12.2 跨学科实践：制作简易杆秤 知识解读 讲义-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本讲义聚焦“跨学科实践：制作简易杆秤”核心知识点，系统梳理杠杆平衡原理在杆秤中的应用，衔接杠杆基本概念（支点、力臂）与杆秤结构（提纽、秤盘、秤砣），通过制作步骤（材料准备、定盘星标记、刻度划分）、典例解析及变式练习构建学习支架。 该资料以跨学科实践为主线，突出科学探究与科学思维培养，通过杆秤制作（如定盘星调节、精度提升讨论）引导学生模型建构与推理，融入传统文化体现科学态度。课中辅助实践教学，课后练习题助力学生巩固知识、查漏补缺。

12.2 （知识解读）（解析版） •知识点 跨学科实践：制作简易杆秤 •作业 随堂检测 知识点 跨学科实践：制作简易杆秤 杆秤是秤的一种，是利用杠杆原理来称重的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提绳、秤盘或秤钩等组成。 1、杆秤的工作原理：杆秤根据杠杆平衡原理‌。即一个杠杆在平衡状态下，两端的力矩相等。具体来说，杆秤的支点位于提纽处，当物体挂在秤杆一端（阻力端），秤砣挂在另一端（动力端）时，通过移动秤砣的位置，直到秤杆达到平衡状态，此时秤砣所在位置的刻度即为物体的重量。这是因为秤钩离提扭比较近，相当于阻力臂比较短，而秤砣到提扭的距离相当于动力臂，可以自由调节。因此，可以用比较小的秤砣来平衡比它质量大得多的重物。‌ 2、制作简易杆秤 （1）制作材料：一根长度约为40 cm 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。 （2）开始制作 ①在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽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用细线系一个20g 的钩码，作 为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平 衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星0,用记号笔标记此位置。 ③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0到C之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2g。 3、展示交流 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。想一想，怎样提高称量的精度？你能改变提纽的位置和秤砣的质量，制作一个可以称量更大质量的杆秤吗？试试看。 （1）提高杆秤称量精度的方法 增大秤杆长度（动力臂范围）：更长的秤杆能让秤砣移动的刻度更稀疏，单位质量对应的刻度间距更大，读数误差更小。 减小秤砣质量：秤砣越轻，平衡相同质量物体时需要的力臂越长，刻度会更精细，分度值更小，精度更高。 增大提纽到秤盘的距离（阻力臂）：阻力臂越长，相同质量物体对杠杆的力矩越大，秤砣移动的刻度间距也会相应增大，提升读数精度。 制作与使用优化：选用不易变形的硬木制作秤杆；校准刻度时使用标准砝码，减小系统误差；读数时保持视线与秤杆水平，避免仰视/俯视误差。 （2）制作能称量更大质量杆秤的方法 减小提纽到秤盘的距离（阻力臂）：将提纽向秤盘方向移动，缩短阻力臂。在秤砣质量和最大动力臂不变时，能称量的物体质量会显著增大。 换用质量更大的秤砣：增大动力（秤砣重力），在阻力臂和最大动力臂不变时，能平衡的物体质量会按比例增加。 组合优化：同时缩短阻力臂、增大秤砣质量，再配合更长的秤杆，可进一步扩大量程。 注意：扩大量程会一定程度牺牲精度，可通过设置双提纽，兼顾 “高精度小量程” 和 “低精度大量程” 两种模式。 【典例1】跨学科实践：制作简易杆秤 如图甲，杆秤是我国流传千年的传统称重器具，凝聚着古人的劳动智慧与深厚传统文化价值。科学实践小组以杆秤为探究对象，结合杠杆平衡原理开展实践探究，完成了产品制作、产品使用、产品改进三大实践环节。 【产品制作】 (1)如图乙所示，科学实践小组选取直尺、钩码、细绳等材料制作简易杆秤。选用质地轻的直尺作为秤杆的主要目的是__________；在直尺5cm刻度处打孔穿绳制作秤钩，10cm刻度处打孔穿绳制作提纽，其中提纽对应杠杆的____________。（选填“支点”、“动力作用点”或“阻力作用点”） 【产品使用】 (2)简易杆秤使用前未校零调平，空载时秤钩端略向下倾斜。若直接用该杆秤称量物体质量，测量结果会________。（选填“不变”、“偏小”或“偏大”） 【产品改进】 (3)若想提高简易杆秤测量精准度，可采取的办法是_________。（写出一条即可） 【答案】(1) 减小秤杆自身重力对杠杆平衡的影响 支点 (2)偏大 (3)换用质量更小的秤砣 【详解】（1）若秤杆自身质量较大，其重力会影响杠杆平衡，增大测量误差，选用质地轻的直尺就是为了减小这个影响； 杆秤工作时杠杆绕提纽转动，因此提纽对应杠杆的支点。 （2）空载时秤钩端下倾，说明空载时秤钩端力与力臂乘积更大，要平衡杆秤，需要将秤砣移到零刻度线的右侧才能平衡，因此称量物体时，测量值会额外加上空载的误差，最终测量结果偏大。 （3）根据杠杆平衡原理，相同质量变化的物体，换用更小质量的秤砣时，秤砣对应的力臂变化更大，刻度间距更大，能提高测量精准度。 【变式1-1】如图为小刚同学在完成跨学科实践作业中自制的杆秤，、均是杆秤称量时的支点。当使用称量物品时，调整秤砣至B点位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略盘重、绳重和杆重），已知秤砣质量为20g，，。下列说法正确的是（　　） A．所称物体质量是200g B．称量质量较小的物体时，秤砣应向B点左边移动 C．改用称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小 D．当秤砣在B点时，使用称量的物体质量比使用称量的物体质量大 【答案】B 【详解】A．根据杠杆平衡条件 解得，故A错误； B．换称质量较小的物体时，变小，等式左边变小。为保持平衡，可减小秤砣的力臂（向左移动），故B正确； C．改用称量时，支点左移，阻力臂（）变小，动力臂（）变大。 根据​， ​变小、变大，可称量的变大，称量范围变大，故C错误； D．当秤砣在B点时，力臂L固定。根据和 ​ 因为 ​，所以（使用​称量的物体质量更大），故D错误。 故选B。 【变式1-2】在跨学科实践课上，同学们自制了如图所示的杆秤。A处挂小盆作为秤盘，B处系细线作为提纽，用细线系一个20g的钩码作为秤砣。拿出秤盘中的物体，调节秤砣的位置使秤杆平衡，标记此时秤砣细线的位置为定盘星O。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，标记此时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______条刻度线，每一格就表示2g。在某次称量时，若使左端秤盘下沉的秤杆恢复水平位置平衡，需将秤砣适当向______移。 【答案】 49 右 【详解】[1]定盘星O为0g，位置C，并记为100g，将其按照每个格2g，则需要，将OC之间均匀划分50个格，则需要再OC之间画上49条刻度线。 [2]根据杠杆的平衡条件，某次称量时，若要使左端秤盘下沉的秤杆，说明左侧变大，若让秤杆恢复水平位置平衡，则需要增大，故需要将秤砣适当向右移。 【变式1-3】跨学科实践：制作简易杆秤。如图所示是小凯和小军制作的简易杆秤。 