12.2 跨学科实践：制作简易杆秤（讲义）--【大单元教学】2024-2025学年八年级物理下册同步备课系列（人教版2024）

【八年级物理大单元设计】 12.2 跨学科实践：制作简易杆秤 【内容预览】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【项目分析】 1 【项目实施】 3 一、材料的选择 3 二、杆秤的制作 3 【问题解决】 4 问题一：如何提高杆秤称量的精度 4 问题二：如何增大杆秤的量程 4 【课堂练习】 5 1. 了解杆秤的结构，知道杆秤的测量原理，会用杆秤称量物体的质量。 2. 通过简易杆秤的设计与制作实践活动，了解从天平到杆秤的思维演变过程，发展科学思维。 3. 经历设计和制作简易杆秤的实践过程，发展创新能力、动手实践能力、交流合作能力以及发现问题并自主解决问题的能力。 4. 通过对我国古代杆秤文化的了解，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用，增强文化自信。 【提出问题】 （1）杆秤由那些部分构成？请列其各部分之名。 （2）杆秤怎么测量？它的工作原理时什么？ （3）杆秤的刻度是如何设定的，它的依据是什么？ 1. 杆秤的结构及作用 由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、挂钩（或秤盘）、提纽等组成。称量时将被称物体挂在挂钩上，移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 （1）秤杆：杆秤的主体，实际上是一个杠杆。 （2）秤星：是杆秤的标度，多为金属小圆点状，分布均匀. （3）提钮：是杠杆的支点，通常的杆秤有两个秤纽，一个称量较大质量的物体时使用，一个称量较小质量的物体时使用。简易的杆秤只用一个提钮即可。 （4）秤砣：相当于天平的砝码，一般由金属制成，挂在秤杆上，是测量时主要的调节对象。 （5）挂钩(或秤盘)：悬挂或放置被测物体的工具。 2. 刻度的标定 (1)定盘星（即零刻度线的确定） 当秤盘上无任何物体时，此时秤杆的重力、秤砣的重力和秤盘的重力，满足杠杆平衡条件，此时秤砣所在的位置就是零刻度线的位置，该位置也叫定盘星。 如图甲所示，O为支点，C为秤盘，A为定盘星（0刻度线位置），B为秤杆和秤盘的整体重心位置。当杆秤空盘水平平衡时：G秤lOB ＝G砣lOA　……① 甲 乙 当秤盘装一重物，秤砣移到D处，秤杆水平平衡，如图乙所示： G砣lOD＝G物lOC＋G秤lOB ……② 联立①②，求解得：G物lOC=G砣lAD m物lOC＝m砣lAD 由于m砣与lOC为定值，所以m物与lAD成正比，说明杆秤的刻度是均匀的。根据此原理，可以确定杆秤的分度值，并画出刻度线。 　 一、材料的选择 （1）秤杆：杆秤的核心是秤杆，秤杆材料须用坚硬易弯曲变形的木材或其他材料制成.简易的杆秤称量的物体质量不大，可用筷子制作秤杆 （2）秤砣：使用10g的钩码或10g的物体来做秤砣 （3）托盘：我们可以使用不易破损的物品制成，如剪去一半的塑料瓶，或是轻质小盆。 （4）标定物：为了确定刻度，可以选择一个100g的砝码，或已知质量的物体。 （5）细绳：作为秤盘的牵引线，制作提钮。为了提起提钮时减小提钮对手部的压强，制作提钮的绳子用较粗的绳子制成，增大绳子和手部的接触面积，减小手部受到的压强 二、杆秤的制作 如图为简易杆秤的示意图 1.在筷子较粗的一端刻一个槽 A，此处固定托盘; 2.在距离槽A稍近处再刻一个槽 B，此处固定提钮. AB的长度约为筷子全长的1/6。 3.将一个矿泉水瓶截开，取一部分.在其边缘均匀钻3个孔，穿入细线后将细线的一端扎紧固定在筷子上的 A处. 4. 用细线系在槽 B处，作为提钮. 5. 取10g砝码，系上细绳，作为秤砣。 6.调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时秤砣在秤杆上的位置为秤的定盘星位置，用记号笔标记此处。此处也是杆秤的0刻度线的位置。 在操作时，如果秤盘比较轻，会出现即使不加秤砣，杆秤的长端依然下沉的现象。此时可以使用在秤盘上增加配重的办法使秤砣在合适的位置达到平衡。 7. 称量出30g的物品，放在秤盘里面，调节杆秤平衡，在秤杆上记下此时秤砣的位置，该位置即为30g刻度的位置。 8. 在0刻度线到30g刻度线之间均匀地画上30 条刻度线，每一格就表示1g。 9. 还可以在30g刻度线外增加刻度线，分度值和前面的一样. 10.尝试用自制杆秤测量一下身边小物品的质量。 问题一：如何提高杆秤称量的精度 （1）使用质量较小的秤砣 秤砣的质量对杆秤的精度有直接影响。秤砣的质量越小，杆秤的精度越高。 （2）增大提钮到秤盘悬挂点之间的距离 秤盘悬挂点和提钮间的距离越大，物体重力和其力臂的乘积越大，刻度线间距越大，测量精度越高 因为杆秤长度有限，移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。 （3）在其他条件不变的情况下减小分度值也能提升测量的准确性 （4）测量的时候一定要调节杆秤水平平衡如果长端下倾会导致测量值偏大，如果长端上翘，会导致测量值偏小。 问题二：如何增大杆秤的量程 （1）增加秤砣重量 通过增加秤砣的重量，同样的杆秤可以称量更大质量的物体，即扩大称重范围. （2）减小提钮到秤盘悬挂点之间的距离 减小支点到秤盘悬挂点的距离，重物的力臂减小，相同的秤砣就能提起更重的物体，可以增大杆秤的量程 （3）增加秤杆长度 通过增加秤杆的长度，可以增加动力臂长度，进而扩大称重范围。 更改砝码、更改提钮位置、更改杆秤长度后都需要重新确定定盘星的位置。 【典例】利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码和弹簧测力计等器材，探究“杠杆的平衡条件”。     (1)静止时杠杆如左图所示。杠杆处于 （填“平衡”、“非平衡”）状态。此时应该向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ； (2)如右图所示，戥子是一种微型杠杆，过去的中药房里都用戥子称量中药。为使问题简化，以下不考虑秤杆的重力。已知秤砣的质量为m0，零刻度在提纽右侧、离提纽的距离为L0，秤盘离提纽的距离为L1，秤盘的质量m盘，当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤处于 时，秤砣悬挂点到提纽的距离是L2中药质量是 。（用已知字母表示） 1．立夏时节，有地方的民俗是给小孩称体重。如图所示，小孩和篮子的总质量为15kg，使用O点的提纽称量，调整秤砣的位置，使杆秤在水平位置平衡（忽略绳重和杆重），此时OA=4cm，OC=12cm，下列说法错误的是（    ） A．该秤砣的质量为5kg B．若秤砣上沾有泥土，则称量结果偏小 C．若使用B点的提纽称量，杆秤的量程变大 D．若小孩的质量增加，则秤砣向C点右侧移动可以使杆秤在水平位置平衡 2．杆秤曾是主要的度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤，如图所示，AB=5cm，AD=55cm，秤砣的质量为0.5kg。使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D 点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．杆秤的实质是省力杠杆 B．杆秤D 点应标定出刻度值为5.5kg C．如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动 D．如果秤砣磨损一部分，用它称得的物体质量小于物体的实际质量 3．小猴与小兔在分一个胡萝卜，它们想要平分，小猴找来一个小石块支起胡萝卜，使其水平平衡，然后沿竖直方向切开，如图所示。则切开的胡萝卜质量（   ） A．左边的大 B．右边的大 C．两边一样大 D．无法判定 4．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1kg，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m、0.2m，则被测物的质量为 kg。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值（选填“小于”“等于”或“大于”）。 5．小明在使用过程中，发现待测物体质量大于杆秤的量程，于是小明决定在原来的杆秤基础上，通过改变提纽的位置改变杆秤的支点，制作一个量程更大的杆秤。他的设计如下： 制作器材：小桶，细沙，刻度尺，杆秤，电子秤 制作步骤： (1)①为了使杆秤的测量范围更大，此时应该使提纽向 移动（选填“左”或“右”）。 ②确定新杆秤的0刻度线：秤钩不挂物体时，提起提纽， ，则标记秤砣悬挂点为零刻度线； ③确定新杆秤的最大测量值：将秤砣移动到最右端，在秤钩中挂上小桶， ，直到杠杆水平平衡； ④ ，即为杆秤的最大测量值； ⑤将0刻度线到最大测量值处的长度均匀划分为各个刻度。 (2)若杆秤在使用过程，秤砣有磨损，质量变小，则测量的待测物体质量将 。（选填“偏小”“偏大”或“不变”） 6．