内容正文:
第十二章 《简单机械》练习
§12.2 跨学科实践:制作简易杆秤练习
【知识回顾】
1. 认识杆秤。
杆秤是测量物体______的工具,它是根据________
______原理工作的。杆秤由带秤星的秤杆、______、秤盘、提纽等组成。
2. 简易杆秤的制作。
(1) 选材:一根长约为40cm木筷作为______;一段细铁丝和一个盆作为______和______;一个20g钩码作为______,一个100g砝码作为______,另加______若干,一把________,一支记号笔等。
(2) 制作:请参照教材中的示例将上述材料进行制作和组装即可。
(3) 标度:手提提纽,调节秤砣的位置使秤杆平衡,这时细线在秤杆上的位置O为秤的______星,即____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,此时细线在秤杆上的位置C,记为______g,在__________到____之间均匀画上49条刻度线,每一格就表示____g。
【精练】
1. 杆秤是我国发明的人类最早的衡器,是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后,在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外,其他均完好的杆秤,如图所示。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比( )
A. 偏小 B. 不变
C. 偏大 D. 无法判断
2. 《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理,如图所示。把物品挂在挂钩上,将秤砣拨到合适位置,待秤杆平衡后,根据秤砣绳所对应的刻度就可得出物品的质量。下列有关说法正确的是( )
A. 增大物重时,应把“权”向左端移
B. 增大物重时,应把“权”向右端移
C. “权”小于物重时,右端一定上扬
D. 若“权”发生磨损,则测得的物重偏小
3. 物理教师在动物园内用弹簧测力计称出了一头大象的质量,活动现场如图所示,测量时用到了吊车、铁笼等辅助工具,吊铁笼的横杆是一根很长的槽钢。称量前先将铁笼固定在槽钢一端,选取适当的悬挂点,使槽钢和铁笼在水平位置平衡,然后将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次平衡。关于称量过程,下列各说法中正确的是( )
A. 铁笼越轻,称量结果越准确
B. 槽钢越细(即越轻),称量结果越准确
C. 弹簧测力计读数时,槽钢须处于水平状态
D. 悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同处
4. “华夏国粹”——杆秤文化。如图所示,秤盘中放入小铁块,杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块,若使秤杆再次达到水平平衡,下列选项描述正确的是( )
A. 将秤砣向右移动 B. 将秤砣向左移动
C. 减小秤砣的质量 D. 将提纽向左移动
5. 杆秤是我国传统文化中的一种衡器,如图所示,其制作简易,可用筷子作为秤杆,用钩码作为秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣且秤盘空载时,在O点提起提纽,秤杆第一次水平平衡。当秤盘放50g物体、秤砣移到B点时,秤杆第二次水平平衡;在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线来定标。使用过程中秤盘载物,移动秤砣使杆秤达到第三次水平平衡。杆秤可用于“测量”或“量取”物体的质量。下列关于秤杆的说法错误的是( )
A. 自制杆秤的精确值为1g
B. 杆秤制作过程中第一次水平调平的目的是排除秤盘及秤杆自身重力的影响
C. 用杆秤“测量”物体质量时当B端下沉,应该向左移动秤砣使秤杆水平平衡
D. 杆秤第二次未水平调平,B端向上翘起就开始定标,在使用杆秤“量取”物体的质量时会导致结果偏大
6.2024年10月30日,“神舟十九号”飞船发射成功,航天员在太空中将完成多个科学实验,下列操作能正常进行的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用杆秤测质量
C.用托盘天平测质量 D.用称重法测浮力
7.如图所示,某小组同学在制作杆秤时将粗糙的木条打磨成光滑的秤杆,在这过程中木条的物理量不发生变化的是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
8.(多选)如图,某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤,秤砣的质量是0.5kg。称量时,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,可从秤杆上标定的刻度值读出秤钩上货物的质量。秤砣最远可移至D点,秤杆和秤钩的质量忽略不计,已知,。下列说法正确的是( )
A.秤砣在C点,秤杆水平平衡时,货物的质量应为2.5kg
B.杆秤D点应标定的刻度值为4.5kg
C.如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动
D.如果秤砣被磨损,则测得的物体质量小于物体的实际质量
9.(多选)学完杠杆知识以后小明自制了一个杆秤,如图所示,秤盘没有放置物体,秤砣处于如图所示位置时杆秤刚好处于平衡状态。下列说法正确的是( )
A.杆秤的提绳处相当于支点
B.零刻度线应该在提绳位置
C.秤盘上放置适量的物体时,秤砣绳要向右移动,杆秤才可能重新平衡
D.因该杆秤的支点不在杠杆中点,所以该杆秤不符合杠杆平衡原理
