2023-2024学年粤教版必修第一册 第一章　第二节　位置　位移 课件（57张）

第二节位置位移核心素养目标物理观念(1)知道物体在空间的位置可以用坐标系来描述。(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与联系。(3)初步认识位移—时间图像，知道图像的物理意义。(4)初步知道矢量和标量的概念，知道位移为矢量。科学思维能建立坐标系来描述物体的空间位置及位移。科学态度与责任培养学生勤于思考、留心自然、勇于探索的习惯。CONTENTS目录新知预览·抓必备素养浸润·提能力知能演练·重落实课时跟踪检测新知预览·抓必备高效学习夯基固本1知识点一位置位移1．位置(1)位置是指运动质点________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______，然后在参考系上建立______。(3)物体做直线运动时，其位置可用直线坐标系的______表示。当x>0时，表示质点的位置在原点的____；当x<0时，表示质点的位置在原点的____。某一时刻参考系坐标系坐标x右边左边2．路程和位移(1)路程：物体________的长度。(2)位移①物理意义：表示质点的________。②定义：从起始位置指向末位置的____线段。③大小：起始位置与末位置间________的长度。④方向：由____位置指向__位置。⑤单位：米，符号为m。常用单位还有千米(km)、厘米(cm)、毫米(mm)等。运动轨迹位置变化有向有向线段起始末3．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)物体的位置表示：用位置____表示。如图所示，若物体从A向B运动，则x0表示起始位置A，x表示末位置B。(2)物体的位移表示①大小：末位置与起始位置的坐标之差，即Δx＝______。②方向：起始位置指向末位置。a．Δx＞0，表示位移的方向与x轴正方向____；b．Δx＜0，表示位移的方向与x轴正方向____。坐标x－x0相同相反知识点二位移—时间图像1．图像的建立以时间t为横坐标，以位移s为纵坐标，通过在坐标纸上描点作图的方法来描述物体的位移随时间的变化情况，由此得到的图像为位移—时间图像，如图所示。2．图像物理意义表示物体的____随时间变化的规律。位移知识点三矢量和标量1．矢量：既有____又有____的物理量。如位移、力等。2．标量：只有____没有____的物理量。如质量、时间、路程等。大小方向大小方向嘉绍大桥是嘉绍跨江通道的主要组成部分之一，该桥北起嘉兴海宁，南接绍兴上虞，是继杭州湾跨海大桥后在杭州湾上建成的第二个交通通道。嘉绍大桥是世界上最长、最宽的多塔斜拉桥，全长10．137公里，设计速度为100公里/小时。某辆汽车通过嘉绍大桥的记录显示：17：33进入嘉绍大桥，17：43离开大桥。(1)该汽车经过嘉绍大桥的位移是10．137km。

()(2)该汽车从入口到出口的位移大小等于路程。

()(3)汽车经过桥面上平直部分的路段时位移大小等于路程。

()(4)汽车从入口到出口的位移大小有可能大于路程。

()××√×素养浸润·提能力互动探究重难突破2要点一位移和路程暑假期间，北京承办世界园艺博览会。爸爸想带小明去参观世界园艺博览园，同时参观清华、北大等名校，让小明设计出行路线。路线起点为济南，终点为北京。他有三种方式可供选择：乘长途汽车、坐高铁和乘飞机。三种出行方式的路程是否相同？位移是否相同？提示：路程不同，位移相同。1．位置与位移的关系2．位移与路程的区别和联系

位移路程区别物理意义描述质点的位置变化，是从起始位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢标性矢量，既有大小，又有方向标量，有大小，无方向相关因素由质点的起始、末位置决定，与质点运动路径无关既与质点的起始、末位置有关，也与质点运动路径有关

位移路程联系(1)都是描述质点运动的空间特征的物理量(2)都是过程量(3)位移的大小小于或等于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程【典例1】如图所示，一个人晨练，沿着半径为R的中国古典哲学中的太极图行走，中央的“S”形过道是两个直径为R的半圆弧，DB为东西方向，CA为南北方向。他从A点出发沿曲线ABCOAD行走，求该过程中(1)他的路程；(2)他的位移。1．下列说法正确的是(

)A．路程没有方向而位移有方向，因此路程和位移的大小不可能相等B．位移用有向线段来表示，因此位移只能描述直线运动，不能描述曲线运动C．如果质点的轨迹为直线，则质点的位移在数值上一定等于路程D．位移取决于物体的起始、末位置，路程取决于物体实际运动的路径D

解析：路程只有大小、没有方向，是标量，位移既有大小、又有方向，是矢量，当物体做单方向直线运动时，路程与位移的大小相等，故A错误；位移是由起始位置指向末位置的有向线段，因此位移可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，故B错误；当质点做往复直线运动时，位移的大小不等于路程，故C错误；位移的大小由起始、末位置决定，路程取决于物体运动轨迹的长度，故D正确。2．如图所示，标准的排球比赛场地为长方形ABCD，其AB为18m，BC为9m。某同学从A点起跑，沿着排球场的边缘，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27mB．该同学从A点到D点，位移大小是9mC．该同学从A点经过B、C、D点，再回到A点，路程是0D．该同学从A点到D点和从D点到A点，位移相同要点二物体做直线运动的位置和位移1．位置在一维坐标系中的表示在一维坐标系中，物体的位置用它的坐标表示，坐标的绝对值表示物体到坐标原点的距离。2．位移在一维坐标系中的表示用起始、末坐标的差值即Δx＝x－x0表示位移。Δx的绝对值表示位移大小，Δx的正负表示方向，Δx为正值沿x轴正方向，Δx为负值沿x轴负方向。3．建立一维坐标系时，选择不同的坐标原点，物体的位置坐标不同，但在同一运动过程中物体位移却是相同的。【典例2】

一质点沿x轴运动，如图所示，t1时刻质点位于x1＝－3m处，t2时刻质点到达x2＝5m处，t3时刻到达x3＝－7m处，则：(1)质点在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何？解析

质点在t1到t2这段时间内位移Δx1＝x2－x1＝5m－(－3m)＝8m，为正值，说明位移方向沿x轴正方向。答案

8m指向x轴正方向(2)t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何？解析

t2到t3这段时间内的位移为Δx2＝x3－x2＝－7m－5m＝－12m，为负值，说明位移方向沿x轴负方向。答案

12m指向x轴负方向(3)t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何？解析

t1到t3这段时间内位移为Δx3＝x3－x1＝－7m－(－3)m＝－4m，为负值，说明位移方向沿x轴负方向。答案

4m指向x轴负方向1．(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，xOA＝xAB＝xCO＝xDC＝1m，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2m，方向沿x轴正方向，路程为4mB．质点从B→D发生的位移为－4m，方向沿x轴负方向，路程为4mC．当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标－2m表示D．当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3mBCD

解析：由于xAC＝－2m，因此质点在A→B→C的过程内，位移大小为2m，位移方向为A到C，沿x轴负方向，所以位移为－2m，路程为4m，A错误；在B→D的过程内，质点经过的路程为4m，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－4m，路程为4m，B正确；当质点到达D点时，位置在原点的左侧，坐标为－2m，C正确；当质点到达D点时，在A点左侧3m处，规定向右为正方向，所以相对于A点的位移为－3m，D正确。2．如图所示，某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为20m，然后落回到抛出点O下方25m处的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)(

)A．25m,25m

B．65m,25mC．25m，－25m

D．65m，－25m解析：通过的路程s＝(20＋20＋25)m＝65m，位移是矢量，有正负，规定竖直向上的方向为正方向时，从O点指向末位置的位移应表示为－25m，D正确。D

要点三位移—时间图像的理解及应用某位同学在操场上沿直道散步，并记录了有关数据，画出了他的位移—时间图像，如图所示。(1)该同学离开出发点的最远距离是多大？提示：

90m。(2)在2．5～3min时间内他的运动情况如何？提示：静止。(3)该同学的位移—时间图像是他的运动轨迹吗？提示：不是，位移—时间图像表示位移随时间变化的情况。1．位移—时间图像的物理意义描述物体做直线运动时位移随时间的变化关系。2．图像中点、线及截距的意义(1)点：表示运动物体在某时刻处在某位置。若在同一坐标系中两条运动图线相交，交点表示两物体同时到达同一位置，即两物体相遇。(2)线：图线反映了运动物体的位移随时间的变化规律。图线不是运动轨迹。(3)截距：图线与横轴的截距表示物体处在规定的零位置