托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 (1)杆秤的制作原理是__________； (2)如图甲，小凯用木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则________点相当于支点；调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置秤杆对应的质量刻度值为________g； (3)在秤盘中逐个添加50g的砝码，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度，根据表中数据，应将300g的刻度值标记在距离B点________cm处； (4)在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应________（选填“左”或“右”）侧移动；使用次数过多后若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值________被测物的真实质量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)F1l1=F2l2 (2) B 0 (3)32 (4) 右 大于 【详解】（1）杠杆的平衡条件为，杆秤就是利用此原理制作的。 （2）[1]杆秤属于杠杆类工具，支点是杠杆绕着转动的固定点，题目中在B点拴绳作为提纽，杆秤的秤杆会绕着B点转动，因此B点是支点。 [2]杆秤调平后，空盘挂在A点时，秤砣的位置对应的是“无物体”的状态，此时杠杆平衡是因为秤盘的重力与秤砣的重力通过力臂平衡，没有额外的物体质量，所以这个位置的刻度值为0g。 （3）根据杠杆平衡条件可得 当托盘中砝码总质量为 距离B点的长度是 秤砣质量 根据杠杆平衡条件可知------① 当托盘中砝码总质量为 距离B点的长度是 根据杠杆平衡条件可知------② 联立①②解得， 当托盘中砝码总质量为，根据杠杆平衡条件得 解得 （4）[1][2]在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，说明秤砣的力与力臂的乘积偏小，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往右侧移动来增大力臂，若秤砣有缺损，重力偏小，故需移动更大的距离增大力臂使得杠杆平衡，因此杆秤所示的质量值大于被测物的真实质量值。 1．如图所示，是在跨学科实践活动中，某同学制作的简易杆秤，提纽提着秤杆的B点测量秤盘内物体的质量，当秤砣在C点时，秤杆刚好在水平位置平衡，（不计绳重和杆重）已知秤砣的质量为0.5kg，，。下列说法正确的是（　　） A．若把杆秤看作杠杆的话，支点在A点 B．秤盘及秤盘内物体的总质量为2.5kg C．若再向秤盘里放一个鸡蛋，秤砣应向右移动 D．若称量时秤杆的右端偏低，会导致测量结果偏小 【答案】C 【详解】A．支点是杠杆绕着转动的固定点，本题中提纽提着B点，秤杆绕B点转动，因此支点在B点，而非A点。故A错误； B．作用在A点对杠杆的力为动力，动力的大小等于秤盘及物体的总重力，即 动力臂为 作用在C点对杠杆的力为阻力，阻力的大小等于秤砣的重力，即 秤杆水平，阻力竖直向下，因此阻力臂就是支点B到阻力作用点C的水平距离，即 已知，根据杠杆平衡条件 则 即 故B错误； C．在秤盘里放一个鸡蛋后，秤盘及物体的总质量增大，总重力增大，即动力增大，动力臂、阻力均不变，根据杠杆平衡条件，为使杠杆重新平衡，需要增大阻力臂，因此秤砣应向右移动，增大BC的长度。故C正确； D．根据杠杆平衡条件可知，若秤杆右端偏低，即秤砣在秤杆上的位置越靠右，对应的刻度值越大，会导致测量结果偏大。故D错误。 故选C。 2．某兴趣小组制作了一个简易杆秤，用一根较长的木制筷子作为秤杆，用细线把小盆系在A处作为秤盘，用细线系一个钩码作为秤砣，在O处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时，提起提纽，秤杆水平平衡。在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡，标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．秤砣的质量等于100g B．若在O到B之间均匀地画上50条刻度线，则每一格表示2.00g C．称某物体质量时若右端翘起，应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡 D．要使杆秤的最大称量质量变大，可将提纽适当向右移动 【答案】C 【详解】A．当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时，秤杆水平平衡，说明此时秤杆的重心在O点，当在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡时，根据杠杆平衡条件，有 由于此时秤盘中放的是100g砝码，且秤杆平衡，所以秤砣的质量并不等于100g，而是与秤砣到提纽的距离和物体到提纽的距离有关，故A错误； B．在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡，标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g，若在O到B之间均匀地画上49条刻度线，分成50格，所以每一格表示2.00g，故B错误； C．称某物体质量时，若右端（即秤砣端）翘起，说明此时秤砣端的动力与动力臂的乘积小于物体端的阻力与阻力臂的乘积，根据杠杆平衡条件，应将秤砣适当向右移动以增加秤砣端的动力与动力臂的乘积，从而使秤杆水平平衡，故C正确； D．要使杆秤的最大称量质量变大，即要增加秤杆能平衡的最大物体重量。根据杠杆平衡条件，可以通过增加秤砣的质量或增大提纽到秤砣的距离来实现；但是，将提纽适当向右移动实际上会减小提纽到秤砣的距离，从而减小秤杆能平衡的最大物体重量，故D错误。 故选C。 3．小明根据杠杆的平衡条件，制作了如图所示的杆秤，用其测量物体的质量，经测试发现它能测量的物体最大质量太小。下列操作中可以使该杆秤测量物体质量的最大值变大的是（   ） A．将B点向左移 B．将提纽向右移 C．换一个质量更小的秤砣 D．换一个质量更大的秤砣 【答案】D 【详解】提纽为支点，待测物体质量为，物体悬挂点到支点的力臂为，秤砣质量为，杆秤对应最大量程时，秤砣在杆的最右端，秤砣的力臂为最大值； 根据杠杆平衡条件可得 化简得，杆秤的最大测量质量 A．将点向左移，增大，、不变，因此减小，故A错误； B．将提纽向右移，增大，同时最大力臂减小，因此减小，故B错误； C．换一个质量更小的秤砣，减小，因此减小，故C错误； D．换一个质量更大的秤砣，增大，、不变，因此增大，故D正确。 故选D。 4．用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量分布均匀的圆柱型螺纹钢，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，将金属筐系于螺纹钢上的端，当悬吊点移至点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得。称量时，再将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的端，使之再次在水平位置平衡，此时测力计示数为15N。下列说法错误的是（    ） A．金属框的质量是13.8kg B．重物的质量为36kg C．称量时，若以测力计的拉力为动力，则杠杆是省力杠杆 D．若将测力计换成质量为2.5kg的“秤砣”，制成杆秤，从点开始，每隔1cm沿标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为0.25kg 【答案】D 【详解】A．因为螺纹钢形状规则、质量分布均匀，则其重心到点的距离为 根据杠杆平衡条件可知，螺纹钢的质量、金属框的质量之间的关系可以表示为 则金属框的质量 故A正确，不符合题意； B．如图所示，称量时OA的长度 因为金属筐、螺纹钢已经保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，称重时，弹簧测力计拉力F、重物的质量之间的关系可以表示为 则重物的质量 故B正确，不符合题意； C．