10.有如下机械:瓶盖起子、理发用剪刀、钓鱼竿、托盘天平、杆秤,其中属于省力杠杆的是________________,属于费力杠杆的是______________________,属于等臂杠杆的是__________。
11.如图所示,杆秤秤砣的质量为,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、,则被测物的质量为____。若秤砣有缺损时,则杆秤所示的质量值____(选填“小于”“等于”或“大于”)被测物的真实质量值。
12.我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示,“权”“重”对应物理学中的力,“标”“本”对应物理学中的____;当“重”增大时,应把“权”向______(选填“”或“”)移动,才能平衡;若将提纽向端移动一些,杆秤测量范围变__(选填“大”或“小”)。
第6题图
13.春节期间,小明跟随父母回到老家探亲,在农村的集市上他看到如图甲所示的杆秤,引起了他的兴趣,他借来了一大一小两把杆秤,进行以下探究:
(1) 小明认为杆秤相当于____(填一种简单机械名称),人们用它来测量物体的____。他做出了杆秤的简化图如图乙,其中______(选填“”“”或“”)点相当于支点;
(2) 设长度为,长度为,鱼的质量为,秤锤的质量为,根据平衡条件应该满足关系式:____________________________(用以上物理量表达);
(3) 为确保对买卖双方公平,秤杆应在____方向保持静止时读数;
(4) 他还发现有些杆秤有两个不同的量程并能通过提起不同的绳纽实现大小量程间切换(不改变秤锤规格),如图丙所示,要使用大量程,他应提起______(选填“”“”或“、都行”)绳纽
14.【探究名称】自制简易杆秤
【问题】杆秤是我国最古老的称量工具,映射出古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史文化,现今人们仍然在使用。物理课上,小关、小黄、小庆开展“杆秤的制作”跨学科实践活动。在邹老师的指导下,他们动手制作测量范围为0~20 g的杆秤,如图甲所示。
【证据】制作过程:①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”“B”;②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A”处;③系秤纽:在秤杆的“B”处系上绳子;④标零线:将5 g的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,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“0”;⑤定刻度:……
【解释】杆秤是利用 原理工作的;
【交流与拓展】家用杆秤和中药房杆秤分别如图乙、丙所示。根据杠杆的平衡条件可以知道:
(1)用手提起乙图中不同的提纽,实际上是改变杠杆的 ;
(2)若要使杆秤的测量范围更大些,称量时应使用 ;当我们称量较小质量物品时,应手提 ,使测量结果更准确;(均选填“提纽1”或“提纽2”)
(3)某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,继续使用该杆秤,测量结果将 ;某同学在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤测量结果将 。(均选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
15.杆秤是以前家中常用的测量重量的工具,小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)如图甲所示是我们家中常用的杆秤,这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20 kg的物体,当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会 (选填“大于”“小于”或“等于”)20 kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)已知杆秤粗细不均匀,小刚通过分析可知,杆秤的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会 (选填“靠近”或“远离”)提纽位置。
(3)如图乙所示,小刚用一根长为1 m、分度值为1 cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作过程如下:
①他分别在直尺上5 cm和10 cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳作为秤钩和提纽(秤钩和提纽的质量均忽略不计);
②接着他又找来一个质量为1 kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,其可以在秤杆上移动。
当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,这个杠杆的支点是 (选填“提纽”或“秤钩”)所在的位置,当在秤钩上挂一重物时,秤砣的位置在如图乙所示位置,则秤钩上挂的重物的质量为 kg。
3.(2021·广西桂林·八年级期末)如图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点O,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知CO=4cm,OD=8cm,秤砣的重力为10N。求:
(1)这杆秤所能测物体的最大重力为100N,求OB的长度;
(2)当秤砣处于D位置时,被称物体的质量为多少kg?
(3)若有人换了一个质量为0.8kg的秤砣,售出杆秤刻度显示2kg的物品,则物品的实际质量是多少?
参考答案
【知识回顾】
1. 认识杆秤。
杆秤是测量物体___质量 __的工具,它是根据__杠杆的平衡_____原理工作的。杆秤由带秤星的秤杆、__秤砣____、秤盘、提纽等组成。
2. 简易杆秤的制作。
(1) 选材:一根长约为40cm木筷作为___秤杆___;一段细铁丝和一个盆作为__提纽____和__秤盘____;一个20g钩码作为_秤砣_____,一个100g砝码作为__物体____,另加___细线___若干,一把__刻度尺______,一支记号笔等。
(2) 制作:请参照教材中的示例将上述材料进行制作和组装即可。
(3) 标度:手提提纽,调节秤砣的位置使秤杆平衡,这时细线在秤杆上的位置O为秤的__定盘____星,即_0___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,此时细线在秤杆上的位置C,记为__100____g,在__定盘星0________到___C_之间均匀画上49条刻度线,每一格就表示__2__g。
【精练】
1. 杆秤是我国发明的人类最早的衡器,是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后,在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外,其他均完好的杆秤,如图所示。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比( A )
A. 偏小 B. 不变
C. 偏大 D. 无法判断
2. 《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理,如图所示。把物品挂在挂钩上,将秤砣拨到合适位置,待秤杆平衡后,根据秤砣绳所对应的刻度就可得出物品的质量。下列有关说法正确的是( B )
A. 增大物重时,应把“权”向左端移
B. 增大物重时,应把“权”向右端移
C. “权”小于物重时,右端一定上扬
D. 若“权”发生磨损,则测得的物重偏小
3. 物理教师在动物园内用弹簧测力计称出了一头大象的质量,活动现场如图所示,测量时用到了吊车、铁笼等辅助工具,吊铁笼的横杆是一根很长的槽钢。称量前先将铁笼固定在槽钢一端,选取适当的悬挂点,使槽钢和铁笼在水平位置平衡,然后将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次平衡。关于称量过程,下列各说法中正确的是( D )
A. 铁笼越轻,称量结果越准确
B. 槽钢越细(即越轻),称量结果越准确
C. 弹簧测力计读数时,槽钢须处于水平状态
D. 悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同处
4. “华夏国粹”——杆秤文化。如图所示,秤盘中放入小铁块,杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块,若使秤杆再次达到水平平衡,下列选项描述正确的是( B )
A. 将秤砣向右移动 B. 将秤砣向左移动
C. 减小秤砣的质量 D. 将提纽向左移动
5. 杆秤是我国传统文化中的一种衡器,如图所示,其制作简易,可用筷子作为秤杆,用钩码作为秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣且秤盘空载时,在O点提起提纽,秤杆第一次水平平衡。当秤盘放50g物体、秤砣移到B点时,秤杆第二次水平平衡;在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线来定标。使用过程中秤盘载物,移动秤砣使杆秤达到第三次水平平衡。杆秤可用于“测量”或“量取”物体的质量。下列关于秤杆的说法错误的是( D )
A. 自制杆秤的精确值为1g
B. 杆秤制作过程中第一次水平调平的目的是排除秤盘及秤杆自身重力的影响
C. 用杆秤“测量”物体质量时当B端下沉,应该向左移动秤砣使秤杆水平平衡
D. 杆秤第二次未水平调平,B端向上翘起就开始定标,在使用杆秤“量取”物体的质量时会导致结果偏大
6.2024年10月30日,“神舟十九号”飞船发射成功,航天员在太空中将完成多个科学实验,下列操作能正常进行的是( A )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用杆秤测质量
C.用托盘天平测质量 D.用称重法测浮力
7.如图所示,某小组同学在制作杆秤时将粗糙的木条打磨成光滑的秤杆,在这过程中木条的物理量不发生变化的是( C )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
8.(多选)如图,某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤,秤砣的质量是0.5kg。称量时,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,可从秤杆上标定的刻度值读出秤钩上货物的质量。秤砣最远可移至D点,秤杆和秤钩的质量忽略不计,已知,。下列说法正确的是( AC )
A.秤砣在C点,秤杆水平平衡时,货物的质量应为2.5kg
B.杆秤D点应标定的刻度值为4.5kg
C.如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动
D.如果秤砣被磨损,则测得的物体质量小于物体的实际质量
9.(多选)学完杠杆知识以后小明自制了一个杆秤,如图所示,秤盘没有放置物体,秤砣处于如图所示位置时杆秤刚好处于平衡状态。下列说法正确的是(AC )
A.杆秤的提绳处相当于支点
B.零刻度线应该在提绳位置
C.秤盘上放置适量的物体时,秤砣绳要向右移动,杆秤才可能重新平衡
D.因该杆秤的支点不在杠杆中点,所以该杆秤不符合杠杆平衡原理
10.有如下机械:瓶盖起子、理发用剪刀、钓鱼竿、托盘天平、杆秤,其中属于省力杠杆的是__瓶盖起子、杆秤____,属于费力杠杆的是__理发用剪刀、钓鱼竿_______,属于等臂杠杆的是___托盘天平___。