以下是探究杠杆平衡条件的实验，实验中使用的是等质量的钩码，杠杆每一格长度为1cm。 (1)实验前杠杆静止时如图甲所示，若要将其调整到水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调； (2)如图乙，在A点挂2个钩码，在B点挂 个钩码，可使杠杆在水平位置平衡； (3)如图乙，保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变，调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂L₁大小，绘制成图像如图丙所示，图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积 （填“相等”或“不相等”）； (4)如图丁所示，用弹簧测力计代替钩码，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的拉力F 1.5N（选填“>”、“=”或“<”）； (5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成，如图戊所示，此杆秤有两个提组A和B，使用它称较重的物体时，应选择 提纽。若秤砣上沾有泥土，则称量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 7．小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验时的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)杠杆在如图甲的位置静止时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态的，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节，杠杆在水平位置平衡的好处是 ； (2)多次实验后，得到了杠杆的平衡条件是 。如图乙所示是某次实验时的实验情景，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 N； (3)同组的小红也做了这个实验，得出了“杠杆平衡时，动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论。小亮认为这个结论不正确，他利用图乙所示的实验装置，在不改变钩码和弹簧测力计的位置以及钩码的数量的情况下，通过实验操作和观察到的实验现象就判断出小红的实验结论不正确，小亮的实验操作是 ；观察到的实验现象是 ； (4)杆秤是我国古代乃至现代常用的测量质量的工具，如图丙所示是陈亮同学自制的一个杆秤，杆的粗细不均匀，在不挂重物和秤砣的情况下，将提纽固定在O点，提起提纽，秤杆可以在水平位置平衡。已知提纽与秤钩间的距离OM=4cm，秤砣质量m=0.2kg，则秤的1kg刻度线应在距O点右侧 cm处。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【八年级物理大单元设计】 12.2 跨学科实践：制作简易杆秤 【内容预览】 【学习目标】 3 【思维导图】 3 【项目分析】 4 【项目实施】 5 一、材料的选择 5 二、杆秤的制作 5 【问题解决】 6 问题一：如何提高杆秤称量的精度 6 问题二：如何增大杆秤的量程 6 【课堂练习】 8 1. 了解杆秤的结构，知道杆秤的测量原理，会用杆秤称量物体的质量。 2. 通过简易杆秤的设计与制作实践活动，了解从天平到杆秤的思维演变过程，发展科学思维。 3. 经历设计和制作简易杆秤的实践过程，发展创新能力、动手实践能力、交流合作能力以及发现问题并自主解决问题的能力。 4. 通过对我国古代杆秤文化的了解，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用，增强文化自信。 【提出问题】 （1）杆秤由那些部分构成？请列其各部分之名。 （2）杆秤怎么测量？它的工作原理时什么？ （3）杆秤的刻度是如何设定的，它的依据是什么？ 1. 杆秤的结构及作用 由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、挂钩（或秤盘）、提纽等组成。称量时将被称物体挂在挂钩上，移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 （1）秤杆：杆秤的主体，实际上是一个杠杆。 （2）秤星：是杆秤的标度，多为金属小圆点状，分布均匀. （3）提钮：是杠杆的支点，通常的杆秤有两个秤纽，一个称量较大质量的物体时使用，一个称量较小质量的物体时使用。简易的杆秤只用一个提钮即可。 （4）秤砣：相当于天平的砝码，一般由金属制成，挂在秤杆上，是测量时主要的调节对象。 （5）挂钩(或秤盘)：悬挂或放置被测物体的工具。 2. 刻度的标定 (1)定盘星（即零刻度线的确定） 当秤盘上无任何物体时，此时秤杆的重力、秤砣的重力和秤盘的重力，满足杠杆平衡条件，此时秤砣所在的位置就是零刻度线的位置，该位置也叫定盘星。 如图甲所示，O为支点，C为秤盘，A为定盘星（0刻度线位置），B为秤杆和秤盘的整体重心位置。当杆秤空盘水平平衡时：G秤lOB ＝G砣lOA　……① 甲 乙 当秤盘装一重物，秤砣移到D处，秤杆水平平衡，如图乙所示： G砣lOD＝G物lOC＋G秤lOB ……② 联立①②，求解得：G物lOC=G砣lAD m物lOC＝m砣lAD 由于m砣与lOC为定值，所以m物与lAD成正比，说明杆秤的刻度是均匀的。根据此原理，可以确定杆秤的分度值，并画出刻度线。 　 一、材料的选择 （1）秤杆：杆秤的核心是秤杆，秤杆材料须用坚硬易弯曲变形的木材或其他材料制成.简易的杆秤称量的物体质量不大，可用筷子制作秤杆 （2）秤砣：使用10g的钩码或10g的物体来做秤砣 （3）托盘：我们可以使用不易破损的物品制成，如剪去一半的塑料瓶，或是轻质小盆。 （4）标定物：为了确定刻度，可以选择一个100g的砝码，或已知质量的物体。 （5）细绳：作为秤盘的牵引线，制作提钮。为了提起提钮时减小提钮对手部的压强，制作提钮的绳子用较粗的绳子制成，增大绳子和手部的接触面积，减小手部受到的压强 二、杆秤的制作 如图为简易杆秤的示意图 1.在筷子较粗的一端刻一个槽 A，此处固定托盘; 2.在距离槽A稍近处再刻一个槽 B，此处固定提钮. AB的长度约为筷子全长的1/6。 3.将一个矿泉水瓶截开，取一部分.在其边缘均匀钻3个孔，穿入细线后将细线的一端扎紧固定在筷子上的 A处. 4. 用细线系在槽 B处，作为提钮. 5. 取10g砝码，系上细绳，作为秤砣。 6.调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时秤砣在秤杆上的位置为秤的定盘星位置，用记号笔标记此处。此处也是杆秤的0刻度线的位置。 在操作时，如果秤盘比较轻，会出现即使不加秤砣，杆秤的长端依然下沉的现象。此时可以使用在秤盘上增加配重的办法使秤砣在合适的位置达到平衡。 7. 称量出30g的物品，放在秤盘里面，调节杆秤平衡，在秤杆上记下此时秤砣的位置，该位置即为30g刻度的位置。 8. 在0刻度线到30g刻度线之间均匀地画上30 条刻度线，每一格就表示1g。 9. 还可以在30g刻度线外增加刻度线，分度值和前面的一样. 10.尝试用自制杆秤测量一下身边小物品的质量。 问题一：如何提高杆秤称量的精度 （1）使用质量较小的秤砣 秤砣的质量对杆秤的精度有直接影响。秤砣的质量越小，杆秤的精度越高。 （2）增大提钮到秤盘悬挂点之间的距离 秤盘悬挂点和提钮间的距离越大，物体重力和其力臂的乘积越大，刻度线间距越大，测量精度越高 因为杆秤长度有限，移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。 （3）在其他条件不变的情况下减小分度值也能提升测量的准确性 （4）测量的时候一定要调节杆秤水平平衡如果长端下倾会导致测量值偏大，如果长端上翘，会导致测量值偏小。 问题二：如何增大杆秤的量程 （1）增加秤砣重量 通过增加秤砣的重量，同样的杆秤可以称量更大质量的物体，即扩大称重范围. （2）减小提钮到秤盘悬挂点之间的距离 减小支点到秤盘悬挂点的距离，重物的力臂减小，相同的秤砣就能提起更重的物体，可以增大杆秤的量程 （3）增加秤杆长度 通过增加秤杆的长度，可以增加动力臂长度，进而扩大称重范围。 更改砝码、更改提钮位置、更改杆秤长度后都需要重新确定定盘星的位置。 【典例】利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码和弹簧测力计等器材，探究“杠杆的平衡条件”。     (1)静止时杠杆如左图所示。杠杆处于 （填“平衡”、“非平衡”）状态。此时应该向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ； (2)如右图所示，戥子是一种微型杠杆，过去的中药房里都用戥子称量中药。为使问题简化，以下不考虑秤杆的重力。已知秤砣的质量为m0，零刻度在提纽右侧、离提纽的距离为L0，秤盘离提纽的距离为L1，秤盘的质量m盘，当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤处于 时，秤砣悬挂点到提纽的距离是L2中药质量是 。（用已知字母表示） 【答案】(1) 平衡 右 便于测量力臂 (2) 水平平衡 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时处于平衡状态，因此图中杠杆静止时处于平衡状态。 [2][3]为了消除杠杆自重对实验的影响，且为了便于测量力臂，应让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆左高左调，右高右调，此时杠杆右端高，平衡螺母应向右调。 （2）[1][2]零刻度时，由杠杆的平衡条件可知 m盘gL1=m0gL0 杆秤是根据杠杆的平衡条件原理制成的，因此称量中药时，在秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤处于水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知 m药gL1+m盘gL1=m0gL2 综上可知，中药的质量为 1．立夏时节，有地方的民俗是给小孩称体重。如图所示，小孩和篮子的总质量为15kg，使用O点的提纽称量，调整秤砣的位置，使杆秤在水平位置平衡（忽略绳重和杆重），此时OA=4cm，OC=12cm，下列说法错误的是（    ） A．该秤砣的质量为5kg B．若秤砣上沾有泥土，则称量结果偏小 C．若使用B点的提纽称量，杆秤的量程变大 D．若小孩的质量增加，则秤砣向C点右侧移动可以使杆秤在水平位置平衡 【答案】C 【详解】A．根据杠杆的平衡条件可得 则 该秤砣的质量为 故A正确，不符合题意； B．根据杠杆的平衡条件可得 若秤砣上沾有泥土，秤砣实际质量变大，则OC变小，称量结果偏小，故B正确，不符合题意； C．根据杠杆的平衡条件可得 若使用B点的提扭称量，由于杆秤的长度是一定的，根据杠杆的平衡条件，则杆秤的量程会变小，故C错误，符合题意； D．根据杠杆的平衡条件可得 若小孩的质量增加，则应将秤砣向C点右侧移动，增大其力臂，可以使杆秤在水平位置平衡，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．杆秤曾是主要的度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤，如图所示，AB=5cm，AD=55cm，秤砣的质量为0.5kg。使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D 点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．杆秤的实质是省力杠杆 B．杆秤D 点应标定出刻度值为5.5kg C．如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动 D．如果秤砣磨损一部分，用它称得的物体质量小于物体的实际质量 【答案】C 【详解】A．由图可知，B点是支点，杠杆水平平衡时，动力臂和阻力臂分别为BC和AB，若BC大于AB，则为省力杠杆，若BC小于AB则为费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆平衡可得 G×AB=G砣×BD 故 故杆秤D点应标定出刻度值为5kg，故B错误； C．根据杠杆平衡可得 m砣一定，如果要增大杆秤的量程，应增大BD，同时减小AB，故可将提纽B向A点移动，故C正确； D．当秤砣磨损后，自身质量变小，重力就变小，由于物体的重力和力臂不变，则秤砣对应的力臂就必须变长，才能使杠杆平衡，所以显示的示数就要变大，所以用它称得的物体质量大于物体的实际质量，故D错误。 故选C。 3．小猴与小兔在分一个胡萝卜，它们想要平分，小猴找来一个小石块支起胡萝卜，使其水平平衡，然后沿竖直方向切开，如图所示。则切开的胡萝卜质量（   ） A．左边的大 B．右边的大 C．两边一样大 D．无法判定 【答案】A 【详解】将图中的小石块和胡萝卜视为一个杠杆，支点在小石块和胡萝卜的接触点上，左侧力臂小于右侧力臂；由杠杆平衡条件可知，支点左侧胡萝卜的重力大于支点右侧胡萝卜的重力，即切开的胡萝卜质量左边的更大，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 4．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1kg，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m、0.2m，则被测物的质量为 kg。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值（选填“小于”“等于”或“大于”）。 【答案】 0.4 大于 【详解】[1]该杆秤可以看做是杠杆，支点为提纽，根据杠杆平衡条件可得G砣L1=G物L2，即 m砣gL1=m物gL2 带入数值可得 0.1kg×10N/kg×0.2m=m物×10N/kg×0.05m 解得m物=0.4kg。 [2]根据m砣gL1=m物gL2可知，若秤砣有缺损时，m砣减小，在m物、L2不变时，L1变大，即杆秤所示的质量值大于被测物的真实质量值。 5．小明在使用过程中，发现待测物体质量大于杆秤的量程，于是小明决定在原来的杆秤基础上，通过改变提纽的位置改变杆秤的支点，制作一个量程更大的杆秤。他的设计如下： 制作器材：小桶，细沙，刻度尺，杆秤，电子秤 制作步骤： (1)①为了使杆秤的测量范围更大，此时应该使提纽向 移动（选填“左”或“右”）。 ②确定新杆秤的0刻度线：秤钩不挂物体时，提起提纽， ，则标记秤砣悬挂点为零刻度线； ③确定新杆秤的最大测量值：将秤砣移动到最右端，在秤钩中挂上小桶， ，直到杠杆水平平衡； ④ ，即为杆秤的最大测量值； ⑤将0刻度线到最大测量值处的长度均匀划分为各个刻度。 (2)若杆秤在使用过程，秤砣有磨损，质量变小，则测量的待测物体质量将 。（选填“偏小”“偏大”或“不变”） 【答案】(1) 左 调节秤砣位置，使杠杆水平平衡 向小桶中加细沙 用电子秤测出桶和桶中沙子的质量 (2)偏大 【详解】（1）[1]为了使杆秤的测量范围更大，即测量相同的重物，秤砣的力臂更短，根据可得，，即物体和秤砣的重力不变，物体的力臂越小，秤砣的力臂就越小，杆秤的测量范围更大，因此应该使提纽向左移动。 [2]秤钩不挂物体时，提起提纽，调节秤砣位置，使杠杆水平平衡，则标记秤砣悬挂点为零刻度线。 [3][4]将秤砣移动到最右端，在秤钩中挂上小桶，向小桶中加细沙，直到杠杆水平平衡，则桶和细沙的总质量为新杆秤的最大测量值，所以用电子秤测出桶和桶中沙子的质量，即为杆秤的最大测量值。 （2）根据可得，，物体和物体的力臂不变，秤砣磨损，质量变小，重力变小，则力臂变长，即读数偏大。 6．以下是探究杠杆平衡条件的实验，实验中使用的是等质量的钩码，杠杆每一格长度为1cm。 (1)实验前杠杆静止时如图甲所示，若要将其调整到水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调； (2)如图乙，在A点挂2个钩码，在B点挂 个钩码，可使杠杆在水平位置平衡； (3)如图乙，保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变，调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂L₁大小，绘制成图像如图丙所示，图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积 （填“相等”或“不相等”）； (4)如图丁所示，用弹簧测力计代替钩码，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的拉力F 1.5N（选填“>”、“=”或“<”）； (5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成，如图戊所示，此杆秤有两个提组A和B，使用它称较重的物体时，应选择 提纽。若秤砣上沾有泥土，则称量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)左 (2)3 (3)相等 (4)> (5) A 偏小 【详解】（1）如图甲所示，杠杆右端下沉，根据杠杆左高左调，右高右调，因此应将平衡螺母向左端移动。 （2）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件知 2G×3L=nG×2L 解得n=3，即在B位置挂上3个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 （3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图象中任意一组数据都能得出 F2l2=F1l1=3N×2cm=1N×6cm=6N·cm 图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变。 （4）由图丙力F和力臂l大小可得动力与动力臂的乘积 F1l1=3N×2cm=6N·cm 由图乙可得 4G×3cm=6N·cm 解得G=0.5N；假设弹簧测力计竖直向下拉杠杆，由杠杆的平衡条件 F左l左=F左l右 即 4G×3L=F×4L 解得 F=3G=3×0.5N=1.5N 由图可知弹簧测力计向左倾斜，拉力力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大，即弹簧测力计的示数大于1.5N。 （5）[1]使用杆秤称较重的物体时，物体的重力变大，在秤砣重力不变的情况下，根据杠杆平衡的条件可知，需要增大秤砣重力的力臂，减小物体重力的力臂，由图可知，应选择A提纽。 [2]若秤砣上沾有泥土，则秤砣的质量会变大，在重物重力和其力臂不变的情况下，根据杠杆平衡的条件可知，秤砣的重力会变大，相应的力臂就会变小，则读数也会变小，因此称量结果偏小。 7．小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验时的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)杠杆在如图甲的位置静止时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态的，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节，杠杆在水平位置平衡的好处是 ； (2)多次实验后，得到了杠杆的平衡条件是 。如图乙所示是某次实验时的实验情景，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 N； (3)同组的小红也做了这个实验，得出了“杠杆平衡时，动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论。小亮认为这个结论不正确，他利用图乙所示的实验装置，在不改变钩码和弹簧测力计的位置以及钩码的数量的情况下，通过实验操作和观察到的实验现象就判断出小红的实验结论不正确，小亮的实验操作是 ；观察到的实验现象是 ； (4)杆秤是我国古代乃至现代常用的测量质量的工具，如图丙所示是陈亮同学自制的一个杆秤，杆的粗细不均匀，在不挂重物和秤砣的情况下，将提纽固定在O点，提起提纽，秤杆可以在水平位置平衡。已知提纽与秤钩间的距离OM=4cm，秤砣质量m=0.2kg，则秤的1kg刻度线应在距O点右侧 cm处。 【答案】(1) 是 右 便于直接读取力臂 (2) 动力×动力臂=阻力×阻力臂 1.5 (3) 见解析 见解析 (4)20 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态，因此杠杆在如图甲的位置静止时杠杆处于平衡状态。 [2][3]杠杆如图甲所示，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节平衡螺母，使杠杆处于水平位置平衡时，便于我们直接读出力臂大小，消除杠杆的自重对实验的影响。 （2）[1]通过多次实验，可以得出杠杆的平衡条件为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 [2]设杠杆每一格的长度为L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件有 2×0.5N×3L=F×2L 解得F=1.5N，则弹簧测力计的示数应为1.5N。 （3）[1][2]为了改变这种情况，我们就需要改变动力或阻力的方向，使动力臂（阻力臂）不在杠杆上；弹簧测力计斜向左拉时，阻力、阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆平衡条件得，动力逐渐变大，此时“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”不在成立。所以小亮的实验操作是将弹簧测力计倾斜拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，观察弹簧测力计的示数。观察到的实验现象是弹簧测力计的示数发生变化。 （4）杆秤在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，则有 G物×OM=G砣×ON 即 1kg×4cm=0.2kg×ON 解得ON=20cm，则秤的1kg刻度线应在距O点右侧20cm处。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$