跨学科实践12：制作简易杆秤（课件）-2024-2025学年八年级物理下学期项目化课程案例

跨学科实践：制作简易杆秤 称量质量的仪器演变 称量瓶 杆秤 杆秤 台称 新课导入 新旧衔接 实验室中称量物体质量的仪器是______________ ，它是一个________杠杆。 托盘天平 等臂 项目提出 一 问题： 天平可以称量物体的质量。天平是等臂杠杆，物体的质量多大就要用相同质量的砝码，所以砝码质量的大小限制了称量物体质量的大小。 不知道你想过没有，要使用天平称量质量较大的物体（比如100 kg的物体），你觉得能否实现？应该如何改进？ 能不能通过改变等臂杠杆的结构，使小质量的砝码与质量较大的物体平衡，从而用小质量的砝码测量较大的物体质量？ 托盘天平的原理是等臂杠杆 除了托盘天平还有什么仪器也是利用杠杆平衡条件测量物体质量的？ 新课导入 杆秤是用来秤重的器具，是商品流通的 度量工具。杆秤历史悠久，是中国最古老也 是现今人们仍然在使用的衡量工具，亦是中 华文化符号的代表之一。相传，杆秤是范蠡研制的。你知道杆秤的称量原理吗？如何利用生活中常见的材料制作一个简易杆秤呢？ 导入新知 杆秤是一种测量______的工具。 质量 杆秤是秤的一种，是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、秤碗、提纽、秤钩(秤盘)等组成。 7 参考：下面是一个小组制作简易杆秤选用的材料和工具。 一根长度约为40 cm的木制筷子，一个小盆，一个20 g钩码，一个100 g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。 选用秤杆材料时　 　（选填“不需要”或“需要”）考虑自重；秤砣的形状对杠杆平衡　 　（选填“有”或“没有”）影响。 不需要 没有 天平 托盘 相当于 杆秤 支点 横梁＋标尺 游码 秤盘 提纽 秤杆 秤砣 杆秤的原理 杆秤的制作基于杠杆原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂，F1l1＝F2l2。 （1）推导杆秤的原理（忽略秤杆和秤盘的重力）： 在杆秤中，提纽O为支点，被测物的重力F2为阻力，秤砣的重力F1为动力，通过调整秤砣的位置使秤杆保持水平平衡，从而便可以测量出物体的质量。 = F1l1＝F2l2， G砣l1＝G物l2， m砣gl1＝m物gl2，m砣l1＝m物l2 标刻度线： 将重物G置于秤盘内(秤盘对秤杆增大的拉力F=G)，移动秤至D点杆秤平衡。由杠杆平衡条件得到 (G盘+G)×LOA=G砣×LOD+G杆×L0C……② ②-①得：G×LOA=G砣×LBD 一级标题：黑体， 11 设计简易杆秤 小组为单位思考、讨论几个关键问题： （1）制作简易杆秤需要哪些材料和工具？用什么做秤杆、秤盘？用什么做秤砣？还需要哪些材料和工具？ （2）提纽和秤盘应分别固定在秤杆上大约哪个位置？秤砣应挂在哪里？ （3）如何确定杆秤的零刻度线位置？其他刻度线如何标注？…… 经小组讨论，形成初步的设计方案。 （1）制作简易杆秤需要的材料和工具： ①木质秤杆：木材需经过阴干处理，以减少水分含量，提高稳定性和耐久性。也可以使用长筷子、粗细均匀的长木棍。 ②秤砣：石头、20 g钩码、螺母等重物，重量可根据需要调整。 ③秤盘：蛋糕纸盘、盖子、小塑料筐、小盆等。 ④砝码：用于校准杆秤的准确性。砝码的质量应准确无误，以便在制作过程中调整秤砣的位置和质量。 ⑤其他辅助材料：如线绳等，用于系秤盘、秤砣和提纽。 杆秤材料选择 杠杆的平衡条件 新知讲解 分小组制作杆秤 用砂纸将一根筷子打磨光滑。 1 在距较粗一端的端头1厘米的地方，用小刀刻一个槽，命名为“a”。 用直尺测量打磨好的筷子。 2 制作杆秤 新知讲解 打孔、穿绳，制作提手和秤砣。 3 在纸盘上等距离打三个孔，分别用一根细绳穿过一个孔并打结固定，将三根绳子的另一端合在一起，拴在a槽上。 在a处附近用细绳拴住筷子，做秤的提手。一颗5克左右的螺母绑上绳子，制成秤砣。 制作杆秤 手提提手，调节秤砣的位置，使秤杆保持平衡。 4 这时，秤砣细线在秤杆上的位置称为秤的定盘星，用笔标记为“o”。 新知讲解 调节秤砣的重量，使杆秤保持平衡。 5 在秤盘上放20克的砝码，在秤砣细线的位置(c处)刻上记号，此处即为称20克物体对应的位置。 制作杆秤 在秤杆上画出刻度 6 从c处开始，沿筷子较细方向，在秤杆c到o之间平均画上20个刻度，每一刻度即对应1克。 新知讲解 杆秤的组成 制作杆秤 课堂总结 制作一个简易杆秤。 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制作秤杆； ②制作秤盘； ③装提纽和秤砣。 ④标记零刻度线（定盘星的位置）及其他刻度线。 ①检验杆秤； ②测量物体质量； ③提高精度，增大量程等。 制作简易杆秤 项目分析 展示交流 项目提出 项目实施 1．如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是( ) D 2．如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是( ) C 3. (2024北京中考)如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了( ) A．增大动力臂，能够省力 B．增大阻力臂，方便使用 C．减小动力臂，方便使用 D．减小阻力臂，能够省力 D 4．如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，可行的是( ) A．支点不动，脚在杆上的位置前移 B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动 C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移 D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移 D 5、华夏国粹”——杆秤文化。2009年，杆秤被列入陕西非物质文化遗产保护名录。杆秤是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成，提纽所在的位置为杠杆的支点的位置。如图所示，秤盘中放入小铁块，杆秤已在 $$