12.2 跨学科实践_制作简易杆秤课件 --2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 第2节 跨学科实践：制作简易杆秤 1 任务一 认识杆秤 1.杆秤是我国古代人民智慧的结晶，是历史最悠久的衡器之 一。如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、 秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成。 基础题 2 （1）杆秤是一种测量______的工具。 质量 基础题 3 （2）参照图乙，图甲中杆秤也是一种______类工具，其中 提纽是______，秤砣提供______，秤盘和重物提供______。 一般是通过调节______（填“提纽”或“秤砣”）的位置使杆秤 保持平衡。 杠杆 支点 阻力 动力 秤砣 基础题 4 （3）手提在提纽上比提在提纽 上测量范围要____，说明 提纽离挂钩越____，测量范围越小。 小 远 返回 基础题 5 任务二 自制杆秤 2.杆秤是中国古代沿用至今的常用测量工具，在项目化学习 活动中，小丹所在活动小组用木杆、铁块、秤钩、细线等制 作了一把“杆秤”，如图甲所示。他们在制作过程中学习了大 量关于杆秤的知识，并提出了一系列问题。 基础题 6 问题一：如何选择制作杆秤的材料？ 问题二：提纽和秤盘的位置如何确定？ 问题三：如何标注杆秤的刻度？ 问题四：杆秤的刻度是均匀的吗？ …… 基础题 7 （1）在制作杆秤的过程中木杆的选择需要考虑众多因素， 以下因素中不需要考虑的是___。 B A. 制作成本 B. 功能多样 C. 坚硬度 基础题 8 （2）关于刻度，他们查阅到了如下资料：如图乙所示为杆 秤的示意图，点为提纽（相当于杠杆的支点）， 为定盘 星，为秤杆、秤钩的自重，重心在点处，秤砣重为 。 不挂重物，且秤砣在定盘星时，杆秤在水平位置平衡： 。当在秤钩上挂一重物 ，秤砣移到距 定盘星 处时，杆秤刚好在水平位置平衡： 。 基础题 9 由上述继续推导与 关系可知，杆秤的刻度是________ （填“均匀的”或“不均匀的”）。 均匀的 基础题 （3）操作过程中，小丹在右侧挂钩上挂一重物，测得 为 ，为，又已知秤砣质量为 ；请通过计算帮助 小丹标注此位置所代表的物体质量为_____ 。 500 基础题 11 （4）小丹在调查过程中还发现，市场上的杆秤往往有、 两个表示不同测量范围的提纽（如图丙所示），秤钩 处悬 挂被测物，提起提纽或，在秤杆上移动秤砣 ，达到平 衡后，根据秤砣的位置可以在秤杆上读出被测物的质量。有 关该杆秤下列判断中正确的是___。 基础题 12 A. 它只能测量比秤砣质量大的物体 B. 用提纽时比用提纽 时的测量范围更大 C. 将秤砣质量减少，则该秤的读数将偏小 D. 只有当秤杆粗细均匀时，杆秤的刻度才是均匀的 √ 返回 基础题 13 任务三 改进杆秤 3. 如图是同学们制作的杆秤，若要增大杆秤可称量的质量， 下列操作可行的是( ) D A. 将点向左移 B. 将 点向右移 C. 增大秤盘的质量 D. 增大秤砣的质量 基础题 14 【点拨】由杠杆平衡条件可得： ，结合 可 得： ，由 上式可知：在秤盘、秤砣质量和秤砣力臂一定时，减小 ， 即将 点向右移，可以增大杆秤可称量的质量，故A错误；在 秤盘、秤砣质量一定时，减小、增大，即将 点向左移， 可以增大杆秤可称量的质量，故B错误； 基础题 15 在两个力臂和秤砣质量一定时，减小秤 盘的质量，可以增大杆秤可称量的质量， 故C错误；在两个力臂和秤盘质量一定时， 增大秤砣的质量，可以增大杆秤可称量 的质量，故D正确。故选D。 返回 基础题 4. 小宇用尚未标注刻度值的自制 杆秤来估测物体的质量，秤砣上 标示其自身质量为 ，没有挂 D A. B. C. D. 测量物时，杆秤刚好水平平衡（如图甲所示）；当挂上物体 后，把秤砣的吊绳放置在杆秤的 处时，杆秤也水平平衡 （如图乙所示），粗略估测物体的质量，合理的是 ( ) 返回 综合应用题 17 5. [2024·重庆] 同学们模仿中药房的 戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩 码做秤砣，用细线将秤盘系在 点。 当不挂秤砣且秤盘不放物体时，在 点提起提纽，秤杆水平 平衡；当秤盘放物体、秤砣移到 点时，秤杆再次水平 平衡，如图所示。在到 两条刻线之间均匀地画上49条刻度 线。下列说法正确的是( ) 综合应用题 18 A. 自制杆秤的每一格约表示 B. 称中药时 端翘起应减少中药恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D. 若将提纽移到 点右侧可以增大杆秤的量程 √ 综合应用题 19 【点拨】在到 两条刻线之 间均匀地画上49条刻度线，则 共50格，则每一格代表的质量 为 ，即自制杆 秤的每一格约表示，故A错误；称中药时 端翘起，说明 ，此时可以减少中药（即减小 ）使秤 杆恢复水平平衡，故B正确；根据杠杆平衡条件有 综合应用题 20 ，如果秤 砣磨损，实际偏小，则 长度要变大，则测量结果会比 真实质量偏大，故C错误；若 将提纽移到点右侧，则 增 大， 减小，则杆秤的量程 减小，故D错误。故选B。 返回 综合应用题 6.小兰自制了一把杆秤，由秤盘、 提纽、秤杆以及 的秤砣构成， 如图所示。当不挂秤砣、秤盘中 不放重物时，提起提纽，杆秤在 600 1 空中恰好能水平平衡。已知间距离为 。当放入重物， 将秤砣移至距点的 处时，秤杆水平平衡，则重物质 量为_____；往秤盘中再增加的物体，秤砣需要从 处 移动___才能维持秤杆水平平衡。 取 综合应用题 22 【点拨】秤砣的质量 ，秤砣的重 力 ， 秤砣移至距点的 处时，根据杠杆平衡条件可得，重 物的重力 ， 综合应用题 23 重物的质量 ；往秤盘中再增加 的物体后，秤盘中物体的总 质量 ， 此时秤砣距 点的距离 综合应用题 ， 则秤砣需要从 处向右移动的距 离 。 返回 综合应用题 7.[2024·承德期末] 如图，小荣利用粗细均匀的轻质直尺、纸盘、 质量为 的钩码、细线做成一个测量质量的仪器——杆秤。 综合应用题 26 （1）用细线拴在直尺的中点 处，并把直尺挂在铁架台上， 直尺刚好在水平位置平衡，让直尺水平平衡的目的是______ _______________； 便于测量力臂的大小 【点拨】本实验中使直尺在水平位置平衡，目的是便于测量 力臂的大小。 综合应用题 27 （2）把纸盘挂在点，钩码挂在 点，如图甲所示，直尺在 水平位置平衡，把点标注为，已知 ， ，则纸盘的质量____ ； 50 综合应用题 28 【点拨】 把纸盘挂在点，把钩码挂在 点，如图甲所示，直尺在水平 位置平衡，把点标注为，已知， ， 根据杠杆平衡条件有 ，则纸盘的质 量 。 综合应用题 29 （3）将某待测物体放入纸盘，如图乙所示，保持纸盘的位 置不动，将钩码向右移动到 点，直尺再次在水平位置平 衡，，则待测物体的质量____ ，并将该质 量标注在 点； 25 综合应用题 30 【点拨】 将某待测物体放入纸盘，将钩码向右移动到 点，直尺再次 在水平位置平衡， ，根据杠杆平衡条件有 ，即 ，解得 。 综合应用题 31 （4）小荣陪妈妈在中药店买药时，发现药店的杆秤与他制 作的杆秤有不同之处，药店杆秤的秤盘在秤杆的最左侧，提 纽（支点）在靠近秤盘的位置（如图丙），小荣模仿药店杆 秤的构造，利用原来器材将自制杆秤进行改造（如图丁）， 与原来相比，改造后自制杆秤的量程将______（填“增大”“不 变”或“减小”）。 增大 综合应用题 32 【点拨】 利用原来器材将自制杆秤进行改造（如图丁），与原来相比， 动力（物体通过细线对直尺的拉力）的力臂减小了，而阻力 （钩码通过细线对直尺的拉力）的力臂增大了，根据杠杆的 平衡条件可知，可测的物体质量增大了，即改造后自制杆秤 的量程将增大。 返回 综合应用题 33 8. 我国古代《墨经》最 早记述了杆秤，它是中国最古老也是现今 人们仍然在使用的衡量工具，由木制的带 有秤星的秤杆、金属秤砣、提纽等组成。 小亮看到后自制了一个如图甲所示的杆秤，其简化图如图乙 所示（杆秤水平平衡，秤钩挂有重物，重物未画出），若秤 砣的质量是，直尺的质量忽略不计，取 。 综合应用题 34 （1）图乙中已标注阻力、支点，请作出阻力臂 和动力 （称物的位置已用点 标出）； 【解】如图所示。 综合应用题 35 （2）若秤砣的细绳与秤杆之间的接触面积 为 ，求秤砣对秤杆的压强； 秤砣的重力 ， 秤砣对秤杆的压力 ， 秤砣对秤杆的压强 。 综合应用题 36 （3）求图甲中所称重物的质量； 由图甲可知，动力臂是 ，阻力臂 是 ，根据杠杆平衡条件有 ， 解得 ， 所称重物的质量 。 综合应用题 37 （4）在不改变提纽和秤钩位置的情况下，求 自制的杆秤的最大称量质量（在刻度范围 内）。 秤砣置于力臂最大处，即置于 位置时测量的物体质量 最大，此时阻力臂为 ， 若此时物体的最大质量为 ，根据杠杆的平衡条件有 ，因为 ， 解得，最大称量质量为 。 返回 综合应用题 38 9. 在综合实践活动中，小荣利用自制杆秤测 量液体的密度。如图1，已知杆秤的自重不计， 点是杆秤的 提纽（杠杆支点），秤砣质量为， ，烧杯内 液体体积（液面在标记处），烧杯质量是 。 创新拓展题 39 （1）为了比较甲、乙液体的密度大小，小荣用带标记的烧 杯盛取等体积的两种液体，然后用自制杆秤分别称量，当杆 秤水平平衡时，测出秤砣的位置到支点的距离 ，如图1所 示，则两种液体的密度关系为___（填“ ”“”或“ ”） ； 创新拓展题 40 【点拨】当杆秤水平平衡时，测出秤砣的位置到支点 的距 离，根据杠杆平衡条件可得 ，由图1 可知，，则 ，两种液体的体积相等，根据 ，可得两种液体的密度关系为 。 创新拓展题 41 （2）小荣对本实验原理进行了进一步分析，从而得到秤砣 到支点的距离 与被测液体的密度之间的函数关系，则符合 此关系的应是图2中的图线____（填“①”“②”或“③”）； ② 创新拓展题 42 【点拨】 根据可得，根据 可 得，整理可得 ， 分析可知，与 是一次函数关系，但不是正比例函数关系， 且随 的增大而增大，故选②。 创新拓展题 43 （3）根据上述结论，小荣对杆秤的刻度进行重新标度，将 杆秤改装成密度秤，它的刻度是______（填“均匀”或“不均 匀”）的，它的零刻度应标在杆秤_____ 的刻度线处，用它测 量时，待测液体密度应不超过___ ； 均匀 100 2 创新拓展题 44 【点拨】 对杆秤的刻度进行重新标度，将杆秤改装成密度秤，根据 （2）中函数关系可知与 是线性函数关系，所以它的刻度 是均匀的，液体密度为0时，代入数据可得 ，它的零刻度应标在杆秤 的刻度线 处；已知 ，用它测量时，待测液体密度最大为 。 创新拓展题 45 创新拓展题 （4）用此密度秤进行测量时，若待测液体液面高于标记， 则测得的液体密度值将偏____； 大 创新拓展题 47 【点拨】 用此密度秤进行测量时，若待测液体液面高于标记，根据 可知，随 的增大而增大，则测得的液体密 度值将偏大。 创新拓展题 48 （5）（多选）为了提高该密度秤测量液体密度时的精确度， 下列方法可行的是_____。 创新拓展题 49 A. 保持烧杯形状和容积不变，换用质量更小的烧杯 B. 将支点向点移动，减小 距离 C. 选用质量更小的秤砣 D. 将烧杯上的标记向上移动，增大液体的体积 √ √ 创新拓展题 50 【点拨】为了提高该密度秤测量液体密度时的精确度，需要 减小该密度秤的最大测量值，根据 分析可知， A.保持烧杯形状和容积不变，换用质量更小的烧杯，该密度 秤的最大测量值变大；B.将支点向点移动，减小 距离， 该密度秤的最大测量值变大；C.选用质量更小的秤砣，该密 度秤的最大测量值变小；D.将烧杯上的标记向上移动，增大 液体的体积，该密度秤的最大测量值变小。故方法可行的是 。 创新拓展题 51 返回 创新拓展题 $$