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

本初中物理讲义以杠杆平衡原理为核心，配套思维导图辅助知识梳理，系统梳理杆秤工作原理（支点在提纽，动力臂与阻力臂调节平衡），通过制作简易杆秤的步骤（材料准备、定盘星标记、刻度划分）及探究归纳，搭建从理论到实践的学习支架。 资料融合跨学科实践与科学探究，通过制作、称量比较培养科学思维（模型建构、误差分析），典例与提升题强化应用，课中辅助教师教学，课后助力学生复习巩固，查漏补缺。

跨学科实践：制作简易杆秤 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 跨学科实践：制作简易杆秤 考点梳理 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。 【探究归纳】制作简易杆秤是利用杠杆平衡条件（动力×动力臂 = 阻力×阻力臂），通过改变秤砣位置来测量物体质量的应用。 典例引领 考向01 跨学科实践：制作简易杆秤 【例1】为探究杠杆平衡条件，小明进行了如下实验。 (1)如图甲，实验前，将杠杆中点作为支点，并调至水平平衡，目的是________； (2)杠杆挂上钩码后出现如图乙所示现象，要使杠杆恢复水平平衡，可进行的操作是________； (3)多次实验后，实验数据记录如下表所示： 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 16 1 8 2 2 4 1 8 3 3 8 2 12 分析表中数据，可初步得出杠杆平衡条件：________； (4)如图丙所示，是药师用小杆秤称量药材时的情景。若药材质量增大，秤砣应向________（选填“左”或“右”）移动；若秤砣因长期使用而磨损，会导致读数比实际质量偏________（选填“大”或“小”）。 【答案】(1)消除杠杆自身重力对实验的影响，且便于测量力臂 (2)将左侧钩码向左移动 (3) (4) 右 大 【详解】（1）实验前调杠杆水平平衡，一是杠杆重心落在支点上，消除了杠杆自重对平衡实验的影响；二是此时力臂与杠杆的一部分重合，可直接从杠杆上读取力臂长度，方便测量力臂。 （2）图乙杠杆右端下沉，说明右侧力和力臂的乘积更大，根据杠杆平衡条件可知，可以将左侧钩码向左移动，增大左侧力臂，或将右侧钩码向左移动减小右侧力臂，都可以让杠杆恢复平衡。 （3）由表格中数据可知，杠杆平衡时 可初步得出杠杆平衡条件为 （4）杆秤以提纽为支点，平衡时满足： 药材质量增大，变大，、不变，因此力臂需要变大，即秤砣向右移动；若秤砣磨损，变小，和不变，杆秤平衡时会比正常称量更大，因此读数比实际质量偏大。 对点提升 【对点1】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆在图（a）的位置静止，此时杠杆处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态：为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节。 (2)图（b）是其中某一次实验的情况，小明将此时杠杆水平平衡时的数据填入表中。为了获得更多的实验数据，小明分别更改了左、右两侧钩码的个数，并调整钩码的位置，进行多次实验，将数据依次填入下表中： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2.0 0.150 1.5 0.200 2 2.0 0.100 1.0 0.200 3 1.0 0.100 2.0 0.050 4 1.0 0.150 1.5 0.100 5 1.0 0.250 2.5 0.100 6 0.5 0.200 2.0 0.050 分析表中的数据，可以得出杠杆的平衡条件是：_________________________________。 (3)动手实践，制作一个简易杆秤： 器材如下： 一根长度约为40 cm的木制筷子（质量忽略不计）、一个质量为20 g的小盆、一个50 g钩码、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔等制作了一个简易杆秤。 过程如下： ①用筷子作为秤杆，在筷子的最左端刻一个槽A，在距槽A为5 cm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，用细线系一个50 g的钩码作为秤砣，秤砣可以在秤杆上移动； ②如图（c），当秤盘中不放任何物体时，调整秤砣的位置使杆秤平衡，用记号笔在秤杆上标记此时秤砣上细线悬挂的位置，此位置为秤的定盘星O，该位置对应的刻度值为0 g，该位置距槽B的距离为________cm； ③接着通过计算，小明在该秤杆的最右端写下了杆秤测量范围的最大值，该最大值为________g；想要增大杆秤的测量范围，可以采取的措施是：________。