12.2 跨学科实践：制作简易杆秤 巩固练习 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 以杆秤制作为载体，通过基础辨析、应用计算到实验探究的分层设计，巩固杠杆平衡原理，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|杠杆原理基础概念与简单计算|结合《墨经》情境考查力臂与力的关系| |提升层|杠杆平衡条件变式应用|联系“立夏称人”习俗强化距离-质量计算| |拓展层|杆秤制作与原理综合探究|通过自制杆秤实验培养科学探究能力|

12.2跨学科实践：制作简易杆秤（巩固练习）原卷版 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．如图所示，是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理，此时杆秤处于平衡状态，以下关于它的说法错误的是（　　） A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力 B．增大“重”时，应把“权”远离点 C．若“权”有磨损，会导致测量结果偏大 D．为提高测量精度，可换重一点的“权” 2．杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图用秤钩挂住物体称重时，秤杆恰好在水平位置平衡。提纽O处是支点，AO为5cm，秤砣质量是500g，OB为20cm，若g取10N/kg，不计秤杆和秤钩的质量，物体的质量是（　　） A．0.8kg B．2kg C．2.5kg D．5kg 3．杆秤是中国最古老的称量工具。如图甲所示，当不挂秤砣时，在点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂物体，秤砣移到点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。忽略杆秤及秤钩重力，下列说法正确的是（　　） A．杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B．若，则“秤砣”的质量为 C．若秤钩再加挂物体，秤砣向左移动可使杆秤再次水平平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 二、填空题 4．流行于江南地区的“立夏称人”是中国民间传统习俗。如图甲所示，小孩坐于篮筐内，通过调整秤砣的位置，使杆秤在水平位置平衡即可完成“称人”。图乙为“称人”时杆秤的简化示意图，已知秤砣质量为2kg，此时OA=5cm，OB=50cm，则小孩重为______N。（不计篮筐重和杆秤自重，g取10N/kg） 5．如图将物体挂于秤钩上，提起B点或C点的提纽，然后通过移动D点处的秤砣，秤杆平衡时，即可称出物体的质量。则杆秤的支点是___________点；若要杆秤称出最大的质量，应该提起___________（选填“B”或“C”）点，若，（点为杆秤上最大刻度处），秤砣的质量为0.75kg，则该杆秤的最大称量是___________kg。 三、简答题 6．如图所示是小阳自制的一个简易杆秤，其中秤砣为一个质量为m0的钩码，O为定盘星的位置，A为悬挂秤盘的位置，B为提纽的位置，C是称量质量为m的物体时秤砣所在的位置，在O到C之间均匀画有多条刻度线。若在提纽位置不变的情况下，增大这个杆秤的称量范围，请分析说明应增加还是减小秤砣的质量。（分析过程中，秤杆的质量可忽略不计） 四、实验题 7．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”） 五、综合题 8．如图是我国传统的称量工具——杆秤。使用时，将待测物体放入秤盘中，提起提纽，移动秤砣直至秤杆水平平衡，根据秤砣在秤杆上对应的刻度即可读出待测物体的质量。小明对此很感兴趣，决定用木杆、塑料盘、棉线、钩码若干和刻度尺等器材自制杆秤。 (1)【任务一】制作杆秤 步骤一：制作主体 将木杆作为秤杆：将棉线固定在秤杆的重心O点作为提纽；将3根棉线的下端分别系在塑料盘边缘的三个等分点上，调节上端等长后系在一起，并固定在秤杆上的A点，作为秤盘；再将1个钩码系在棉线下方作为秤砣。杆秤主体制作完成，如图甲所示。 提起提纽，秤杆绕O点转动，将秤杆视为杠杆，则O点为该杠杆的______。 (2)步骤二：标注刻度 秤盘内不放物体，提起提纽，移动秤砣，使秤杆水平平衡，此时秤砣悬挂位置标记为B点，并记为；依次将1、2、3个钩码放入秤盘内，移动秤砣，当秤杆水平平衡时，分别将秤砣悬挂位置标记为C、D、E点，并记为、、；通过测量发现，如图乙所示。 小明依据此规律，利用刻度尺继续在秤杆上标记了F点，并记为______g，完成刻度标注，如图丙所示。 (3)【任务二】称量质量 小明用制成的杆秤称量某物体质量时，发现秤杆水平平衡时秤砣位于之间，难以精确测出物体质量。请在不改变量程的前提下，提出让此杆秤测量更精确的方案。 (4)【任务三】拓展分析 小明将杆秤带到学校与同学分享时，有同学提出问题：粗细不同的秤杆上，刻度为什么是均匀的？请你用相关物理知识证明。（可能用到的物理量符号有：秤盘质量，秤砣质量，待测物体质量，距离、等） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.2跨学科实践：制作简易杆秤（巩固练习）解析版 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．如图所示，是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理，此时杆秤处于平衡状态，以下关于它的说法错误的是（　　） A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力 B．增大“重”时，应把“权”远离点 C．若“权”有磨损，会导致测量结果偏大 D．为提高测量精度，可换重一点的“权” 【参考答案】D 【解析】A．点为支点，根据杠杆的五要素并结合图知道，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A正确，不符合题意； B．在“本”不变时，“重”增大，根据杠杆平衡条件知道，需要“标”增大，即适当把“权”远离O点，故B正确，不符合题意； C．若“权”有磨损，根据杠杆平衡条件知道，需要“标”增大，会导致测量结果偏大，故C正确，不符合题意； D．为提高测量精度，应使“标”增大，根据杠杆平衡条件知道，可换轻一点的“权”，故D错误，符合题意。 故选D。 2．杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图用秤钩挂住物体称重时，秤杆恰好在水平位置平衡。提纽O处是支点，AO为5cm，秤砣质量是500g，OB为20cm，若g取10N/kg，不计秤杆和秤钩的质量，物体的质量是（　　） A．0.8kg B．2kg C．2.5kg D．5kg 【参考答案】B 【解析】根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，即G物×OA=G砣×OB 结合G=mg代入数据有m×10N/kg×5cm=0.5kg×10N/kg×20cm 解得m=2kg。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．杆秤是中国最古老的称量工具。如图甲所示，当不挂秤砣时，在点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂物体，秤砣移到点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。忽略杆秤及秤钩重力，下列说法正确的是（　　） A．杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B．若，则“秤砣”的质量为 C．若秤钩再加挂物体，秤砣向左移动可使杆秤再次水平平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 【参考答案】B 【解析】A．杆秤是利用杠杆的平衡条件进行称量的，故A错误； B．因为忽略杆秤及秤钩重力，根据杠杆平衡条件可得 即 解得 “秤砣”的质量为 故B正确； C．秤钩再加挂20g物体，左侧的拉力和力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件可知，要使杠杆再次水平平衡，则右侧“秤砣”施加的拉力与力臂乘积也需变大，而“秤砣”施加的拉力不变，故需增大力臂，“秤砣”向右移动，故C错误； D．根据杠杆平衡条件得到，在被测量的物体质量不变时，若“秤砣”磨损了，“秤砣”的质量变小，则OB变大，则测量结果将偏大，故D错误。 故选B。 二、填空题 4．流行于江南地区的“立夏称人”是中国民间传统习俗。如图甲所示，小孩坐于篮筐内，通过调整秤砣的位置，使杆秤在水平位置平衡即可完成“称人”。图乙为“称人”时杆秤的简化示意图，已知秤砣质量为2kg，此时OA=5cm，OB=50cm，则小孩重为______N。（不计篮筐重和杆秤自重，g取10N/kg） 【参考答案】200 【解析】根据杠杆平衡条件得，则小孩重为 5．如图将物体挂于秤钩上，提起B点或C点的提纽，然后通过移动D点处的秤砣，秤杆平衡时，即可称出物体的质量。