。 （2）在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，通过对事物的抽象，建立理想化“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。 2.质点的三个特点 （1）没有大小和形状。 （2）具有物体的全部质量。 （3）是一种理想化的物理模型，实际生活中并不存在。 3.把物体看作质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时，不论物体的大小如何，都可把物体看作质点。 【典例1】　北京时间2023年7月20日21时40分，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂的帮助下，完成了核心舱全景相机B在轨支架安装及抬升等任务。下列说法正确的是（　　） A.研究航天员景海鹏“太空漫步”的动作时，景海鹏可看成质点 B.机械臂在工作时可看成质点 C.全景相机B通过调整角度拍摄地球全景时，全景相机不能看成质点 D.研究空间站绕地球运动时，空间站不能看成质点 答案：C 解析：航天员景海鹏“太空漫步”时，要考虑漫步的动作，故景海鹏不能看成质点，故A错误；机械臂在工作时要考虑机械臂的形状和大小，不能看成质点，故B错误；全景相机拍摄地球全景时，必须考虑全景相机的拍摄角度，故全景相机不能看成质点，故C正确；空间站绕地球运动时可以忽略形状和大小，能看成质点，故D错误。 1.物理学中引入“质点”概念，从科学方法说，属于（　　） A.观察、实验的方法　B.建立理想模型的方法 C.类比的方法 D.逻辑推理的方法 解析：B　对于具有一定质量的物体，我们假设其质量集中在物体的中心，便抽象出质点模型，所以从科学方法来说，是属于建立理想模型的方法，故选项B正确。 2.如图所示，下列奥运会运动项目中，在考查运动员比赛成绩时，运动员可视为质点的是（　　） 解析：D　运动员能否看成质点，取决于研究问题的性质。若物体的形状、体积在所研究的问题中是次要因素，可以忽略，则物体可以看成质点。在跳水、双杠及体操运动的比赛中，都要涉及运动员的肢体动作，故运动员不能看成质点；考查马拉松运动员的比赛成绩时，运动员可以看成质点，故选项D正确。 要点二　位移和路程的区别与联系 【探究】 小明同学乘坐出租车从家门口去学校，由于忘带物品又乘出租车返回家门口，准备支付出租车费时，他和司机师傅开玩笑说：“我乘坐出租车的位移为零，因此不需要支付车费。”关于小明的说法你怎么评价？ 提示：小明说乘坐出租车的位移为零是正确的，但其路程不为零，他应该按乘坐出租车的来回路程支付车费。 【归纳】 1.位置在直线坐标系中的表示 直线坐标系中位置用一个点的坐标表示；坐标值的正负表示物体所在位置相对于坐标原点在正方向还是负方向上；坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离。 2.位移在直线坐标系中的表示 用两个坐标的差值，即s＝Δx＝x2－x1表示位移。s的绝对值表示位移大小，s为正时，表示位移方向与正方向相同；s为负时，表示位移方向与正方向相反。 3.在直线坐标系中，选择不同的坐标原点，各点的位置坐标不同，但两点间的位移相同，即位移与坐标系无关。 4.位移与路程的区别与联系 　　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 位移的大小小于等于相应的路程，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 【典例2】　一个人晨练，按如图所示走半径为R的中国古典哲学中的太极图，中央的“S”部分是两个直径为R的半圆弧，BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他走到D点时，求他的路程和位移的大小分别为多少？位移的方向如何？ 答案：πR　R　方向由A指向D 解析：路程是标量，等于半径为R与半径为两圆周长之和减去半径为R的圆周长的，即路程为2πR＋2π·－×2πR＝πR 位移是矢量，大小为AD线段的长度，由直角三角形知识得＝R，方向由A指向D。 故路程和位移的大小分别为πR和R；位移的方向由A指向D。 规律方法 位移的两种计算方法 （1）几何法：根据位移的定义先画出有向线段，再根据几何知识计算。 （2）坐标法：写出初、末位置坐标，位移即末位置坐标减初位置坐标，结果中的正、负号表示位移方向。 1.如图所示，甲同学从操场上A点出发，先向东走了一段距离到达B点，然后又向北走了一段距离到达C点；乙同学从A点出发沿直线到达C点。甲、乙两位同学的（　　） A.路程相同，位移相同 B.路程相同，位移不同 C.路程不同，位移相同 D.路程不同，位移不同 解析：C　甲同学从A点出发，经过B点到达C点，路程等于AB段长度与BC段长度之和，位移大小等于AC段长度，方向从A指向C；乙同学的路程与位移大小均等于AC段长度，位移方向从A指向C，故C正确，A、B、D错误。 2.〔多选〕关于路程和位移，下列说法中正确的是（　　） A.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移 B.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小 C.物体通过一段路程，其位移一定不等于零 D.两物体通过的路程不相等，但它们的位移可能相同 解析：BD　物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小，路程是标量，位移是矢量，不能说路程就是位移，故A错误，B正确；物体通过一段路程，其位移可能等于零，如物体运动一周又回到出发点，故C错误；两物体通过的路程不相等，但它们的位移可能相同，故D正确。 3.〔多选〕某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，sOA＝sAB＝sCO＝sDC＝1 m，O点为x轴上的原点，且质点由A点出发，向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是（　　） A.质点从A→B→C发生的位移为2 m，方向沿x轴正方向，路程为4 m B.质点从B→D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－2 m表示 D.当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3 m 解析：BCD　由于sAC＝－2 m，因此质点在A→B→C的过程中，位移大小为2 m，方向沿x轴负方向，所以位移为－2 m，路程为4 m，A错误；从B→D的过程，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，B正确；当质点到达D点时，位置在原点的左侧，坐标为－2 m，C正确；当质点到达D点时，在A点左侧3 m处，因向右为正方向，所以D点相对于A点的位移为－3 m，D正确。 要点三　位移—时间图像 1.物理意义：在直线运动中，直观地描述物体的位置随时间变化的情况。 2.图像的建立：建立平面直角坐标系，横坐标表示时间t，纵坐标表示相对起始位置的位移s。 根据数据在平面直角坐标系中描点，并用平滑曲线将数据点连接起来，所得图像称为位移—时间图像（s-t图像）。 3.从s-t图像获得的信息 位移Δs＝s2－s1 大小 初、末位置的纵坐标差的绝对值 方向 末位置与初位置的纵坐标差的正负，正值表示位移沿正方向，负值表示位移沿负方向 运动开始位置 图线起点的纵坐标 运动开始时刻 图线起点的横坐标 两图线交点的含义 表示两物体在同一位置（相遇） 特别提醒 （1）位移—时间图像不是物体的运动轨迹。 （2）位移—时间图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。 （3）匀速直线运动的s-t图像是一条倾斜直线，表示质点的位移随时间均匀变化。 【典例3】　沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的s-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A.前5 s内A、B的位移均为10 m B.两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动 C.在前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇 D.从3 s末开始，两物体运动方向相同，且A比B运动得快 答案：D 解析：5 s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5 s内，A通过的位移为10 m，B通过的位移为5 m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5 m处出发，A在B运动3 s后开始运动，B错误；在s-t图像中图线的斜率表示物体运动的快慢和方向，从t＝3 s起，两图线的斜率均为正值，说明两物体均沿正方向运动，A的斜率比B的斜率大，说明A运动得比B快，D正确。 1.如图所示是一辆汽车做直线运动的s-t图像，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是（　　） A.OA段汽车静止 B.AB段汽车做匀速运动 C.CD段汽车的运动方向与初始运动方向相反 D.汽车运动4 h的位移大小为30 km 解析：C　从图像中可以看出OA段汽车做匀速直线运动，A错误；AB段汽车静止，B错误；由图像知，OA段图线向上倾斜，说明汽车的运动方向与正方向相同，CD段图线向下倾斜，说明汽车的运动方向与正方向相反，即与初始运动方向相反，C正确；汽车运动4 h的位移大小为零，D错误。 2.如图所示是物体沿直线运动的位移—时间图像，则在0～4 s内物体通过的位移s为（　　） A.s＝2 m B.s＝－2 m C.s＝10 m D.s＞4 m 解析：B　由图像可知，物体的位移等于末、初时刻纵坐标之差，所以在0～4 s内物体通过的位移为－2 m，故B正确。 要点回眸 1.对矢量和标量的理解，下列选项正确的是（　　） A.矢量和标量的区别只是有无方向，运算法则是一样的 B.矢量和标量的区别不仅是有无方向，运算法则也不同 C.位移、时间都是矢量 D.只有大小没有方向的量是矢量，既有大小又有方向的量是标量 解析：B　矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、速度等，矢量相加减遵循平行四边形定则（以后学到）；标量是指只有大小没有方向的物理量，如时间、路程等，标量相加减遵循算术加减法，故B正确。 2.2023年9月23日，杭州第19届亚运会盛大开幕。开幕式以“数实融合”为主题，不仅呈现了绚丽的烟花秀，还采用了数字化技术进行火炬点火。如图所示为数字火炬手正在跨越钱塘江奔向亚运会主场馆的情景。下列说法正确的是（　　） A.研究数字火炬手通过钱塘江的速度大小，不可以把数字火炬手视为质点 B.研究数字火炬手跑动的姿态时，不可以把数字火炬手视为质点 C.研究数字火炬手跑动的姿态时，可以把数字火炬手视为质点 D.由于数字火炬手很大，任何情形都不能将其视为质点 解析：B　质点是理想模型，物体能否视为质点与其自身大小无绝对关系，当物体大小对研究问题影响很小或没有影响时，可视为质点。故研究数字火炬手通过钱塘江的速度大小，可以把数字火炬手视为质点；研究数字火炬手跑动的姿态时，不可以把数字火炬手视为质点。综上选B。 3.如图所示的是正在航拍的旋翼无人机，下列过程能将无人机看成质点的是（　　） A.调节无人机旋翼转速 B.调整摄像机镜头方向 C.研究风力、风向对无人机的影响 D.地面观察者观察无人机在空中的位置 解析：D　调节无人机旋翼的转速时，无人机旋翼的大小和形状不能忽略，故不能将无人机看成质点，A错误；调整无人机上摄像机的镜头方向时，摄像头的大小不能忽略，故不能将无人机看成质点，B错误；研究风力、风向对无人机的影响时，无人机的大小和形状不能忽略，故不能将无人机看成质点，C错误；观察无人机在空中的位置，无人机的大小、形状可忽略，可以将无人机看成质点，D正确。 4.利用卫星导航可以根据道路交通情况，及时调整出行规划、更换路线，极大地方便了人们自驾游的出行。下列有关卫星导航的说法中正确的是（　　） A.选择相同的路线，往、返于两地之间，位移一定相同 B.规划不同的路线，从出发地到目的地的位移可能不同 C.规划不同的路线，从出发地到目的地的路程一定不同 D.无论如何规划路线，往、返于两地之间，距离一定相同 解析：D　选择相同的路线，往、返于两地之间，位移大小相等，方向不同，即位移不同，故A错误；出发地和目的地相同，则位移相同，与运动的路线无关，故B错误；规划不同的路线，路线的长度可能相等，即从出发地到目的地的路程可能相同，故C错误；无论如何规划路线，出发地和目的地相同，往、返于两地之间，距离一定相同，故D正确。 5.某一质点在一段时间内的位移—时间图像如图所示，则以下说法正确的是（　　） A.该质点在前6 s内做曲线运动 B.该质点在前5 s内做直线运动，且运动得越来越慢 C.该质点在前5 s内的位移大小为50 m D.该质点在6 s后做匀速直线运动 解析：B　位移—时间图像只能描述直线运动，A错误；位移—时间图像的斜率表示运动的快慢和方向，前5 s内质点向正方向做直线运动，图像斜率减小，运动得越来越慢，B正确；该质点在前5 s内位移大小Δs＝10 m，C错误；该质点在6 s后位置不变，处于静止状态，D错误。 1.下列关于矢量和标量的说法中，正确的是（　　） A.两个运动物体的位移大小均为30 m，则这两个位移一定相同 B.取定正方向，做直线运动的甲、乙两物体的位移s甲＝3 m，s乙＝－5 m，则s甲＞s乙 C.温度计读数有正、有负，所以温度是矢量 D.温度计读数的正负表示温度的高低，不表示方向，温度是标量 解析：D　当两个矢量大小相等、方向相同时，才能说这两个矢量相同，选项A错误；物体做直线运动时位移的正负表示方向，不表示大小，选项B错误；温度是标量，温度的正负表示温度的高低，选项C错误，D正确。 2.（2025·高一上福建泉州期中）在2023世界泳联锦标赛中，我国以20枚金牌位列金牌榜第一，200米蛙泳决赛中我国运动员更是以2分05秒48的成绩打破世界纪录。已知200米蛙泳比赛的泳池长为50 m，下列说法正确的是（　　） A.题目中“2分05秒48”是时刻 B.