12.2跨学科实践：制作简易杠杆（教案）---2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该教案聚焦杆秤的结构、杠杆平衡原理及制作使用，通过磅秤测书包质量导入，对比实验室工具测量范围局限，衔接杠杆知识，搭建从理论到实践的学习支架。 以任务驱动科学探究，通过设计材料选择、刻度标注培养科学思维，制作与展示提升动手创新能力，结合古代杆秤文化增强科学态度与责任。助力学生发展实践能力，为教师提供落实核心素养的结构化教学方案。

第2节　跨学科实践：制作简易杆秤 1.物理观念： （1）了解杆秤的结构，知道杆秤的测量原理。 （2）会用杆秤称量物体的质量。 2.科学思维：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.科学探究：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.科学态度与责任：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。 1.教学重点： （1）杆秤的工作原理。 （2）选择合适的材料制作简易杆秤。 （3）使用简易杆秤称量物体的质量。 2.教学难点： （1）理解杠杆平衡条件在杆秤中的应用。 （2）准确标注简易杆秤的刻度。 （3）提高杆秤精度和增大杆秤测量范围的方法。 　　任意选择一个装满书的书包，用磅秤测量出其质量约为5kg，还能用什么测量工具称量出该书包的质量呢？ 　任务一　了解杠杆的结构和特点 教师活动 学生活动 ［提问］想一想在实验室中有什么样的测量工具能称量出书包的质量？ ［过渡］观察天平和弹簧测力计的测量范围，发现托盘天平的最大测量值为200g，电子天平的最大测量值为500g，弹簧测力计的最大测量值为10N，它们都无法测量出质量超过1kg物体的质量。而古人早就用杆秤解决了这个问题。 ［提问］（1）观察下图，杆秤的结构有哪些？ （2）如何使用杆秤？被称物体的质量如何读取？ （3）杆秤的原理是什么？ ［回答］天平、弹簧测力计。 ［回答］（1）提纽、秤杆、秤盘、秤砣。 （2）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。 （3）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。 　任务二　设计简易杆秤 教师活动 学生活动 ［过渡］为了方便研究如何制作简易杆秤，可以将大问题从材料、制作、改进几方面拆分成小问题进行研究。 ［提问］（1）选择什么材料制作秤杆和秤盘？并说明选择的理由。 （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）杆秤上的零刻度线是什么含义？如何确定杆秤零刻度线的位置？ （4）如何标注其他刻度线？刻度线间的间距是均匀的吗？为什么？ ［讲解］针对学生不熟悉的部分详细讲解原理。 ［回答］（1）选长约40cm的木制筷子作为秤杆。选择理由：①常见；②易获取；③方便刻槽；④方便标记刻度线。 （2）小组交流讨论。 （3）零刻度线是指所称质量为0、秤杆水平平衡时秤砣悬挂的位置，秤盘内不放物体，使秤杆水平平衡，把秤砣在秤杆上悬挂的位置标为零刻度线。 （4）在秤盘内放置已知质量的物体（如砝码），秤杆水平平衡时，把秤砣在秤杆上悬挂的位置标上对应的质量就可以了。刻度线间的间距是均匀的，原因如下：用杆秤称量物体时，称量物重和其力臂的乘积等于秤砣重和其力臂的乘积，即：G物×l1=G砣×l2，在称量过程中，称量物重的力臂l1不变，秤砣重G砣不变，所以l2=l1，即秤砣力臂与所称量物体的重力成正比，因此秤杆上的刻度是均匀的。 　任务三　制作简易杆秤 教师活动 学生活动 ［材料准备］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。 ［分组操作］（1）确定提纽位置：在筷子的一端刻一个槽A，在距离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，如图甲。 （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，每一格表示2g，如图乙。 　任务四　展示交流 教师活动 学生活动 ［展示结果］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最准确。并思考下列问题：（1）制作的杆秤是否合格，原因是什么？（2）使用项目评价表，从材料选择、外观结构、操作展示和测量精确度等方面对自制杆秤进行自评。（3）讨论提高称量精度、提高杆秤称量范围的方法。 ［交流讨论］学生活动的内容是分小组进行测量，对比测量结果，讨论制作和测量中存在的问题，提出对改进精度的看法。 教师活动 学生活动 ［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］本节课立足于“杠杆”课程学习，将理论分析与实际操作相互结合。学生应用杠杆平衡的知识解释了杆秤所含的物理问题，又动手制作了一个简易杆秤，是对杠杆学习的再次深化。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。 第2节　跨学科实践：制作简易杆秤 制作简易杆秤 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 学科网（北京）股份有限公司 $