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

该初中物理课件围绕“制作简易杆秤”跨学科实践，核心涵盖杠杆原理、质量概念及力与平衡关系。通过“天平称量大质量物体不便”的情景引入，以杆秤构造、原理为基础，搭建从理论认知到设计制作的学习支架，衔接杠杆知识与实践应用。 其亮点在于以科学探究为主线，融合科学思维与物理观念。通过选用筷子、塑料瓶等生活化材料，引导学生经历材料选择、提纽定位、刻度标定等完整制作过程，体现模型建构（杆秤等效杠杆）与科学推理（用杠杆平衡条件推导刻度均匀性）。学生在动手实践中深化对杠杆原理的理解，教师可借助课堂练习（如秤砣缺损问题）巩固知识，提升教学效率。

初中物理人教版(2024)八年级下册 第十二章 简单机械 第2节 跨学科实践：制作简易杆秤 学习目标 1.通过制作简易杆秤，深入理解杠杆的原理、质量的概念。 2.理解力与平衡的关系。 情景引入 天平可以称量物体的质量。不知道你想过没有，要使用天平测 量质量较大的物体(比如100 kg的物体),是不是很不方便? 新知探究 知识点1 杆秤构造与原理 杆秤的结构 挂钩 杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝 码)、挂钩(或秤盘)、提纽等组成。 称量时将被称物体挂在挂钩上， 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 提纽1 提纽2 挂钩 秤杆 秤砣 杆秤的主体，等效为一个杠杆 杆秤的支点。通 常有两个，一个 称量较大质量物 体时使用，一个 称量较小质量物 体时使用 提纽1 秤杆 个刻度2两 9市斤 7市斤 提纽2 挂钩 8市斤 6 市 悬挂或放置被测 秤砣 物体的部件 相当于天平的砝码 秤星：杆秤的标度 均匀分布 工作原理 杠杆平衡条件：F₁ I₁ =F₂ I2 (1)零刻度线的确定 当秤盘上没有放置任何物体时，相当于称量的物体质量为零，此时 秤杆的重力、秤砣的重力和秤盘的重力满足杠杆平衡条件，此时秤 砣所在的位置就是零刻度线的位置。该位置也叫定盘星。 刻度的标定 定盘星 G物 当杆秤平衡之后，在秤盘里面加入物体并移动秤砣使杆秤平衡，杠 杆的平衡关系为：G物×L物= G砣×△L, 因为L物和G砣是不变的，所 以物重G物和△L成正比关系，所以秤杆上的刻度从零刻度开始，都 是均匀的。 我们可以用一个已知质量m 的物体放在托盘里面，将砝码移动到某一 个位置使其平衡，然后均匀地平很定盘星到该位置的长度为n 份，则 每段长度代表的质量就是 该刻度还可以向该位置的右侧进行拓展 n m △L: 将这一段平分 为n段，每一段代表 的质量为 m物 △L: 这一段也可以画 出相同的刻度，每一 段代表的质量为 秤砣：使用10g的钩码或10g的物 体来做秤砣 细绳：作为秤盘的牵引线，制作提 钮，为了提起提钮时减小提钮对手 部的压强，制作提钮的绳子用较粗 的绳子制成，增大绳子和手部的接 触面积，减小手部受到的压强 必须用坚硬、不易弯曲变形的木材或 其他材料制成。简易的杆秤称量的物 体质量不大，可用筷子制作秤杆 标定物：为了确定刻度，可以选择一 个100g的砝码，或已知质量的物体 知识点2 设计与制作简易杆秤 托盘：我们可以使用不易破损的 物体制成，如剪去一半的塑料瓶， 秤杆：杆秤的核心是秤杆，秤杆材料或是轻质小盆。 新知探究 材料的选择 一个小盆 记号笔 一根长度约为40 cm的木制筷子 细线若干 若干钩码 刻度尺 2.提纽和秤盘的位置如何确定? 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。 提纽 秤杆 B 秤盘 秤杆 C 秤砣 B 支点 0 A F₂ 提纽 秤盘 F₁ 4 1 3.如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线? (1)用细线系一个20 g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。 杆秤的零刻度 提纽 秤砣 秤盘 秤杆 B (2)在秤盘中放100 g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100 g。在 定盘星○到C之间均匀地画上49条 刻度线，每一格就表示2 g。 提纽 0 秤砣 秤盘 秤杆 B 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?如何增大杆秤的量程? 试试看。 1.提高杆秤称量精度的方法 (1)使用质量较小的秤砣：秤砣的质量对杆秤的精度有直接影响。秤 砣的质量越小，杆秤的精度越高 (2)增大提钮到秤盘悬挂点之间的距离：秤盘悬挂点和提钮间的距离 越大，物体重力和其力臂的乘积越大，刻度线间距越大，测量精度 越高； 注意：因为杆秤长度有限，移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。 2.增大杆秤的量程的方法 (1)增加秤砣重量：通过增加秤砣的重量，同样的杆秤可以称量更大 质量的物体，即扩大称重范围； (2)减小提钮到秤盘悬挂点之间的距离：减小支点到秤盘悬挂点的距 离，重物的力臂减小，相同的秤砣就能提起更重的物体，可以增大 杆秤的量程； (3)增加秤杆长度：通过增加秤杆的长度，可以增加动力臂长度，进 而扩大称重范围。 注意：更改砝码、更改提钮位置、更改杆秤长度后，都需要重新确定 定盘星的位置。 课堂练习 1.用杆秤称物体质量，如果秤砣发生缺损，若不考虑其它因素， 则结果是( B ) A.称出的质量仍等于物体真实质量 B. 称出的质量一定大于物体真实质量 C.称出的质量一定小于物体真实质量 D.以上三种情况都有可能 2.小明自制的杆秤如图所示，0为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽 杆秤可水平平衡。用它称鱼，已知秤砣质量 m=0.2kg,OA=8cm, 当 OB=40cm 时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为1 kg, 鱼的重力是 10 N(g 取10 N/kg)。 3.如图所示，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.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 解析：杆秤使用时相当于杠杆，提纽处为支点，将被称量物体放入 秤盘中，秤盘对杆秤的拉力可看作动力，大小等于秤盘和被称量物 体的重力之和，秤砣对杆秤的拉力为阻力，大小等于秤砣的重力.秤 砣生锈变重，阻力变大，由杠杆的平衡条件FL=F₂l₂ 可知，动力 和动力臂的乘和不变时，若阻力变大，则阻力臂变小，即秤杆标识 出的物体的质量变小，因此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偏小，故A符合题意. 4.如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1kg, 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0.05m、0.2m, 则被测物的质量为 0.4 _kg。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的 质量值大于 被测物的真实质量值(选填“小于”“等于”或“大于”)。 制作一个简易杆秤 1.应该选择什么材料? 2.提纽和秤盘的位置如何确定? 3.如何确定杆秤的零刻度位置及各 刻度线? 1.设计杆秤，确定制作的材料； 2.组装杆秤； 3.确定零刻度线、量程和分度值。 1.检验杆秤； 2.测量物体质量； 3.提高精度，增大量程等。 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 课堂小结 制作简 易杆秤 $