称量时，杠杆的支点是O点，若以测力计的拉力为动力，则动力臂大于阻力臂，故杠杆是省力杠杆，故C正确，不符合题意； D．若称量时，秤砣的质量，秤砣在不同的位置时，秤砣在杠杆上距离的变化量为，被称量的物体质量变化量为，根据杠杆平衡条件可知，他们满足 则此时 故该杠杆秤砣每移动1cm时，被称量的物体质量变化0.625kg，故沿标出对应的质量刻度时，该杆秤的分度值为0.625kg，故D错误，符合题意。 故选D。 5．图甲所示为某同学用细杆制作的杆秤，用手提起点的提纽，秤杆恰好水平平衡。如图乙所示，将物体放在秤盘里，提起提纽，移动秤砣至秤杆上的点时，秤杆水平平衡，即可称出物体的质量。已知，，，秤砣的质量是，最远可移至点。下列说法正确的是（　　） A．物体的质量是 B．此杆秤可称量的最大质量为 C．如果要增大杆秤的量程可将提纽向点移动 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】B 【详解】杆秤利用杠杆平衡条件工作，题干说明甲图中不放物体时提纽O处已平衡，因此杆秤、秤盘的自重已经平衡，只需分析物体和秤砣满足的杠杆平衡条件：根据杠杆平衡，得，整理得。 A．秤砣在点时，，物体的质量，故A错误； B．最大称量时秤砣移到最远点，，此杆秤可称量的最大质量，故B正确； C．由最大称量公式，若提纽向移动，支点右移，变大，变小，则减小，量程减小，因此要增大量程不能将提纽向移动，故C错误； D．秤砣磨损后，实际质量变小，称量同一物体时，由，变小则变大，对应杆秤读数更大，因此称得的质量大于物体的实际质量，故D错误。 故选B。 6．如图所示，在制作简易杆秤的跨学科实践中，根据杠杆平衡原理，杆秤的支点位于_______（选填“O”“A”或“B”）位置；为找到杆秤的零刻度（定盘星），在秤盘内_______（选填“放”或“不放”）物体。 【答案】 B 不放 【详解】杠杆的支点是杠杆绕着转动的固定点。杆秤使用时，手提起提纽B位置，整个秤杆会绕着B点转动，因此支点是B。 零刻度定盘星杆秤的零刻度，代表秤盘里没有物体、称量质量为0的状态。标定零刻度时，需要不放物体，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣对应的位置就是零刻度。 7．小明和同学们正在制作简易杆秤，已知忽略秤杆自重，发现杆秤的0kg的刻度线______（选填“在”或“不在”）提纽处；当秤杆不挂重物，且将秤砣挂在提纽右侧距离提纽10cm处时，秤杆恰好水平平衡，此时，0kg的刻度线在距离提纽______cm处。 【答案】 不在 10 【详解】[1][2]简易杆秤如图，已知忽略秤杆自重，杆秤相当于杠杆，提纽处是支点，杆秤的零刻线是杆秤不放物体时秤砣所在的位置，因此杆秤的0kg的刻度线不在提纽处；当秤杆不挂重物，且将秤砣挂在提纽右侧距离提纽10cm处时，秤杆恰好水平平衡，此时，0kg的刻度线在距离提纽10cm处。 8．如图所示是小明同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）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，此秤最大称量是12.5kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图所示。秤砣的质量是________kg；距离C点11cm处，有两个刻度，分别为________kg和________kg；如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖，那么用该秤称得的货物质量________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】 0.5 1.1 3.5 偏小 【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知，当提着B处秤纽、秤砣在D点时，A点所挂物体重，当提着C处秤纽、秤砣在D点时，A点所挂物体重，因BD>CD、AB<AC，故，因此提B处秤纽时，此秤的称量最大；当提着B处秤纽、秤砣在D点、A点所挂着质量为12.5kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得，故 又因为，故 [2][3]当提起B处秤纽时，阻力臂为AB=2cm，动力臂 根据杠杆平衡条件可得，故 当提起C处秤纽时，阻力臂为 动力臂CD′=11cm，根据杠杆平衡条件可得，故 [4]由杠杆平衡原理可知，，如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖，粘口香糖后，则秤砣的重力变大，货物重力和力臂不变，由杠杆平衡条件可知，秤砣的力臂将变小，所以用该秤称量货物质量偏小。 9．小冰利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 (1)实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，小冰可以将杠杆的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙是小冰在实验中记录一次数据的情景，此时，杠杆平衡在水平位置的目的是___________；小冰如果将这时两侧的钩码都向外移动一格，则杠杆的___________（选填“左”或“右”）端将下沉； (3)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。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较___________（选填“近”或“远”）的提纽。 【答案】(1)右 (2) 便于测量力臂 右 (3)近 【详解】（1）由图可知，杠杆左端下沉，说明左端重一些，因此应向右调节杠杆的平衡螺母。 （2）[1]使杠杆平衡在水平位置的目的是可以使挂上钩码后力臂与杠杆重合，便于直接在杠杆上读出力臂的大小。 [2]若将A、B位置的钩码都向外移动一格，假设一个钩码重力为G，杠杆上相邻刻度间长度为L，则此时杠杆 F左L左=2G×4L<F右L右=3G×3L 故杠杆将右端将下沉。 （3）根据杠杆平衡的条件可知，秤砣的重（阻力）是一定的，称较重的物体（动力）时，应使秤砣的力臂较长，物体的力臂较短，应该选离秤钩较近的提纽做支点。 10．小明探究“杠杆平衡条件”，并尝试自制简易杆秤。 (1)图1中静止的杠杆处于____________（选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时，应将平衡螺母向____________调节，目的是便于测量____________。 (2)图2中弹簧测力计施加拉力，保持杠杆在水平位置平衡，若拉力方向由①改为②，则弹簧测力计的示数将____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)小明通过实验得出的结论是：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。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）； A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点 (4)如图3，小明用细木棒（质量不计）、小纸杯、棉线和钩码等器材制作简易杆秤。步骤如下： 步骤一：把棉线系在“b”处，作为提纽；把纸杯悬挂在“a”处，作为秤盘；将质量为50g的钩码挂在杆秤上作为秤砣； 步骤二：手提提纽，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣所在位置“c”为定盘星，即“c”点刻度值为____________g； 步骤三：若要在“d”位置标定最大刻度值，只需用刻度尺测量“ab”和____________的长度（选填“cd”或“bd”）。 