则杆秤的支点是___________点；若要杆秤称出最大的质量，应该提起___________（选填“B”或“C”）点，若，（点为杆秤上最大刻度处），秤砣的质量为0.75kg，则该杆秤的最大称量是___________kg。 【参考答案】B点/C点 B 30 【解析】[1]提起B点的提纽进行称量时，B点为支点；提起C点的提纽进行称量时，C点为支点。 [2]若要杆秤称出最大的质量，根据杠杆的平衡条件，应增大秤砣对杆秤拉力的力臂而减小物体对杆秤拉力的力臂，所以应该提起B点。 [3]通过以上分析可知，以B点为支点时，杆秤的测量值更大。当杆秤在水平位置平衡时，秤砣和物体对杆秤的拉力方向竖直向下，与杆秤垂直，所以对应的力臂分别是BE和AB，则 根据杠杆的平衡条件可得 能称量物体的最大重力为 则该杆秤的最大称量是 三、简答题 6．如图所示是小阳自制的一个简易杆秤，其中秤砣为一个质量为m0的钩码，O为定盘星的位置，A为悬挂秤盘的位置，B为提纽的位置，C是称量质量为m的物体时秤砣所在的位置，在O到C之间均匀画有多条刻度线。若在提纽位置不变的情况下，增大这个杆秤的称量范围，请分析说明应增加还是减小秤砣的质量。（分析过程中，秤杆的质量可忽略不计） 答：设秤盘重力为，物体重力为，秤砣重力为，简易杆秤可以看作杠杆，如下图： 根据杠杆平衡条件可得，因为、、不变，而G增大，所以增大，又因为，所以增大，即应增加秤砣的质量。 四、实验题 7．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”） 【参考答案】(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 【解析】（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。 五、综合题 8．如图是我国传统的称量工具——杆秤。使用时，将待测物体放入秤盘中，提起提纽，移动秤砣直至秤杆水平平衡，根据秤砣在秤杆上对应的刻度即可读出待测物体的质量。小明对此很感兴趣，决定用木杆、塑料盘、棉线、钩码若干和刻度尺等器材自制杆秤。 (1)【任务一】制作杆秤 步骤一：制作主体 将木杆作为秤杆：将棉线固定在秤杆的重心O点作为提纽；将3根棉线的下端分别系在塑料盘边缘的三个等分点上，调节上端等长后系在一起，并固定在秤杆上的A点，作为秤盘；再将1个钩码系在棉线下方作为秤砣。杆秤主体制作完成，如图甲所示。 提起提纽，秤杆绕O点转动，将秤杆视为杠杆，则O点为该杠杆的______。 (2)步骤二：标注刻度 秤盘内不放物体，提起提纽，移动秤砣，使秤杆水平平衡，此时秤砣悬挂位置标记为B点，并记为；依次将1、2、3个钩码放入秤盘内，移动秤砣，当秤杆水平平衡时，分别将秤砣悬挂位置标记为C、D、E点，并记为、、；通过测量发现，如图乙所示。 小明依据此规律，利用刻度尺继续在秤杆上标记了F点，并记为______g，完成刻度标注，如图丙所示。 (3)【任务二】称量质量 小明用制成的杆秤称量某物体质量时，发现秤杆水平平衡时秤砣位于之间，难以精确测出物体质量。请在不改变量程的前提下，提出让此杆秤测量更精确的方案。 (4)【任务三】拓展分析 小明将杆秤带到学校与同学分享时，有同学提出问题：粗细不同的秤杆上，刻度为什么是均匀的？请你用相关物理知识证明。（可能用到的物理量符号有：秤盘质量，秤砣质量，待测物体质量，距离、等） 【参考答案】(1)支点 (2)200 (3)见解析 (4)见解析 【解析】（1）支点是杠杆转动的固定点，杠杆的其他部分围绕它摆动或旋转。提起提纽，秤杆绕O点转动，将秤杆视为杠杆，则O点为该杠杆的支点。 （2）因为，所以小明依据此规律，利用刻度尺继续在秤杆上标记了F点，则 设一个钩码的质量为m，根据杠杆平衡条件和杆秤的原理可知， 放入一个钩码时 即 同理可得放入两个钩码时 放入三个钩码时 则秤砣在F点时， 即物体的质量为 所以利用刻度尺继续在秤杆上标记了F点，并记为200g。 （3）由以上分析可发现杆秤的刻度是均匀的，且现在的分度值为50g，所以在不改变量程的前提下，让此杆秤测量更精确，即减小杆秤的分度值，可以在相邻的两个刻度线，即BC、CD、DE、EF之间分成均匀的10个等份，则每一等份代表的质量为 即改进后的分度值为5g，可使此杆秤测量更精确。 （4）根据杠杆平衡条件可得，即 秤盘内不放物体，提起提纽，移动秤砣，使秤杆水平平衡，此时秤砣悬挂位置标记为B点，并记为，则 放入一个钩码时，秤砣挂在C点，则此时有 即 因为 所以 即 同理当放入两个钩码时，秤砣挂在D点，则此时有 即 所以 即 所以 以此类推，粗细不同的秤杆上，刻度是均匀的。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $