第1章 第2节 质点和位移(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书（鲁科版）

第2节　质点和位移 学习任务一　质点 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: (1)质点:在某些情况下,可以忽略物体的　　　　和　　　　,把物体简化为一个具有　　　　的点,这样的点叫作质点.   (2)特殊情况下,虽然不能忽略物体的大小和形状,但是物体上各点的运动情况完全相同,物体也可以简化为质点. (3)理想化模型:在物理学中,突出问题的　　　　因素,忽略　　　　因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法.  【辨别明理】 (1)质点就是质量小、体积小的物体. (　) (2)物体能否看成质点是由所研究问题决定的. (　) (3)质点是理想化模型,实际是不存在的. (　) 例1 [2024·山东枣庄高一期中] 质点是一种理想化模型,关于质点,下列说法中正确的是 (　) A.计算火车从车站开出通过车站门口的时间,应把火车视为质点 B.研究“玉兔”号探测器巡视月球时的运动轨迹,可把“玉兔”号探测器视为质点 C.观察“山东舰”航空母舰上“歼⁃15”战斗机起飞时,可以把航空母舰视为质点 D.自行车运动时,车轮在转动,所以无论什么情况,自行车都不能视为质点 变式1 [2024·南安侨光中学高一月考] 在东京奥运会上,以下对象在比赛中可看成质点的是 (　) A. 参加女子10米跳台比赛的全红婵 B. 杨倩在女子10米气步枪比赛中射出的子弹 C. 马龙在乒乓球男子单打比赛中击出的乒乓球 D. 在男子4×100米接力比赛进行交接棒的苏炳添 [反思感悟] 　     【要点总结】 1.对质点的理解 (1)质点是一种理想化物理模型,实际中并不存在. (2)质点不同于几何中的“点”,它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置. (3)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,而不是依据物体自身大小和形状来判断. 2.可将物体看成质点的几种情况 [特别提醒] 平动的物体并不一定能看成质点,而转动的物体不一定不能看成质点 学习任务二　位移 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: (1)路程和位移 ①路程:指物体运动时路径的长度,没有方向. ②位移的物理意义:描述运动物体　　　　的变化.  ③位移的定义:用一条从　　　　　指向　　　　　　的有向线段表示.通常用字母s表示.  (2)矢量和标量 ①矢量:既有大小又有　　　　的物理量,如位移等.  ②标量:只用　　　　就能描述的物理量,如质量、路程、时间等.  [科学探究] 三位旅行者从北京到重庆,甲乘飞机直达,乙 坐高铁直达,丙先坐火车再乘船到达,如图所示. (1)三者运动过程中位移　　　　(选填“相同”或“不同”).  (2)三者运动过程中路程　　　　(选填“相同”或“不同”).  【辨别明理】 (1)位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的. (　) (2)一个物体的位移为零,路程也一定为零. (　) (3)物体在运动过程中的路程相等,位移一定也相等. (　) 例2 [2024·厦门翔安一中高一月考] 下列关于位移和路程的说法中正确的是 (　) A.物体沿直线运动,通过的路程一定等于位移大小 B.物体前后两次能通过的路程若是不相等,位移一定不相等 C.物体通过一段路程,则它通过的位移不可能为零 D.路程是标量,只有大小;位移是矢量,有大小,也有方向 例3 [2024·三明一中高一月考] 某同学按如图所示走出一个半径为R的中国古代八卦图,中央“S”部分是两个直径均为R的半圆,B、D、C、A分别为西、东、南、北指向.他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他到D点时,他的路程和位移大小及位移方向分别为 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.2πR、R、西偏南45° B.2.5πR、R、东偏南45° C.2.5πR、R、东偏南45° D.3πR、R、西偏北45° [反思感悟] 　   【要点总结】 位移和路程的区别与联系 路程 位移 物理意义 物体运动轨迹的长短 物体位置的变化 标矢性 只有大小,没有方向,是标量 既有大小,又有方向,是矢量 制约因素 与运动路径有关 与运动路径无关,只与初、末位置有关 图示 注意点 ①运动方向不一定与位移方向相同 ②路程l只能和位移大小s比较,不能和位移比较;且同一运动总有s≤l 学习任务三　直线运动的位移 [科学探究] 某一运动的质点沿一直线做往返运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为原点.质点由A点出发沿x轴正方向运动至B点后返回,并沿x轴负方向运动.回答下列问题: (1)质点从A到B再到C的位移为　　　　,路程为　　　　.  (2)质点从B到D的位移为　　　　,路程为　　　　.  (3)当质点到达D点时,其位置坐标为　　　　.  (4)当质点到达D点时,其相对于A点的位移为　　　　.  例4 一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动). 时刻/s 0 1 2 3 4 位置坐标/m 0 5 -4 -1 -7 (1)　　　　(填选项前的字母)位移最大.  　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.1 s内 B.2 s内 C.3 s内 D.4 s内 (2)　　　　(填选项前的字母)位移最大.  A.第1 s内 B.第2 s内 C.第3 s内 D.第4 s内 (3)　　　　(填选项前的字母)路程最大.  A.1 s内 B.2 s内 C.3 s内 D.4 s内 (4)　　　　(填选项前的字母)路程最大.  A.第1 s内 B.第2 s内 C.第3 s内 D.第4 s内 变式2 [2024·南平一中高一月考] 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. 表　竖直向上抛出小球的坐标和位移 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 【要点总结】 位移在一维坐标系中的表示 用两个坐标的差值即s=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. 学习任务四　位移—时间图像 [科学探究] a、b两物体都在做匀速直线运动,它们运动的位置、时刻信息如下: 时刻 0 2 s 4 s 6 s a物体的位置xa 0 1 m 2 m 3 m b物体的位置xb 4 m 2 m 0 -2 m (1)a、b两物体向x轴正方向还是x轴负方向运动?     (2)以时刻t为横轴,以位置坐标x为纵轴,建立直角坐标系,在坐标系中将a、b两物体的时刻、位置信息描点,并将各点用平滑的曲线连接起来. 例5 (多选)[2024·古田一中高一月考] 如图所示是一辆电动车做直线运动的s⁃t图像,对相应线段所表示的运动,下列说法中正确的是 (　) A.AB段表示电动车静止 B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移 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 变式3 如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的s⁃t图像.下列说法正确的是 (　) A.甲、乙两物体的出发点相同 B.甲、乙两物体在t2时刻相遇 C.甲、乙两物体同向运动 D.乙物体比甲物体早出发的时间为t1 [反思感悟] 　   【要点总结】 1.位移—时间图像(s⁃t图像)的物理意义 位移—时间图像反映了物体的位移随时间变化的关系,图像上的点表示物体在某时刻所处的位置或相对于坐标原点的位移. 2.从位移—时间图像中可以获得的信息 (1)s⁃t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律,而不是物体运动的轨迹. (2)s⁃t图像只能用来描述直线运动,不能描述曲线运动,原因是s轴只有正、负两个方向. (3)两图像的交点表示两物体在这一时刻位于同一位置,即相遇. (4)若图像不过原点,如图中图线甲所示,表示物体的出发位置不在坐标原点,图线乙表示t=t1时刻物体才开始运动. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(质点的理解)[2024·永定一中高一月考] 下列关于质点的说法正确的是 (　) A.能看作质点的物体其体积一定很小 B.只要是质量很小的物体就可以看作质点 C.质量很大或体积很大的物体一定不能看作质点 D.由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看作质点,有时不可看作质点 2.(质点的应用)[2024·山东东营高一期末] 在杭州亚运会上,中国代表团取得了金牌数和奖牌数均排名第一的优异成绩.在研究以下问题时,运动员可以视为质点的是 (　) A.研究张俊(男子20公里竞走金牌)的技术动作 B.研究严浪宇(男子蹦床金牌)离开蹦床后的滞空时间 C.研究崔宸曦(女子街式滑板金牌)参赛项目的难度系数 D.研究全红婵(女子10米台跳水金牌)的压水花技术 3.(位移和路程)[2024·福州一中高一期中] 如图所示,物体沿两个半径均为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是 (　) A.0、0 B.4R且方向向东、πR C.4πR且方向向东、4R D.4R且方向向东、2πR 4.(位移—时间图像)(多选)[2024·宁德柘荣一中高一月考] 如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的s⁃t图像,以甲的出发点为原点,出发时间即为计时起点,则下列说法中正确的是 (　) A.甲、乙同时出发 B.乙比甲先出发 C.甲开始运动时,甲在乙的前面s0处 D.虽然甲在途中停止了一段时间,乙没有停止,但却在t3时刻相遇 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　质点和位移 [教材链接] (1)大小　形状　质量　(3)主要　次要 【辨别明理】 (1)×　(2)√　(3)√ 例1　B　[解析] 计算火车从车站开出通过车站门口的时间,火车的长短影响着火车从车站开出通过车站门口的时间长短,所以不能把火车看成质点,故A错误;研究“玉兔”号探测器巡视月球时的运动轨迹,可把“玉兔”号探测器视为质点,故B正确;观察“山东舰”航空母舰上“歼⁃15”战斗机起飞时,不可以把航空母舰视为质点,故C错误;研究自行车比赛时,可把自行车看作质点,故D错误. 变式1　B　[解析] 跳台比赛与运动员的肢体动作有关,运动员不可看作质点,故A错误;10米气步枪比赛中,子弹的大小可忽略不计,可看作质点,故B正确;当研究乒乓球的旋转时乒乓球不可看作质点,当研究乒乓球运动轨迹时可看作质点,故C错误;男子4×100米接力比赛,交接棒时不可忽略运动员自身的大小和形状,运动员不可看作质点,故D错误. [教材链接] (1)②位置　③初位置　末位置　(2)①方向　②大小 [科学探究] (1)相同　(2)不同 【辨别明理】 (1)×　(2)×　(3)× 例2　D　[解析] 物体沿直线运动,若是单向直线运动,则路程一定等于位移大小,若有往复直线运动,则路程会大于位移大小,故A错误;物体在两次运动中,如果两次的起点及终点相同,路程可能不相等,但两次的位移一定相等,故B错误;物体通过一段路程,若又回到了出发点,其路程不是零,但它通过的位移是零,故C错误;路程是标量,只有大小,没有方向,位移是矢量,有大小,也有方向,故D正确. 例3　C　[解析] 从A点出发沿曲线ABCOADC行进,当他走到D点时,路程为l=πR+2π+=2.5πR,位移大小为s==R,位移方向为东偏南45°,故C正确. [科学探究] (1)-2 m　4 m　(2)-4 m　4 m　(3)-2 m　(4)-3 m 例4　(1)D　(2)B　(3)D　(4)B [解析] (1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间,位移的大小是从初位置到末位置的有向线段的长度.本题中,质点在1 s内、2 s内、3 s内、4 s内的位移大小分别是5 m、4 m、1 m和7 m. (2)第几秒内指的是第几个1 s的时间内,即第几秒初到第几秒末的1 s时间内.本题中质点在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的位移大小分别为5 m、9 m、3 m、6 m. (3)路程指的是质点运动轨迹的长度,本题中质点运动的时间越长,运动的路程就越大. (4)由以上分析可知:质点在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的路程分别为5 m、9 m、3 m和6 m. 变式2　3 m　8 m　0　5 m　-8 m　-3 m 0　5 m　-3 m　5 m　-8 m　-3 m [科学探究] (1)由于随着时间推移,物体沿x轴运动,a的位置坐标在增大,说明a正沿x轴正方向运动,b的位置坐标在减小,说明b正沿x轴负方向运动. (2)如图所示 例5　AC　[解析] AB段电动车位移不随时间变化,处于静止状态,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段发生的位移大于BC段发生的位移,B错误;从题图可以看出t=3 s时电动车离出发点最远,为12 m-4 m=8 m,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,D错误. 变式3　B　[解析] 由图可知,甲从s=s0处出发,乙从s=0处出发,则甲、乙两物体的出发点不相同,选项A错误;在t2时刻甲、乙的位置相同,即甲、乙两物体在t2时刻相遇,选项B正确;甲、乙两物体向相反方向运动,选项C错误;由图像可知,乙物体比甲物体晚出发的时间为t1,选项D错误. 随堂巩固 1.D　[解析] 物体能否看成质点,与体积大小、质量大小无关,故A、B、C错误;在研究地球绕太阳公转的轨道位置时,地球可看成质点,而在研究地球的自转时,地球不能看成质点,故D正确. 2.B　[解析] 研究物体的具体动作时不能看成指点,所以研究张俊的技术动作时不能看成质点,故A错误;研究严浪宇离开蹦床后的滞空时间时可忽略严浪宇的体积和形状,可以看成质点,故B正确;研究崔宸曦参赛项目的难度系数时不能忽略崔宸曦的形状和体积,所以不能看成质点,故C错误;研究全红婵的压水花技术时研究具体的动作不能忽略全红婵的体积和形状,所以不能看成质点,故D错误. 3.D　[解析] 路程是标量,表示物体实际运动轨迹的长度,位移是矢量,对应的是物体初、末位置间的有向线段,因此根据题中信息可知,物体的位移为4R且方向向东,路程为2πR,故D正确. 4.AD　[解析] 由图像知甲、乙的计时起点都是零,所以是同时出发的,故A正确,B错误;乙开始运动时离坐标原点s0,甲从坐标原点开始运动,所以甲开始运动时,乙在甲的前面s0处;从t1到t2这段时间内甲的位移没有变化,表示甲在途中停止了一段时间,而乙一直在运动,且t3时刻甲、乙位于同一位置,即甲、乙在t3时刻相遇,故C错误,D正确. 学科网（北京）股份有限公司 $