11.如图所示,杆秤秤砣的质量为,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、,则被测物的质量为__0.4__。若秤砣有缺损时,则杆秤所示的质量值_大于___(选填“小于”“等于”或“大于”)被测物的真实质量值。
12.我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示,“权”“重”对应物理学中的力,“标”“本”对应物理学中的__力臂__;当“重”增大时,应把“权”向___A___(选填“”或“”)移动,才能平衡;若将提纽向端移动一些,杆秤测量范围变_大_(选填“大”或“小”)。
第6题图
13.春节期间,小明跟随父母回到老家探亲,在农村的集市上他看到如图甲所示的杆秤,引起了他的兴趣,他借来了一大一小两把杆秤,进行以下探究:
(1) 小明认为杆秤相当于__杠杆__(填一种简单机械名称),人们用它来测量物体的_质量___。他做出了杆秤的简化图如图乙,其中__0____(选填“”“”或“”)点相当于支点;
(2) 设长度为,长度为,鱼的质量为,秤锤的质量为,根据平衡条件应该满足关系式:____ _________________(用以上物理量表达);
(3) 为确保对买卖双方公平,秤杆应在__水平__方向保持静止时读数;
(4) 他还发现有些杆秤有两个不同的量程并能通过提起不同的绳纽实现大小量程间切换(不改变秤锤规格),如图丙所示,要使用大量程,他应提起___B___(选填“”“”或“、都行”)绳纽
14.【探究名称】自制简易杆秤
【问题】杆秤是我国最古老的称量工具,映射出古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史文化,现今人们仍然在使用。物理课上,小关、小黄、小庆开展“杆秤的制作”跨学科实践活动。在邹老师的指导下,他们动手制作测量范围为0~20 g的杆秤,如图甲所示。
【证据】制作过程:①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”“B”;②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A”处;③系秤纽:在秤杆的“B”处系上绳子;④标零线:将5 g的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,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“0”;⑤定刻度:……
【解释】杆秤是利用 杠杆 原理工作的;
【交流与拓展】家用杆秤和中药房杆秤分别如图乙、丙所示。根据杠杆的平衡条件可以知道:
(1)用手提起乙图中不同的提纽,实际上是改变杠杆的 支点 ;
(2)若要使杆秤的测量范围更大些,称量时应使用 提纽1 ;当我们称量较小质量物品时,应手提 提纽2 ,使测量结果更准确;(均选填“提纽1”或“提纽2”)
(3)某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,继续使用该杆秤,测量结果将 偏小 ;某同学在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤测量结果将 不受影响 。(均选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
15.新小组对家中的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)如图甲所示是我们家中常用的杆秤,这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20 kg的物体,当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)20 kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)已知杆秤粗细不均匀,小刚通过分析可知,杆秤的刻度是 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)的;若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会 靠近 (选填“靠近”或“远离”)提纽位置。
(3)如图乙所示,小刚用一根长为1 m、分度值为1 cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作过程如下:
①他分别在直尺上5 cm和10 cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳作为秤钩和提纽(秤钩和提纽的质量均忽略不计);
②接着他又找来一个质量为1 kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,其可以在秤杆上移动。
当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,这个杠杆的支点是 提纽 (选填“提纽”或“秤钩”)所在的位置,当在秤钩上挂一重物时,秤砣的位置在如图乙所示位置,则秤钩上挂的重物的质量为 8 kg。
16.如图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点O,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知CO=4cm,OD=8cm,秤砣的重力为10N。求:
(1)这杆秤所能测物体的最大重力为100N,求OB的长度;
(2)当秤砣处于D位置时,被称物体的质量为多少kg?
(3)若有人换了一个质量为0.8kg的秤砣,售出杆秤刻度显示2kg的物品,则物品的实际质量是多少?
【答案】(1)40cm;(2)2kg;(3)1.6kg
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