【答案】(1) 平衡 右 力臂 (2)变大 (3)B (4) 0 cd 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时为平衡状态，图1中的杠杆静止，处于平衡状态。 [2]调节杠杆在水平位置平衡时，可按照“左高左调、右高右调”的调节方法调节，如图1所示，杠杆右端较高，应将平衡螺母向右调节。 [3]杠杆在水平位置平衡时，力臂的长度等于力作用点与支点的位置对应的刻度差，则力臂可以直接读出来，所以使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 （2）图2中弹簧测力计施加拉力，保持杠杆在水平位置平衡，若拉力方向由①改为②，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力臂变小，动力变大，所以弹簧测力计的示数将变大。 （3）当力的方向与杠杆垂直时，支点到力作用线的距离等于力臂，所以实验过程中力的方向始终与杠杆垂直，即没有改变力的方向，故选B。 （4）[1]手提提纽，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤盘中没有放物体，所以“c”点刻度值为0。 [2]如图3所示，根据杠杆平衡条件可得，秤盘中未放置物体时，有 秤盘中放置物体时，有 所以有 则有 则有 即 因为秤砣的质量已知，所以只需用刻度尺测量“ab”和“cd”的长度，即可在“d”位置标定最大刻度值。 11．有言道：“杆秤一头称起人间生计，一头称起天地良心”。某兴趣小组将杠杆原理制作简易杆秤，小组先设计方案，然后动手制作，再结合实际进行调试，请完成下列方案设计中的任务。 活动一：探究杆秤平衡的条件： (1)如图甲所示，将杠杆调至水平平衡是为了 ___________ 。 (2)图甲中在杠杆左边的20.0cm的位置挂1个钩码，可以在右边 ___________ ，杠杆平衡。 (3)测量多组数据，得出杠杆平衡条件：_____________ 。 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图乙所示。忽略秤杆自重，根据杠杆原理推导得：。其中秤盘质量m0克，重物质量m克，秤砣质量M克，秤纽与秤盘的水平距离为5cm，秤纽与零刻线的水平距离为acm，秤砣与零刻线的水平距离为ycm。设定，，最大可称重物质量为1000g，零刻线与末刻线的距离定为50cm。 (4)当秤盘不放重物，秤砣在零刻线时，杆秤平衡，秤纽与零刻线的水平距离 _____ cm。 (5)当秤盘内放置重物，此时秤砣如图乙所示，秤纽右边秤杆微微低于水平线，此时测得重物质量将偏 _____ （选填“大”或“小”），此时秤砣应微微向 _____ 移动，至秤杆水平平衡。（选填“左”或“右”） (6)若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 ___________ （只写一条即可）。 【答案】(1)便于测量力臂 (2)20.0cm的位置挂1个钩码 (3) (4)1 (5) 大 左 (6)增大秤砣质量 【详解】（1）将杠杆调至水平平衡是为了便于测量力臂。因为当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。 （2）根据杠杆平衡条件 ，在杠杆左边的位置挂1个钩码，即，，若右边力臂为，要使杠杆平衡，则，所以可以在右边 的位置挂1个钩码使杠杆平衡。 （3）通过测量多组数据，可得出杠杆平衡条件为，即动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂。 （4）当秤盘不放重物，即，秤砣在零刻线，即，杆秤平衡，根据，已知，，，代入可得，解得 （5）[1][2]当秤纽右边秤杆微微低于水平线，说明右边力与力臂的乘积较大，此时测得重物质量将偏大。为使杠杆重新平衡，应减小右边力臂，所以此时秤砣应微微向左移动，至秤杆水平平衡。 （6）根据杠杆平衡条件，若想测量质量更大的物体，可采取的办法是增大秤砣质量，这样在力臂不变的情况下，根据杠杆平衡条件，就能平衡更大质量重物产生的力；或者减小秤纽与秤盘的水平距离，也能使杠杆在称量更大质量物体时保持平衡等。 12．【探究名称】自制简易杆秤 【问题】中国早在《墨经》中就有了关于杆秤的记载，杆秤映射出我国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，初二某班开展“杆秤的制作”跨学科活动，在物理老师的指导下，制作一个分度值为2g的杆秤。 【证据】制作过程：用一根合适的筷子做秤杆，一个小盘做秤盘，一个20g钩码用细线系住做秤砣，秤盘中不放物体时，提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆平衡，将此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g（抵消杆与盘的自重影响），如图甲所示。秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置，在0和100g之间等分50份，确定分度值为2g。 【解释】 (1)杆秤的原理是 __________ 。 (2)若筷子的粗细不均匀，杆秤刻度是 _______ （选填“均匀”“不均匀”）的。 (3)若不小心秤砣掉在地上碰掉了一小块，则测量值比物体的真实质量要 _______ （选填“偏大”“偏小”）一些。 (4)若将此杆秤换用40g的秤砣标记刻度，则相邻两条刻度线间的距离 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”） 【交流与拓展】 (5)家用杆秤如图乙所示往往有两个提纽，使用 ________ （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些。 (6)探究后，一些同学意犹未尽又找来一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.1kg粗细均匀的刻度尺制作杆秤，如图丙，制作方法如下： ①分别在米尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳（质量忽略不计）作为秤钩和提纽； ②接着又拿来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③大家一致认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是此杆秤的零刻度线；则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上 _____ cm的刻度线处。 【答案】(1) (2)均匀 (3)偏大 (4)变小 (5)提纽1 (6)6 【详解】（1）杆秤的原理是杠杆平衡条件： （2）由可知，当均匀增大时，因和大小不变，可知等式两边的乘积均匀变大，则均匀变大，故杆秤的刻度是均匀的。 （3）若不小心秤砣掉在地上碰掉了一小块，秤砣的质量减小，由可知，当减小时，若、、不变，则增大，即此时杆秤的示数变大，即测量值比真实质量要偏大。 （4）若换用40g的秤砣标记刻度，左侧力和力臂不变，则秤砣的拉力变大，其力臂会变小，因而100g对应的长度减小，相邻两条刻度线间的距离变小。 （5）杆秤利用了杠杆平衡原理，若秤砣的重力为，物体的重力为，提纽到秤钩的距离为且为的力臂，提纽到秤砣的距离为且为的力臂，由杠杆的平衡条件可知：，由图甲可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽1，则减小而增大，此时变大，即使用提纽1杆秤的量程更大 （6）直尺的质量，因直尺粗细均匀可认为直尺的重心在中点位置，即50cm刻度线处，直尺重力的力臂大小为 钩码的质量，若钩码重力的力臂大小为，由杠杆平衡条件可知： 整理可得 可知钩码的位置应该为 即钩码应置于刻度尺6cm的刻度线处。 