在研究运动员游泳动作时，可将运动员视为质点 C.运动员完成200米蛙泳比赛时的路程小于位移 D.准确测定运动员200米蛙泳比赛的成绩时，不可以将运动员视为质点 解析：D　题目中“2分05秒48”是时间间隔，故A错误；在研究运动员游泳动作时，不能忽略运动员的大小和形状，不能将运动员视为质点，故B错误；运动员完成200米蛙泳比赛时的路程大于位移的大小，故C错误；准确测定运动员200米蛙泳比赛的成绩时不能忽略运动员的大小和形状，不可以将运动员视为质点，故D正确。 3.在研究物体的运动时引入了“质点”的概念，关于质点，下列说法正确的是（　　） A.原子核很小一定可以看作质点 B.研究体操运动员在空中的翻滚动作时，可将体操运动员看作质点 C.只有当物体的大小和形状在研究的问题中属于主要因素时才能将物体看作质点 D.引入“质点”从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法 解析：D　物体能否看作质点是由研究的问题决定的，当物体的大小和形状在研究的问题中属于次要因素时才能将物体看作质点，与物体的实际大小无关，原子核很小，但要研究原子核的转动情况时就不能把原子核看作质点，故A、C错误；研究体操运动员在空中的翻滚动作时，不能忽略体操运动员的身体大小，因此不能将体操运动员看作质点，故B错误；引入“质点”从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法，符合客观事实，故D正确。 4.如图所示的是运动场部分跑道的示意图，甲、乙两同学参加400 m决赛，甲跑第2道，乙跑第3道，他们同时冲过终点线。关于他们在整个比赛中的位移和路程，下列说法中正确的是（　　） A.位移相同，路程相同 B.位移相同，路程不同 C.位移不同，路程相同 D.位移不同，路程不同 解析：C　根据位移定义可知，他们的位移不同，但是路程都是400 m，故C正确。 5.质点沿直线运动，其位移—时间图像如图所示，关于质点的运动，下列说法正确的是（　　） A.前2 s内位移为“－”，后2 s内位移为“＋”，所以2 s末质点改变了运动方向 B.2 s末质点的位移为零，该时刻质点处于静止状态 C.质点在2 s时间内的位移大小为0 D.质点在4 s时间内的位移大小为0.4 m，方向与规定的正方向相同 解析：D　由图像可知，质点从－0.2 m处出发沿正方向运动至0.2 m处，用时4 s，故A错误；s-t图像的斜率表示运动的快慢，质点在4 s内的运动快慢不变，质点在2 s末运动至原点处，并不会停止运动，2 s内的位移大小为0.2 m，故B、C错误；质点在4 s内的位移大小为0.4 m，方向与规定正方向相同，故D正确。 6.〔多选〕某物体的s-t图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A.物体在一条直线上做往返运动 B.物体做匀速直线运动 C.物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末的位置距离出发点一样远 D.物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末又回到出发点 解析：AC　由图像可知，物体在一条直线上做往返运动，物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末的位置距离出发点一样远， 均为s0，选项A、C正确。 7.某人驾车从宣武门出发，从宣武门大街一直向北行驶了4.5 km到达新街口，再向正西行驶了1.5 km到达西直门。在这个过程中，他通过的路程和发生的位移的大小分别为（　　） A.6.0 km， km B.6.0 km，6.0 km C.4.5 km，6.0 km D.4.5 km，1.5 km 解析：A　路程为4.5 km＋1.5 km＝6.0 km；位移是初位置指向末位置的有向线段，大小为s＝ km＝ km，故A正确。 8.如图所示，标准的排球比赛场地长方形ABCD，其AB长为18 m，BC长为9 m。某同学从A点起跑，沿着排球场地的边缘，依次经过B点、C点、D点，最终回到A点。下列判断正确的是（　　） A.该同学从A点到C点，位移大小是27 m B.该同学从A点到D点，位移大小是9 m C.该同学从A点最终回到A点，路程是0 D.该同学从A点到D点和从D点到A点，位移相同 解析：B　该同学从A点到C点，位移大小是sAC＝＝ m＝ m≈20.1 m，故A错误；该同学从A点到D点，位移大小是sAD＝9 m，故B正确；该同学从A点最终回到A点，路程是路径的长度，则x＝2×（18＋9）m＝54 m，故C错误；该同学从A点到D点和从D点到A点，位移大小相等，方向不同，故D错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $