【初中物理】跨学科实践：制作简易杆秤课件 2024-2025学年物理人教版八年级下册

第十二章

简单机械第2节

跨学科实践：制作简易杆秤

杆秤是我国测量质量的传统工具，它以带有星点标识的木杆或金属杆为主体，并配有秤砣、砣绳和秤盘。

杆秤是怎么称出物体的质量的呢?让我们通过制作一把简易杆秤

来探究其中的原理吧。1.深入理解杠杆的支点、动力、阻力以及动力臂和阻力臂等基本概念；3.通过制作杆秤，培养设计方案、动手操作及与他人合作的能力。2.利用杠杆平衡条件初步学习如何制作杆秤；杆秤由带秤星的秤杆、秤砣（砝码）、秤盘、提纽等组成。秤杆秤砣秤盘提纽使用：称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。项目分析原理：如图，秤杆相当于杠杆，提纽B

相当于其支点，杆秤的重力为G秤(包括秤杆、秤盘的重力，不包括秤砣的重力)，重心在D

点。秤杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得

G物lAB+G秤lBD=G砣lBC，即m物lAB+m秤lBD=m砣lBC。若不计杆秤的重力，则有m物lAB=m砣lBC。制作：要制作杆秤，我们应该选择什么材料？提纽和秤盘的位置如何确定？如何确定杆秤的零刻度位置及刻度线？秤杆秤砣秤盘提纽请你发挥自己的聪明才智，认真思考前面提出的问题，并利用身边常见的材料，制订具体的制作方案。材料：一根长度约为40cm的木制筷子，一个小盆，一个20g钩码，一个100g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。项目实施1.确定提纽位置：在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A

稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A

处作为秤盘，在槽B

处系一根细线作为提纽。2.确定定盘星位置：用细线系一个20g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使杆秤平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置，如图。制作过程3.确定刻度线：在秤盘中放100g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤砣细线在秤杆上的位置C，并记为100g。在定盘星O

到C

之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2g，如图。用制作好的杆秤称量一些物体的质量，再与用天平称量的结果进行比较。比一比谁制作的杆秤称量更准确。某同学制作的杆秤展示交流减小秤砣的质量；适当增加AB

的距离等。想一想，怎样提高称量的精度？

你能改变提纽的位置和秤砣的质量，制作一个可以称量更大质量的杆秤吗？增大秤砣的质量；适当减小AB

的距离等。深度思考1.图甲中，杆秤有两个提纽，你认为使用哪一个提纽时的测量范围更大，其理由是什么？使用提纽2时杆秤的测量范围更大；理由：结合杠杆的平衡条件，由图4甲可知，使用提纽2，将秤砣置于最远处时，l2最小而l1最大，m砣一定，此时对应的m物最大，故其测量范围更大。

深度思考2.图乙中秤杆上标“0”刻度线的目的是什么？悬挂的秤盘质量不同时，会不会影响“0”刻度线的位置？秤杆自身的重心不是位于B点，所以秤杆上需要标“0”刻度线，即秤砣在“0”点时与杆秤自重平衡；根据杠杆平衡原理，悬挂的秤盘质量不同时，会影响“0”刻度线的位置。

深度思考3.定刻度线时，小科和小思采用不同的方法：你认为按照谁的方法去做更合理，原因是什么？小科：先在秤盘上放1g的物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2g的物体……按上述方法直至标出所有刻度线；小思：在秤盘上放20g砝码，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，将0和20之间均分为20等份，依次标上相应刻度线对应的示数。小思；根据杠杆平衡条件可知，所称物体的质量与秤砣挂线处到提纽处的距离成正比，故杆秤的刻度线是均匀分布的，定刻度线时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。

深度思考4.若秤砣上粘上了一块橡皮泥，那么使用该杆秤，测量结果将怎样变化，原因是什么？偏小；原因：秤砣上粘上了一块橡皮泥，秤砣的质量增大，即F1

增大，根据杠杆平衡条件可知，在F2l2不变时若F1增大，则l1

变小，即测量值偏小。制作简易杆秤项目提出制作一个简易杆秤展示交流1.应该选择什么材料?2.提纽和秤盘的位置如何确定?3.如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线?1.检验杆秤；2.测量物体质量；3.提高精度，增大量程等。项目分析项目实施1.设计杆秤，确定制作的材料；2.组装杆秤；3.确定零刻度线、量程和分度值。1.制作完毕后，小明小组若要增大杆秤的称量范围，下列操作可行的是()A.将C点向左移B.将O点向右移C.增大秤盘的质量D.增大秤砣的质量2.使用杆秤的过程中，小组的同学不慎将秤砣弄缺损了，则杆秤所测的质量值_____(选填“大于”“小于”或“等于”)被测物体的真实质量值。D大于3.小明小组通过寻找生活中的杆秤发现，实际的杆秤有两个提纽(分别固定于B、C两点)，如图所示。已知AC＝3AB，BD∶CD＝10∶9。利用提纽1时，D处刻度值为5kg，则利用提纽2时，D处对应的刻度值为____kg(秤杆、秤钩和提纽的质量均忽略不计)。由此可知，杆秤使用提纽___时量程更大，使用提纽___时更精确。1.5124.如图所示，另一小组利用一个质量为1kg的秤砣，一根总长度为1m粗细均匀、质量均匀分布的金属细管AB，一只金属框，制成了一个杆秤，移动悬吊点至O点时，杠杆恰好在水平位置平衡(此时未挂秤砣)，测得OB为4cm，称重时(根据物重大