13．杆秤不仅是称重工具，更承载历史文化与传统智慧，即便在现代，其文化符号意义与工艺价值仍值得挖掘与保护。如图所示小凯和小军对杆秤很感兴趣，由此开展制作简易杆秤的学习。 托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 表1 【任务一】产品制作 (1)如图甲，小凯用木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则 _____ 点相当于支点；调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为 _____ g； (2)在秤盘中逐个添加50g的砝码，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度（如表1），根据表中数据，应将300g的刻度值标记在距离B点 _______ cm处； 【任务二】产品使用 (3)在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往 _____ （选填“左”或“右”）侧移动；使用次数过多后若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值 _______ 被测物的真实质量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）； 【任务三】拓展分析 (4)杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图甲所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤盘到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。此时将提纽向左适当调节一段距离，杆秤的量程将 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 ___________ 。 【答案】(1) B 0 (2)32 (3) 右 大于 (4) 变大 将提纽向左移动适当距离，对应的阻力臂减小，秤砣的质量不变，则动力不变，根据杠杆平衡条件可知，动力臂将变小，而杆秤的长度不变，杆秤的量程将变大 【详解】（1）[1]杆秤的支点是绕其转动的点，题目中明确木棒可绕B点转动，因此B点相当于支点。 [2]调节杆秤水平平衡时，秤盘内无物体，此时平衡状态消除了杆秤自身重力和秤盘质量对测量的影响，所以这个平衡位置对应的质量刻度值应为0g。 （2）根据杠杆平衡条件可得 当托盘中砝码总质量为，距离B点的长度是，秤砣质量，根据杠杆平衡条件可知……① 当托盘中砝码总质量为，距离B点的长度是，根据杠杆平衡条件可知……② 联立①②解得， 当托盘中砝码总质量为，根据杠杆平衡条件得 解得 （3）[1][2]在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，说明秤砣的力与力臂的乘积偏小，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往右侧移动来增大力臂，若秤砣有缺损，重力偏小，故需移动更大的距离增大力臂使得杠杆平衡，因此杆秤所示的质量值大于被测物的真实质量值。 （4）[1][2]将提纽向左移动适当距离，对应的阻力臂减小，秤砣的质量不变，则动力不变。根据杠杆平衡条件可知，阻力臂减小后，所需的动力臂将变小，而杆秤的长度不变，因此能承受的最大阻力变大，杆秤的量程将变大。 14．如图甲所示的杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它不仅代表着古人的造物智慧，也代表着公平与诚信。学习了杠杆的知识后，小双和他所在的“求知”兴趣小组开展了“制作简易杆秤”的项目化学习活动。 【项目名称】制作简易杆秤 【项目分析】 (1)杆秤的实质就是一个杠杆，使用时满足杠杆的平衡条件____________。杆秤是我国古老的质量称量工具，使用时先把被测物体放在秤盘里，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在某一位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 【项目实施】 (2)自制杆秤的构造如图乙所示。杆秤的制作步骤： ①做秤杆：选取一根木筷，用砂纸打磨至粗细均匀且表面光滑； ②挂秤钩：用铁丝制作一个质量合适的秤钩，系上细绳，固定在秤杆的一边； ③系提纽：在离秤钩合适的位置处系上绳子； ④调平衡：手拉提纽，微调提纽的位置或调整秤钩的质量，使秤杆在________方向上平衡； ⑤选秤砣：选用一个质量合适的钩码，系上细绳制成秤砣； ⑥定刻度：分别将质量已知的不同钩码挂在秤钩上，移动秤砣使杆秤在原位置上平衡，在秤杆上记下秤砣的位置，并标上对应的质量数值。 【项目评估】 (3)①生活中的秤杆一般制成如图甲所示的一端粗、一端细的形状，使秤杆的重心更靠近________（选填“B”或“C”）点。 ②通过分析说明图乙中自制杆秤的刻度值是否均匀__________； ③分别利用自制的杆秤和电子秤测同一物体的质量并比较，发现自制杆秤精度需要进一步提高； 【项目优化】 (4)为提高图乙中自制杆秤精度，经小组同学讨论后，提出了以下三种改进方法，你认为可行的一项是________。 A．减小秤砣的质量 B．减小提纽到秤钩的距离 C．增加提纽的长度 【答案】(1) (2)水平 (3) B 其中与值不变，与的值成正比，故刻度值均匀 (4)A 【详解】（1）杆秤的实质就是一个杠杆，杠杆的工作原理是 （2）定零刻度时，需要让杆秤在水平位置平衡，方便确定零刻度位置。 （3）从杠杆原理角度出发，粗细不均匀可调整质量分布，使秤杆的重心更靠近B点，减小杆秤自重对测量结果的影响，提高称量准确性；略。 （4）根据杠杆平衡推导：定零后，放质量为m的物体，平衡时满足。则当物体质量变化时，有，要提高精确度，需要让相同质量变化对应更长的刻度间距，即减小秤砣质量、增大提纽到秤盘的距离，都可以增大单位质量对应的刻度间距，提升精确度。故选A。 15．在跨学科实践活动中，小马和他所在的“求知”兴趣小组以“杆秤”为主题开展研究。 【项目提出】如图1所示的杆秤，既是中国人发明的人类最早的衡器，亦是中华文化符号的代表之一。不仅代表着古人的造物智慧，也折射了中国人交易往来之间的人情。杆秤文化的核心便是公平与诚信，秤杆是衡，有衡量天下，规范事物保持公平之意：秤砣是权，权衡一词便源自于此。学习了杠杆的知识后，小马和他所在的“求知”兴趣小组尝试制作一个简易杆秤。 【项目分析】（1）查阅资料，了解杆秤的结构及工作原理；（2）制作简易杆秤。 【项目实施】一、了解杆秤原理。杆秤的实质就是一个杠杆，所以杆秤的平衡条件是________。杆秤是我国古老的质量称量工具，使用时先把被测物体放在秤盘里，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在某一位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 二、制作简易杆秤 杆秤的构造如图2所示。 杆秤的制作步骤： ①做秤杆：选取1根硬棒（如竹筷或木棍），用砂纸打磨光滑； ②挂秤盘：取1个小容器（如纸杯或小盘），系上细绳，固定在秤杆的一边； ③系提纽：在离秤盘一定位置处系上绳子； ④选秤砣：可选用金属螺母、锁或者钩码系上细绳制成秤砣； ⑤标零线（即“定盘星”）：手拉提纽，移动秤砣，使秤杆处于________平衡，在秤砣所挂位置标上“0”； ⑥定刻度：将标准重物（如50g）放在秤盘内，移动秤砣使得杆秤平衡，在秤杆上记下秤砣的位置，标上标记，并标上刻度线。 ⑦试一试：利用自制的杆秤测量物体的质量，与市面上电子秤测得的质量进行比较； ⑧误差分析：思考自制杆秤所测数据有误差的原因________。（写出一个即可） 小组同学们讨论：杆秤的刻度是________（选填“均匀”或“不均匀”），并且说明了自己的理由：________。 