的时刻；图线与纵轴的截距表示零时刻物体所处的位置。【典例3】(多选)做直线运动的甲、乙两物体的位移—时间图像如图所示，下列说法正确的是(

)A．两物体都是从坐标原点出发的B．两物体是同时出发的C．当t＝t2时，两物体相遇D．当t＝t3时，两物体相距s1解析

甲在零时刻从坐标为s1的位置出发，乙在t1时刻从坐标原点出发，故A、B错误；当t＝t2时，两物体到达同一位置而相遇，故C正确；当t＝t3时，甲位于s＝0处，乙运动至s＝s1处，所以此时两物体相距s1，故D正确。CD|易错警示|在分析处理位移一时间图像问题时，应注意以下几点：(1)无论物体的位移—时间图像是直线还是曲线，物体均做直线运动。(2)物体开始运动的初始位置由t＝0时的位移即纵轴的截距决定。(3)物体正的位移变大，表示物体沿着正方向运动，反之物体沿负方向运动。

1．如图所示的是质点运动过程中的位移—时间图像，质点运动的7s内，下列说法正确的是(

)A．前2s和后3s质点的运动方向相反B．第2s末到第4s末这段时间内，质点做匀速直线运动C．质点在前2s和后3s的位移相同D．图中梯形的“面积”表示这7s内质点运动的位移A

解析：由位移—时间图像可知，前2s质点沿正方向运动，后3s质点沿负方向运动，因此前2s和后3s的运动方向相反，A正确；第2s末到第4s末这段时间内，图线与t轴平行，质点处于静止状态，B错误；根据纵坐标的变化量表示位移知质点在前2s的位移s1＝10m－0＝10m，后3s的位移为s2＝0－10m＝－10m，则质点在前2s和后3s的位移不同，C错误；图中梯形的“面积”不表示这7s内质点运动的位移，根据纵坐标的变化量表示位移知这7s内质点运动的位移为0，D错误。2．(多选)A、B两个物体从O点开始运动的位移—时间图像的一部分如图所示。从A、B两物体的位移—时间图像可知，下列说法正确的是(

)A．A、B两物体的运动方向相同B．A物体4s内发生的位移是10mC．B物体发生10m位移的时间是4sD．A、B两物体同时开始运动解析：A、B两物体运动的s­t图像相对时间轴的倾斜方向相同，即A、B两物体的运动方向相同，选项A正确；由题图可知，B物体在4s内的位移是10m，A物体在2s内的位移为10m，选项B错误，C正确；A、B两物体都是从0时刻开始运动，选项D正确。ACD

|要点回眸|

知能演练·重落实内化知识巩固技能31．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：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(将在第三章学习)；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。B

2．某同学在操场上向正北方向运动了30m，接着转向正东方向运动了40m。两段路线相互垂直。整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为(

)A．70m,70m

B．50m,120mC．50m,70m D．50m,50m3．某中学垒球场的内场是一个边长为16．77m的正方形，它的四个角分别设本垒和一、二、三垒，如图所示。一位球员击球后由本垒经一垒、二垒跑到三垒，关于他运动的路程、位移大小及方向，以下说法正确的是(

)A．位移大小是50.31m，路程是16．77mB．位移大小是16．77m，路程是50.31mC．位移大小是50.31m，路程是50.31mD．位移大小是16．77m，方向是由三垒指向本垒解析：位移的方向由起始位置指向末位置，其大小是由起始位置指向末位置的有向线段的长度；路程是实际路径的总长度，故B正确。B

4．(多选)如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的s­t图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是(

)A．甲、乙同时出发B．0～t3这段时间内，甲、乙位移相同C．甲开始运动时，乙在甲的前面s0处D．甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止解析：由题图知甲、乙的计时起点都是零，是同时出发的，乙开始运动时离坐标原点为s0，t1到t2时间内甲的位移没有变化，表示甲在途中停止了一段时间，故A、C、D正确；图上纵坐标表示的位移是以坐标原点为起点的，而某段时间内的位移是以这段时间的起始时刻所在位置为起点的，0～t3这段时间内甲、乙末位置相同，但起始位置不同，所以位移不同，故B错误。ACD

课时跟踪检测41．(多选)关于位移和路程，下列说法正确的是(

)A．沿直线运动的质点，位移和路程是相等的B．质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的C．质点通过一段路程，其位移可能是零D．质点运动的位移大小可能大于路程解析：质点运动的位移大小一般小于或等于路程，质点做单向直线运动时，位移大小与路程相等，故A、D错误；质点运动一段时间后回到初始位置，位移为零，故C正确；质点沿不同的路径由A到B，起始位置与末位置相同，则质点的位移是相同的，故B正确。BC

2．下列关于矢量和标量的说法正确的是(

)A．做直线运动的甲、乙两物体的位移s甲＝3m，s乙＝－5m，因为甲的位移为正，乙的位移为负，所以

s甲＞s乙B．甲、乙两物体运动的位移大小均为50m，这两个物体的位移必定相同C．温度计读数有正、有负，所以温度也是矢量D．温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量解析：位移是矢量，其正负号代表方向，大小是其绝对值，则知甲的位移小于乙的位移，故A错误；位移是矢量，只有大小和方向都相同时，位移才相同，所以两物体运动的位移大小均为50m，这两个物体的位移不一定相同，故B错误；温度是标量，其正负表示温度的高低，不表示方向，故C错误，D正确。D

3．某学校田径运动场跑道示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m赛跑的起跑点，B点是100m赛跑的起跑点，在校运动会中，甲、乙两位同学分别参加了400m、100m的比赛，则(

)A．甲、乙的位移大小相等

B．甲、乙的路程相等C．甲的位移大小较大

D．甲的路程较大解析：由题意可知，400m比赛的起点和终点相同，所以在400m的比赛中位移的大小是零，而在100m的比赛中，做的是直线运动，位移的大小是100m，所以乙的位移为100m，甲的位移为零，路程是指物体所经过的路径的长度，所以在400m、100m的比赛中，路程大的是400m，故甲的路程大，A、B、C错误，D正确。D

4．如图所示为某一质点在一段时间内的位移—时间图像。以下说法正确的是(

)A．该质点在前6s内做曲线运动B．该质点在前5s内做直线运动，且运动得越来越慢C．该质点在前5s内的位移大小为50mD．该质点在6s后做匀速直线运动解析：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5s内质点向正方向做直线运动，图线切线斜率逐渐减小，运动得越来越慢，B正确；该质点在前5s内位移大小s＝10m，C错误；该质点在6s后位置不变，处于静止状态，D错误。B

5．一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6s内(

)A．物体先向左运动，2s后开始向右运动B．在t＝2s时物体距出发点最远C．前2s内物体位于出发点的左方，后4s内位于出发点的右方D．在t＝4s时物体距出发点最远解析：由图像可知，物体从－5m处向右运动至5m处，然后返回至4m处，物体在前4s内向右运动，后2s内向左运动，故A、C错误；在t＝4s时物体距出发点最远，B错误，D正确。D

6．在边长为100m的正方形广场边缘，一同学由a点沿如图所示的路径散步。在由a点运动到b点的过程中，该同学(

)A．通过的路程是50m

B．通过的路程是400mC．位移大小是50mD．位移大小是400m解析：路程等于物体运动轨迹的长度，所以该同学通过的路程s＝50m＋300m＝350m；位移的大小等于由起始位置指向末位置的有向线段的长度，所以该同学位移的大小x＝50m，选项C正确。C

7．如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为1m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为(

)8．在机器人大赛中，某机器人在平面内由点(0,0)出发，沿直线运动到点(3,1)，然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4)，然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5)，最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)，平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1m。整个过程中机器人所用的时间是2s，则(

)A．机器人的运动轨迹是一条直线B．机器人不会两次通过同一点C．整个过程中机器人的位移大小为2mD．整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反D

解析：画出机器人的运动轨迹，如图所示。根据机器人的运动轨迹可知，机器人的运动轨迹不是一条直线，故A错误；图中有交点，说明机器人两次通过同一点，故B错误；整个过程的起始位置坐标为(0,0)，末位置坐标为(2,2)，则位移为2m，故C错误；整个过程中机器人的位移为由点(0,0)到点(2,2)，与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反，与x轴成45°，故D正确。9．甲、乙、丙三个物体同时同地出发，6s末同时到达同一目的地，它们运动的位移—时间图像如图所示，则关于三者的路程x和位移大小s关系正确的是(

)A．x甲>x丙＝x乙

B．x甲>x丙>x乙C．s甲>s丙>s乙

D．s甲＝s丙>s乙解析：甲、乙、丙三者都做直线运动，由于甲、乙、丙的起始位置和末位置相同，故位移相同，由于甲物体有反向运动过程，乙、丙均只有单向运动，即乙、丙的路程等于位移大小，故甲物体的路程最大，故A正确。A

10．某班级的教室在3楼，每天同学们都要从1楼爬到3楼上课。如图所示，若每层楼的高度都是3m，楼梯的倾角为45°，某同学从楼梯沿折线从大门走到3楼教室门口，他走过的位移大小是多少？路程是多少？(把某同学