（写出一种即可） 【答案】(1) 平衡 右 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂/ (3) 2 330 换用质量更大的秤砣/向左移动提扭 【详解】（1）[1]杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动，图a中杠杆静止，因此属于平衡状态。 [2]图a中杠杆左低右高，说明左端偏重，所以应将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。 （2）分析表格中每组数据，都满足，因此可得杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）[1]定盘星是秤盘不放物体时，平衡秤盘重力的位置，支点为提纽B，根据杠杆平衡条件，简化得 代入数据，解得 [2]筷子总长40cm，A在最左端，因此提纽B到杆最右端的最大距离为，设最大测量质量为，根据杠杆平衡 ，简化得 代入数据，解得 [3]根据杠杆平衡条件，要增大测量范围，即增大m，可以换用质量更大的秤砣，或向左移动提纽等。 学科网（北京）股份有限公司 $ 跨学科实践：制作简易杆秤 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 跨学科实践：制作简易杆秤 考点梳理 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。 【探究归纳】制作简易杆秤是利用杠杆平衡条件（动力×动力臂 = 阻力×阻力臂），通过改变秤砣位置来测量物体质量的应用。 典例引领 考向01 跨学科实践：制作简易杆秤 【例1】为探究杠杆平衡条件，小明进行了如下实验。 (1)如图甲，实验前，将杠杆中点作为支点，并调至水平平衡，目的是________； (2)杠杆挂上钩码后出现如图乙所示现象，要使杠杆恢复水平平衡，可进行的操作是________； (3)多次实验后，实验数据记录如下表所示： 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 16 1 8 2 2 4 1 8 3 3 8 2 12 分析表中数据，可初步得出杠杆平衡条件：________； (4)如图丙所示，是药师用小杆秤称量药材时的情景。若药材质量增大，秤砣应向________（选填“左”或“右”）移动；若秤砣因长期使用而磨损，会导致读数比实际质量偏________（选填“大”或“小”）。 对点提升 【对点1】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆在图（a）的位置静止，此时杠杆处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态：为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节。 (2)图（b）是其中某一次实验的情况，小明将此时杠杆水平平衡时的数据填入表中。为了获得更多的实验数据，小明分别更改了左、右两侧钩码的个数，并调整钩码的位置，进行多次实验，将数据依次填入下表中： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2.0 0.150 1.5 0.200 2 2.0 0.100 1.0 0.200 3 1.0 0.100 2.0 0.050 4 1.0 0.150 1.5 0.100 5 1.0 0.250 2.5 0.100 6 0.5 0.200 2.0 0.050 分析表中的数据，可以得出杠杆的平衡条件是：_________________________________。 (3)动手实践，制作一个简易杆秤： 器材如下： 一根长度约为40 cm的木制筷子（质量忽略不计）、一个质量为20 g的小盆、一个50 g钩码、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔等制作了一个简易杆秤。 过程如下： ①用筷子作为秤杆，在筷子的最左端刻一个槽A，在距槽A为5 cm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，用细线系一个50 g的钩码作为秤砣，秤砣可以在秤杆上移动； ②如图（c），当秤盘中不放任何物体时，调整秤砣的位置使杆秤平衡，用记号笔在秤杆上标记此时秤砣上细线悬挂的位置，此位置为秤的定盘星O，该位置对应的刻度值为0 g，该位置距槽B的距离为________cm； ③接着通过计算，小明在该秤杆的最右端写下了杆秤测量范围的最大值，该最大值为________g；想要增大杆秤的测量范围，可以采取的措施是：________。（写出一种即可） 学科网（北京）股份有限公司 $