【项目优化】 为了制作出精确度更高的杆秤，可行的改进措施是________。 【答案】 水平 秤砣质量不准确 均匀 被测物体的质量与秤砣到提纽（零刻度）的距离成正比，因此刻度均匀 提纽向远离秤盘方向移动/减小秤砣质量 【详解】[1]杆秤是杠杆类工具，工作原理就是杠杆平衡条件，即。 [2]定零刻度时，需要让杆秤在水平位置平衡，方便确定零刻度位置。 [3]自制杆秤的误差来源很多，比如秤砣质量不准、刻度标记偏差，是否在水平位置平衡等。 [4][5]根据杠杆平衡推导：定零后，放质量为m的物体，平衡时满足 整理得 物体质量m与秤砣移动距离l成正比，因此刻度是均匀的。 [6]根据以上分析可得，当物体质量变化时，有 要提高精确度，需要让相同质量变化对应更长的刻度间距：减小秤砣质量、增大提纽到秤盘的距离（提纽向远离秤盘方向移动），都可以增大单位质量对应的刻度间距，提升精确度。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.2 （知识解读）（解析版） •知识点 跨学科实践：制作简易杆秤 •作业 随堂检测 知识点 跨学科实践：制作简易杆秤 杆秤是秤的一种，是利用杠杆原理来称重的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提绳、秤盘或秤钩等组成。 1、杆秤的工作原理：杆秤根据杠杆平衡原理‌。即一个杠杆在平衡状态下，两端的力矩相等。具体来说，杆秤的支点位于提纽处，当物体挂在秤杆一端（阻力端），秤砣挂在另一端（动力端）时，通过移动秤砣的位置，直到秤杆达到平衡状态，此时秤砣所在位置的刻度即为物体的重量。这是因为秤钩离提扭比较近，相当于阻力臂比较短，而秤砣到提扭的距离相当于动力臂，可以自由调节。因此，可以用比较小的秤砣来平衡比它质量大得多的重物。‌ 2、制作简易杆秤 （1）制作材料：一根长度约为40 cm 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。 （2）开始制作 ①在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽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用细线系一个20g 的钩码，作 为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平 衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星0,用记号笔标记此位置。 ③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0到C之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2g。 3、展示交流 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。想一想，怎样提高称量的精度？你能改变提纽的位置和秤砣的质量，制作一个可以称量更大质量的杆秤吗？试试看。 注意：扩大量程会一定程度牺牲精度，可通过设置双提纽，兼顾 “高精度小量程” 和 “低精度大量程” 两种模式。 【典例1】跨学科实践：制作简易杆秤 如图甲，杆秤是我国流传千年的传统称重器具，凝聚着古人的劳动智慧与深厚传统文化价值。科学实践小组以杆秤为探究对象，结合杠杆平衡原理开展实践探究，完成了产品制作、产品使用、产品改进三大实践环节。 【产品制作】 (1)如图乙所示，科学实践小组选取直尺、钩码、细绳等材料制作简易杆秤。选用质地轻的直尺作为秤杆的主要目的是__________；在直尺5cm刻度处打孔穿绳制作秤钩，10cm刻度处打孔穿绳制作提纽，其中提纽对应杠杆的____________。（选填“支点”、“动力作用点”或“阻力作用点”） 【产品使用】 (2)简易杆秤使用前未校零调平，空载时秤钩端略向下倾斜。若直接用该杆秤称量物体质量，测量结果会________。（选填“不变”、“偏小”或“偏大”） 【产品改进】 (3)若想提高简易杆秤测量精准度，可采取的办法是_________。（写出一条即可） 【变式1-1】如图为小刚同学在完成跨学科实践作业中自制的杆秤，、均是杆秤称量时的支点。当使用称量物品时，调整秤砣至B点位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略盘重、绳重和杆重），已知秤砣质量为20g，，。下列说法正确的是（　　） A．所称物体质量是200g B．称量质量较小的物体时，秤砣应向B点左边移动 C．改用称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小 D．当秤砣在B点时，使用称量的物体质量比使用称量的物体质量大 【变式1-2】在跨学科实践课上，同学们自制了如图所示的杆秤。A处挂小盆作为秤盘，B处系细线作为提纽，用细线系一个20g的钩码作为秤砣。拿出秤盘中的物体，调节秤砣的位置使秤杆平衡，标记此时秤砣细线的位置为定盘星O。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，标记此时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_____条刻度线，每一格就表示2g。在某次称量时，若使左端秤盘下沉的秤杆恢复水平位置平衡，需将秤砣适当向____移。 【变式1-3】跨学科实践：制作简易杆秤。如图所示是小凯和小军制作的简易杆秤。 托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 (1)杆秤的制作原理是__________； (2)如图甲，小凯用木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则________点相当于支点；调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置秤杆对应的质量刻度值为________g； (3)在秤盘中逐个添加50g的砝码，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度，根据表中数据，应将300g的刻度值标记在距离B点________cm处； (4)在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应________（选填“左”或“右”）侧移动；使用次数过多后若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值________被测物的真实质量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 1．如图所示，是在跨学科实践活动中，某同学制作的简易杆秤，提纽提着秤杆的B点测量秤盘内物体的质量，当秤砣在C点时，秤杆刚好在水平位置平衡，（不计绳重和杆重）已知秤砣的质量为0.5kg，，。下列说法正确的是（　　） A．若把杆秤看作杠杆的话，支点在A点 B．秤盘及秤盘内物体的总质量为2.5kg C．若再向秤盘里放一个鸡蛋，秤砣应向右移动 D．若称量时秤杆的右端偏低，会导致测量结果偏小 2．某兴趣小组制作了一个简易杆秤，用一根较长的木制筷子作为秤杆，用细线把小盆系在A处作为秤盘，用细线系一个钩码作为秤砣，在O处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时，提起提纽，秤杆水平平衡。在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡，标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．秤砣的质量等于100g B．若在O到B之间均匀地画上50条刻度线，则每一格表示2.00g C．