位置

為了定量地描述物體的位置，需要在參考系上建立適當?shù)?strong>坐標系（coordinate system）。例如，若想說明地面上某人所處的位置，可以采用平面直角坐標系來描述；如果物體做直線運動，可以用直線坐標系來描述。

物體做直線運動時，通常被選取這條直線為x軸，在x軸上任選一點作為原點，規(guī)定好坐標軸的正方向和單位長度，物體的位置就可以用它的位置坐標來描述。

例如，我們要確定一輛行駛在公路上汽車的位置，可以沿東西方向建立直線坐標系，x軸的正方向指東，選取路上的某建筑物作為坐標原點O，汽車的位置就可以用它的坐標準確地描述出來。如果汽車的坐標是30m，表示它在建筑物以東30m處；如果汽車的坐標是-20 m，表示它在建筑物以西20m處（如下圖）。

位移

物體位置的描述我們清楚了，那么，物體位置的變化該怎樣描述呢？

如圖，三個人從北京去重慶，可以選擇不同的交通方式。既可以乘火車，也可以乘飛機，還可以先乘火車到武漢，然后乘輪船沿長江而上。我們在初中已經(jīng)學過，路程（path）是物體實際運動軌跡的長度，只有大小，單位為“米”。

把三個人都看成質點，圖中的幾種情況表明，三個人的路徑不同，路徑的長度不同，路程也不同。都是從相同的地點出發(fā)，到達相同的目的地，有著相同的位置變化，但位置變化的信息卻無法在路程中體現(xiàn)出來。從圖中可以看出，由初位置指向末位置的有向線段能準確地描述三個人位置的變化。只要物體的初、末位置確定，這個有向線段就是確定的，它不因路徑的不同而改變。為了能夠描述位置變化的大小和方向，我們就定義了一個新的物理量——位移（displacement），來描述物體位置的變化，并用小寫字母? 表示。

線段的長度表示位移的大小，有向線段指示的方向就是位移的方向。因此位移是一個既有大小又有方向的物理量。它的表示方法是在字母上加一個箭頭，常用的有

絕對值表示位移的大小，位移大小的國際單位也是“米”。

在上面的例子里，三人的移動路徑，即路程不一樣，但都是從北京到達重慶，即位移一樣。所以說，位移是一個與路徑無關的量，僅僅由初位置和末位置決定。

會不會存在位移為零的情況呢？當然可以，即初位置和末位置相同，位移的大小為零，此時位移的方向就沒有實際的物理意義了。比如某同學繞著操場跑一圈回到起跑的位置，把他看做質點，繞操場一圈的路程為400m，但位移為0m。

路程可不可以等于位移呢？這個是絕對不可能的，因為路程是一段運動軌跡的長度，沒有方向，是一個標量。而位移既有大小又有方向，是一個矢量。標量絕對不可能等于矢量，所以路程不可能和位移相等。但是位移的大小可能和路程是相等的，此時質點一定在做單向的直線運動。

比如一個質點從A點單向直線運動到B點，它的位移大小就等于路程；除此之外，不管A點如何運動到B點，路程總是會大于位移的大小。

位移的正負。如果質點作直線運動，在規(guī)定正方向的前提下，與位移正方向相同的取正值，與位移正方向相反的取負值。位移的正負不表示大小，能體現(xiàn)大小的是位移的絕對值，也就是有向線段的長度。

質點從A點運動到B點的位移-5m，就大于從A點運動到C點的位移3m，從C點運動到B點的位移-8m就比前面兩個位移都大。

總結

位移是一個由初位置指向末位置的矢量，位移與路徑無關，只與初末位置有關，位移矢量既有大小又有方向，直線運動中位移的絕對值表示大小，正負號表示方向。

路程是一個與路徑有關的物理量，是標量，路程總是大于或等于位移的大小。