称某物体质量时若右端翘起，应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡 D．要使杆秤的最大称量质量变大，可将提纽适当向右移动 3．小明根据杠杆的平衡条件，制作了如图所示的杆秤，用其测量物体的质量，经测试发现它能测量的物体最大质量太小。下列操作中可以使该杆秤测量物体质量的最大值变大的是（   ） A．将B点向左移 B．将提纽向右移 C．换一个质量更小的秤砣 D．换一个质量更大的秤砣 4．用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量分布均匀的圆柱型螺纹钢，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，将金属筐系于螺纹钢上的端，当悬吊点移至点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得。称量时，再将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的端，使之再次在水平位置平衡，此时测力计示数为15N。下列说法错误的是（    ） A．金属框的质量是13.8kg B．重物的质量为36kg C．称量时，若以测力计的拉力为动力，则杠杆是省力杠杆 D．若将测力计换成质量为2.5kg的“秤砣”，制成杆秤，从点开始，每隔1cm沿标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为0.25kg 5．图甲所示为某同学用细杆制作的杆秤，用手提起点的提纽，秤杆恰好水平平衡。如图乙所示，将物体放在秤盘里，提起提纽，移动秤砣至秤杆上的点时，秤杆水平平衡，即可称出物体的质量。已知，，，秤砣的质量是，最远可移至点。下列说法正确的是（　　） A．物体的质量是 B．此杆秤可称量的最大质量为 C．如果要增大杆秤的量程可将提纽向点移动 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 6．如图所示，在制作简易杆秤的跨学科实践中，根据杠杆平衡原理，杆秤的支点位于_______（选填“O”“A”或“B”）位置；为找到杆秤的零刻度（定盘星），在秤盘内_______（选填“放”或“不放”）物体。 7．小明和同学们正在制作简易杆秤，已知忽略秤杆自重，发现杆秤的0kg的刻度线______（选填“在”或“不在”）提纽处；当秤杆不挂重物，且将秤砣挂在提纽右侧距离提纽10cm处时，秤杆恰好水平平衡，此时，0kg的刻度线在距离提纽______cm处。 8．如图所示是小明同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）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，此秤最大称量是12.5kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图所示。秤砣的质量是________kg；距离C点11cm处，有两个刻度，分别为________kg和________kg；如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖，那么用该秤称得的货物质量________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 9．小冰利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 (1)实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，小冰可以将杠杆的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙是小冰在实验中记录一次数据的情景，此时，杠杆平衡在水平位置的目的是___________；小冰如果将这时两侧的钩码都向外移动一格，则杠杆的___________（选填“左”或“右”）端将下沉； (3)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。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较___________（选填“近”或“远”）的提纽。 10．小明探究“杠杆平衡条件”，并尝试自制简易杆秤。 (1)图1中静止的杠杆处于____________（选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时，应将平衡螺母向____________调节，目的是便于测量____________。 (2)图2中弹簧测力计施加拉力，保持杠杆在水平位置平衡，若拉力方向由①改为②，则弹簧测力计的示数将____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)小明通过实验得出的结论是：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。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）； A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点 (4)如图3，小明用细木棒（质量不计）、小纸杯、棉线和钩码等器材制作简易杆秤。步骤如下： 步骤一：把棉线系在“b”处，作为提纽；把纸杯悬挂在“a”处，作为秤盘；将质量为50g的钩码挂在杆秤上作为秤砣； 步骤二：手提提纽，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣所在位置“c”为定盘星，即“c”点刻度值为____________g； 步骤三：若要在“d”位置标定最大刻度值，只需用刻度尺测量“ab”和____________的长度（选填“cd”或“bd”）。 11．有言道：“杆秤一头称起人间生计，一头称起天地良心”。某兴趣小组将杠杆原理制作简易杆秤，小组先设计方案，然后动手制作，再结合实际进行调试，请完成下列方案设计中的任务。 活动一：探究杆秤平衡的条件： (1)如图甲所示，将杠杆调至水平平衡是为了 ___________ 。 (2)图甲中在杠杆左边的20.0cm的位置挂1个钩码，可以在右边 ___________ ，杠杆平衡。 (3)测量多组数据，得出杠杆平衡条件：_____________ 。 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图乙所示。忽略秤杆自重，根据杠杆原理推导得：。其中秤盘质量m0克，重物质量m克，秤砣质量M克，秤纽与秤盘的水平距离为5cm，秤纽与零刻线的水平距离为acm，秤砣与零刻线的水平距离为ycm。设定，，最大可称重物质量为1000g，零刻线与末刻线的距离定为50cm。 (4)当秤盘不放重物，秤砣在零刻线时，杆秤平衡，秤纽与零刻线的水平距离 _____ cm。 (5)当秤盘内放置重物，此时秤砣如图乙所示，秤纽右边秤杆微微低于水平线，此时测得重物质量将偏 _____ （选填“大”或“小”），此时秤砣应微微向 _____ 移动，至秤杆水平平衡。（选填“左”或“右”） (6)若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 ___________ （只写一条即可）。 12．【探究名称】自制简易杆秤 【问题】中国早在《墨经》中就有了关于杆秤的记载，杆秤映射出我国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，初二某班开展“杆秤的制作”跨学科活动，在物理老师的指导下，制作一个分度值为2g的杆秤。 【证据】制作过程：用一根合适的筷子做秤杆，一个小盘做秤盘，一个20g钩码用细线系住做秤砣，秤盘中不放物体时，提起提纽，调节秤砣的位置使秤杆平衡，将此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g（抵消杆与盘的自重影响），如图甲所示。秤盘中放100g砝码，将图中秤砣向右调节，直至秤杆平衡，标记100g位置，在0和100g之间等分50份，确定分度值为2g。 【解释】 (1)杆秤的原理是 __________ 。 (2)若筷子的粗细不均匀，杆秤刻度是 _______ （选填“均匀”“不均匀”）的。 (3)若不小心秤砣掉在地上碰掉了一小块，则测量值比物体的真实质量要 _______ （选填“偏大”“偏小”）一些。 (4)若将此杆秤换用40g的秤砣标记刻度，则相邻两条刻度线间的距离 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”） 【交流与拓展】 (5)家用杆秤如图乙所示往往有两个提纽，使用 ________ （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些。 (6)探究后，一些同学意犹未尽又找来一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.1kg粗细均匀的刻度尺制作杆秤，如图丙，制作方法如下： ①分别在米尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳（质量忽略不计）作为秤钩和提纽； ②接着又拿来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③大家一致认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是此杆秤的零刻度线；则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上 _____ cm的刻度线处。 13．杆秤不仅是称重工具，更承载历史文化与传统智慧，即便在现代，其文化符号意义与工艺价值仍值得挖掘与保护。如图所示小凯和小军对杆秤很感兴趣，由此开展制作简易杆秤的学习。 托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 表1 【任务一】产品制作 (1)如图甲，小凯用木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则 _____ 点相当于支点；调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为 _____ g； (2)在秤盘中逐个添加50g的砝码，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度（如表1），根据表中数据，应将300g的刻度值标记在距离B点 _______ cm处； 【任务二】产品使用 (3)在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往 _____ （选填“左”或“右”）侧移动；使用次数过多后若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值 _______ 被测物的真实质量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）； 【任务三】拓展分析 (4)杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图甲所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤盘到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。此时将提纽向左适当调节一段距离，杆秤的量程将 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 ___________ 。 14．如图甲所示的杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它不仅代表着古人的造物智慧，也代表着公平与诚信。学习了杠杆的知识后，小双和他所在的“求知”兴趣小组开展了“制作简易杆秤”的项目化学习活动。 【项目名称】制作简易杆秤 【项目分析】 (1)杆秤的实质就是一个杠杆，使用时满足杠杆的平衡条件____________。杆秤是我国古老的质量称量工具，使用时先把被测物体放在秤盘里，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在某一位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 【项目实施】 (2)自制杆秤的构造如图乙所示。杆秤的制作步骤： ①做秤杆：选取一根木筷，用砂纸打磨至粗细均匀且表面光滑； ②挂秤钩：用铁丝制作一个质量合适的秤钩，系上细绳，固定在秤杆的一边； ③系提纽：在离秤钩合适的位置处系上绳子； ④调平衡：手拉提纽，微调提纽的位置或调整秤钩的质量，使秤杆在________方向上平衡； ⑤选秤砣：选用一个质量合适的钩码，系上细绳制成秤砣； ⑥定刻度：分别将质量已知的不同钩码挂在秤钩上，移动秤砣使杆秤在原位置上平衡，在秤杆上记下秤砣的位置，并标上对应的质量数值。 【项目评估】 (3)①生活中的秤杆一般制成如图甲所示的一端粗、一端细的形状，使秤杆的重心更靠近________（选填“B”或“C”）点。 ②通过分析说明图乙中自制杆秤的刻度值是否均匀__________； ③分别利用自制的杆秤和电子秤测同一物体的质量并比较，发现自制杆秤精度需要进一步提高； 【项目优化】 (4)为提高图乙中自制杆秤精度，经小组同学讨论后，提出了以下三种改进方法，你认为可行的一项是________。 A．减小秤砣的质量 B．减小提纽到秤钩的距离 C．增加提纽的长度 15．在跨学科实践活动中，小马和他所在的“求知”兴趣小组以“杆秤”为主题开展研究。 【项目提出】如图1所示的杆秤，既是中国人发明的人类最早的衡器，亦是中华文化符号的代表之一。不仅代表着古人的造物智慧，也折射了中国人交易往来之间的人情。杆秤文化的核心便是公平与诚信，秤杆是衡，有衡量天下，规范事物保持公平之意：秤砣是权，权衡一词便源自于此。学习了杠杆的知识后，小马和他所在的“求知”兴趣小组尝试制作一个简易杆秤。 【项目分析】（1）查阅资料，了解杆秤的结构及工作原理；（2）制作简易杆秤。 【项目实施】一、了解杆秤原理。杆秤的实质就是一个杠杆，所以杆秤的平衡条件是________。杆秤是我国古老的质量称量工具，使用时先把被测物体放在秤盘里，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在某一位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 二、制作简易杆秤 杆秤的构造如图2所示。 杆秤的制作步骤： ①做秤杆：选取1根硬棒（如竹筷或木棍），用砂纸打磨光滑； ②挂秤盘：取1个小容器（如纸杯或小盘），系上细绳，固定在秤杆的一边； ③系提纽：在离秤盘一定位置处系上绳子； ④选秤砣：可选用金属螺母、锁或者钩码系上细绳制成秤砣； ⑤标零线（即“定盘星”）：手拉提纽，移动秤砣，使秤杆处于________平衡，在秤砣所挂位置标上“0”； ⑥定刻度：将标准重物（如50g）放在秤盘内，移动秤砣使得杆秤平衡，在秤杆上记下秤砣的位置，标上标记，并标上刻度线。 ⑦试一试：利用自制的杆秤测量物体的质量，与市面上电子秤测得的质量进行比较； ⑧误差分析：思考自制杆秤所测数据有误差的原因________。（写出一个即可） 小组同学们讨论：杆秤的刻度是________（选填“均匀”或“不均匀”），并且说明了自己的理由：________。 【项目优化】 为了制作出精确度更高的杆秤，可行的改进措施是________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $