12.2 跨学科实践:制作简易杆秤(3个知识点+分层训练)12.1 杠杆(3个知识点+2个方法技巧+7大题型+分层训练)-八年级物理下册同步题型分类讲与练(人教版2024)
2026-06-12
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2份
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61页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 跨学科实践:制作简易杆秤 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 杠杆 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.38 MB |
| 发布时间 | 2026-06-12 |
| 更新时间 | 2026-06-12 |
| 作者 | 物理课代表wang |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58315456.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦“制作简易杆秤”跨学科实践,核心知识点为杠杆平衡条件(F₁l₁=F₂l₂)及杆秤结构原理,通过导图速览梳理知识脉络,从杆秤结构(秤杆、提钮等)、制作原理(刻度均匀)到制作步骤、测试改进,形成“理论-实践-应用”学习支架。
该资料以跨学科实践为特色,通过制作过程培养科学探究能力,利用杠杆平衡原理分析精度与量程优化,体现科学思维中的模型建构。分层训练结合生活情境题(如中药戥子、市场杆秤),课中辅助教师实操教学,课后帮助学生巩固知识、查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
12.2 跨学科实践:制作简易杆秤
01导图速览
02必备知识
►知识点1 杆秤的结构和制作原理
►知识点2 制作简易杆秤
►知识点3 测试与改进
03分层训练
基础练
提升练
知识点1 杆秤的结构和制作原理
1、杆秤的结构
杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码)和盘、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。
秤杆
杆秤的主体,实际上是一个杠杆
秤星
是杆秤的标度,多为金属小圆点状,分布均匀
提钮
是杠杆的支点。通常的杆秤有两个秤纽,一个称量较大质量的物体时使用,一个称量较小质量的物体时使用,简易的杆秤只用一个提钮即可
秤砣
相当于天平的砝码,一般由金属制成,挂在秤杆上,是测量时主要的调节对象
挂钩(或秤盘)
悬挂或放置被测物体的工具
2、制作原理
动力×动力臂=阻力×阻力(F1l1=F2l2),由公式可知,当阻力和动力臂一定时阻力臂与动力成正比。由此可知,杆秤上的刻度是均匀的。称量时将被称物体放在秤盘中,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。
3、刻度的标定
(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。
(2)标准刻度的标定:在确定好定盘星(零刻度线)后,即可进行精准刻度标注。
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,然后均匀地平分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。
知识点2 制作简易杆秤
1、材料与工具
(1)材料:木棍或竹棍(作为秤杆,特点:硬棒,不易变形)、细线或细钢丝(作为提纽和秤绳)、砝码或钩码(作为秤砣)、硬纸板或木板(制作秤盘)。
(2)工具:锯子、锤子、钉子、钻子、砂纸、一把刻度尺、一支记号笔等。
2、制作过程
(1)制作秤杆:用锯子将竹棍或木棍锯成约40 cm长度,用砂纸打光滑。
(2)制作秤盘:用硬纸板或木板制作一个秤盘。
(3)安装提纽和秤盘:在秤杆的一端刻一个槽A,在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把秤盘挂在槽A处,在槽B处系一根细线或细钢丝作为提纽。
(4)定零刻度位置: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O,用记号笔标记此位置。
(5)定标度、测量范围: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O到C之间均匀地画上49条刻度线,每一格就表示2g。
知识点3 测试与改进
1、提高杆秤称量的精度
(1)使用质量较小的秤砣: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,但移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。
(3)减小分度值也能提升测量的准确性。
(4)测量的时候一定要调节杆秤水平平衡,如果长端下倾会导致测量值偏大,如果长端上翘会导致测量值偏小。
2、增大杆秤的量程
(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。
基础练
1.杆秤是我国传统的称量工具,凝聚着我国古代劳动人民的智慧。如图所示,在制作和使用简易杆秤的过程中,下列说法中正确的是( )
A.杆秤是一种测量重力的工具
B.若秤砣磨损,则杆秤所测物体的质量会偏小
C.若秤砣位置不动,出现图中左低右高现象,应增加秤盘中的物品
D.杆秤的提纽相当于杠杆的动力作用点
【答案】C
【解析】A.杆秤的制作原理是杠杆的平衡条件,用途是用来称量物体的质量,故A错误;
B.若秤砣磨损,则秤砣的实际重量变小,为了保持杠杆平衡,秤砣需要移动到更远的位置,这会导致杆秤所示的质量值比被测物体的真实值偏大,故B错误;
C.称量时,杆秤左低右高,说明物体的质量小于秤砣指示的示数,秤砣不动时,需增加秤盘中的物体的质量来使杆秤恢复水平平衡,故C正确;
D.杆秤的提纽相当于杠杆的支点,不是动力作用点,故D错误。
故选C。
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
【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.如图所示为我国传统杆秤及简化示意图,提钮O为支点,被测物体挂在A端,秤砣挂在B端可左右移动。已知被测物体质量为2kg,,(不计秤杆自重),则下列说法正确的是( )
A.该杆秤在水平位置平衡时,相当于一个等臂杠杆
B.保持物体和提钮位置不变,若要称量更重的物体,应将秤砣向左移动
C.该杆秤所用的秤砣质量为500g
D.若把提钮的位置向右移动。可以增大杆秤的量程
【答案】C
【解析】A. 等臂杠杆要求动力臂=阻力臂,本题中、,不相等,故A错误;
B. 称量更重物体时,阻力(物体重力)增大,阻力臂OA不变,根据杠杆平衡条件,需增大动力臂OB(秤砣向右移),而非向左,故B错误;
C. 物体重力
由杠杆平衡条件
解得,秤砣质量,故C正确;
D. 提钮向右移动时,阻力臂 OA增大,动力臂 OB减小。根据杠杆平衡条件,当秤砣重力不变时,阻力臂增大、动力臂减小会导致最大可测物体重力减小,即量程减小, 故D错误。
故选C。
4.杆秤曾是我国民间重要的度量工具。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤,如图所示,,,秤砣的质量为。使用时将货物挂在秤钩上,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,可读出货物的质量。秤砣最远可移至点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.杆秤总是省力杠杆
B.杆秤点应标定出刻度值为
C.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
D.如果要增大杆秤的量程可将提纽向点移动
【答案】D
【解析】A.由图可知,B点是支点,杠杆水平平衡时,动力臂和阻力臂分别为BC和AB,若BC大于AB,则为省力杠杆;若BC小于AB则为费力杠杆;若BC等于AB则为等臂杠杆,故A错误;
B.根据杠杆平衡可得
即
即
故杆秤D点应标定出刻度值为4kg,故B错误;
C.根据,当秤砣磨损后,自身质量变小,重力就变小,由于物体的重力和力臂不变,则秤砣对应的力臂就必须变长,才能使杠杆平衡,所以显示的示数就要变大,所以用它称得的物体质量大于物体的实际质量,故C错误。
D.因为
一定,如果要增大杆秤的量程,应增大BD,同时减小AB,故可将提纽B向A点移动,故D正确。
故选 D。
5.(多选)杆秤是我国古代沿用至今的称量工具,如图是小明制作的杆秤的示意图,使用时,将待称物体挂在秤钩上,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,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量,此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.生活中使用的秤杆粗细并不均匀,但秤的刻线分布是均匀的
B.提C处秤纽时,此秤的最大称量是10kg
C.若想增大该秤的最大称量,可换质量更大的秤砣
D.此秤的秤砣的质量约为0.43kg
【答案】AC
【解析】A.生活中使用的秤杆粗细并不均匀,由于秤的刻度与杆的粗细无关,则秤的刻线分布是均匀的,故A正确;
D.由杠杆平衡条件得,此秤的秤砣的重力为
由得,此秤的秤砣的质量为
故B错误;
B.提C处秤纽时,此秤的最大称量是
故B错误;
C.当动力臂与阻力臂不变时,动力增大,阻力增大,动力等于秤砣的重力,阻力等于物体的重力,则秤砣的重力增大,物体的重力增大,由得,若想增大该秤的最大称量,可换质量更大的秤砣,故C正确。
故选AC。
6.(多选)如图是跨学科实践活动小组制作的简易杆秤。现调节秤砣的位置,使秤杆水平平衡。关于图中杆秤的说法正确的是( )
A.工作原理是杠杆平衡条件
B.此时提纽的位置即为定盘星(零刻度线)
C.秤杆上的刻度是不均匀的
D.换用质量更大秤砣可增大杆秤的称量
【答案】AD
【解析】A.杆秤属于杠杆,它的工作原理就是杠杆平衡条件,故A正确;
B.定盘星(零刻度线)是秤盘不放物体、杆秤平衡时秤砣所在的位置,而提纽是杠杆的支点,故B错误;
C.设提纽到秤盘悬挂点的距离为,秤砣到提纽的距离为,由杠杆平衡条件可得 ,整理得 ,物体质量与距离成正比,因此秤杆的刻度是均匀的,故C错误;
D.杆秤的最大称量对应秤砣在秤杆最远端,最大力臂是固定值,由可知,换用质量更大的秤砣后,增大,能称量的最大质量增大,即增大了杆秤的称量,故D正确。
故选AD。
7.(多选)《墨经》中记述了杆秤的原理,如图所示,把物品放在秤盘内,提着秤纽,将秤砣(权)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。不改变秤纽,下列说法正确的是( )
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,左端一定上扬
D.若“权”发生磨损,则测得的物品质量偏大
【答案】AD
【解析】AB.由图可知,杆秤利用了杠杆平衡原理。杆秤的支点是秤纽点A,货物重力为阻力,作用在B端;秤砣重力为动力,作用在C端。根据杠杆平衡条件,则有
增大物重时,为保持平衡,需要增大动力臂,因此应将“权”(秤砣)按图示方向的左端(C端)移动,故A正确,B错误;
C.杆秤是否上扬即杠杆是否平衡,需比较动力、动力臂的乘积与阻力、阻力臂的乘积。即使“权”小于物重,只要动力臂较长,满足杠杆平衡条件:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,,杠杆仍可平衡,故C错误;
D.若“权”发生磨损,其实际重力变小,由可知,为使杠杆平衡,需增大动力臂,但读数时仍按原秤砣重力计算,读数会显示“更大”的质量,故D正确。
故选AD。
8.(多选)如图是利用杆秤称量物体质量的情景,将货物放在秤盘中,用手提起或处的秤纽,调整秤砣悬挂的位置,当秤杆水平平衡时,即可从秤杆上的刻度线读出货物的质量。离秤纽最远的刻度线在点,下列说法正确的是( )
A.图中杆秤可视为一根以为支点的杠杆
B.使用磨损的秤砣称量会使称量结果偏大
C.秤砣位于点,提起提纽能称量的物体质量最大
D.杆秤水平静止时,手对秤纽的拉力等于货物的重力
【答案】ABC
【解析】A.测量时,杆秤绕着A转动,故杆秤可视为一根以A为支点的杠杆,故A正确;
B.由杠杆的平衡条件可知,只有所测物体的质量与秤砣的质量满足m物gl物=m秤砣gl砣时,杠杆才能在水平位置平衡,当用磨损的秤砣称量,则l砣变大,杆秤才能平衡,故从秤杆上的刻度线读出货物的质量偏大,故B正确;
C.秤砣位于C点,l砣最大,而提起B提纽时,货物的力臂最小,由m物gl物=m秤砣gl砣可知能称量的物体质量最大,故C正确;
D.杆秤水平静止时,整体受力平衡,手对秤纽的拉力等于货物的重力与秤砣重力之和,故D错误。
故选ABC。
9.小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤,提纽所处位置相当于杠杆的______,这把杆秤在不挂秤砣、不放物体时,提起提纽,恰好能水平平衡。使用它称更轻的物体时,秤砣要离提纽更______(选填“近”或“远”)。在秤盘中放入物体后,将100g的秤砣移至B处时,秤杆再次水平平衡,此时,则物体的质量为______g。
【答案】支点 近 300
【解析】杠杆绕着转动的固定点叫支点,杆秤的提纽是杆秤转动的支撑点,因此相当于杠杆的支点;
根据杠杆平衡条件,可得关系式
秤砣重力、阻力臂不变,称量的物体更轻()时,对应的动力臂更小,因此秤砣要离提纽更近;
将代入杠杆平衡公式得
又根据、,可得物体的质量
10.如图1所示,戥子是宋代刘承珪发明的小型杆秤,作为我国古代衡器的杰出代表,它承载着中医药文化“精微精准”的千年智慧,至今仍在中药房中被沿用。如图2所示为戥子示意图,O为支点,A点悬挂药材,B点悬挂秤砣。药师为调配一剂对症良方,用戥子称得药材质量为120g,此时。若不计杆秤自重,则秤砣的质量为________g。接着,药师需称取30g人参片入药。为恪守“分毫不差”的制药古训,他应将秤砣向________(选填“左”或“右”)侧移动。
【答案】40 右
【解析】[1]药师为调配一剂对症良方,用戥子称得药材质量为120g,根据杠杆平衡条件可得:,即
解得:
[2]测量药材质量时,根据杠杆的平衡条件可得,接下来要测30g人参片,当杆秤平衡时,,其中,秤砣质量、g值、OA长度不变,人参的质量小于药材质量,所以,则需要将秤砣向B点的右侧移动。
11.科技小组成员小渝利用轻质细杆制作了一个杆秤,如图所示,已知AB长度为10 cm,秤盘质量为0.5 kg,秤砣质量为2.5 kg,则该杆秤零刻度线的位置应在B点右侧________cm的位置;如果秤砣磨损了一部分,则它称量出的质量会比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】2 偏大
【解析】杆秤的支点是提纽,零刻度线是不放被测物体,仅放秤盘时,杆秤平衡后秤砣所在的位置。根据杠杆平衡条件可得
代入数据、、,解得距离
即零刻度线在点右侧处;
若秤砣磨损,秤砣实际质量变小。称量相同质量的物体时,左侧物体利于力臂不变,根据杠杆平衡条件,秤砣重力变小后,需要更大的力臂才能平衡,因此秤砣会停在离点更远的位置,对应刻度读数更大,因此称量出的质量比真实值偏大。
12.杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用,杆秤是利用________原理制成。如图所示,已测得刺五加药材质量是120g,其中OB=3OA,若不计杆秤自重,则秤砣的质量约为________g。接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的________(选填“左”或“右”)侧移动。
【答案】杠杆平衡 40 右
【解析】[1][2][3]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,O为支点,由杠杆平衡条件可得G砣×OB=G药×OA,即m砣g×OB=m药g×OA
代入数据得m砣×3OA=120g×OA
解得秤砣的质量约为m砣=40g
接下来要测30g的人参片,即药材的质量减小,在OA、m砣一定时,要使杠杆重新水平平衡,应减小OB的长度,即将秤砣向B点右侧移动。
13.湘西集市上,老奶奶用杆秤称量湘西腊肉,已知腊肉重10N,对杆秤的拉力为阻力,阻力臂为10cm,秤砣重力为5N,杆秤水平平衡时,动力臂为_______m;若秤砣磨损,称量出的腊肉质量会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】0.2 偏大
【解析】动力
阻力
阻力臂
根据杠杆的平衡条件 ,动力臂为
若秤砣磨损,秤砣重力变小;称量同一块腊肉时,、都不变,根据,减小则动力臂需要变大才能让杠杆平衡。 杆秤的刻度是根据秤砣位置标注质量,动力臂越大,对应的读数越大,因此称量出的腊肉质量会偏大。
14.杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,用来测量物体的质量。自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及300g的秤砣构成,如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,秤杆在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物的质量为_______kg;往秤盘中再增加30g的物体,秤砣需要从B处向右移动_______cm才能维持秤杆水平平衡。
【答案】0.9 1
【解析】[1]当入重物后,以O点为支点,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,根据杠杆平衡条件有,即,所以重物的质量为
[2]往秤盘中再增加30g的物体,假设秤砣移到了C点,根据杠杆平衡条件得,故C点到支点的距离为
秤砣需要从B处移到C处,即向右移动的距离为
15.我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展有关杆秤的项目式学习。
【项目任务】制作简易杆秤。
【产品制作】
(1)如图甲,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,这样是为了把____________点当做支点;
(2)如图甲,空盘时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;
【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;
(4)要想增大杆秤的最大测量值,理论上可以采用哪些方法来进行改进?_________________(列出一种方法)。
【答案】(1)B (2)0 (3)右 (4)增大秤砣质量/秤盘右移/A点右移/增大秤杆长度
【解析】(1)杠杆绕着转动的点为支点,杆秤工作时绕提纽B点转动,因此支点是B点。
(2)空盘平衡时标记的位置是杆秤的零刻度线,对应被测质量为0g。
(3)杆秤左低右高,说明左侧物体端力矩更大,根据杠杆平衡条件,物体重力、支点到秤盘的力臂、秤砣重力都不变,需要增大秤砣的力臂才能平衡,因此秤砣应向右移动。
(4)根据杠杆平衡:,要增大最大测量值,可换用质量更大的秤砣(增大),或把提纽向A点移动(减小),都能在秤杆最大长度不变时,提升最大测量值。
16.小明用如图甲所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)小明改变支点两侧钩码的位置和数量,进行多次实验,得到如下表数据:
实验序号
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
①
1
20
2
10
②
2
15
1.5
20
③
3
5
1
15
分析数据,可得出杠杆的平衡条件是:___________________(用字母表示)。
(3)实验结束后,小明根据得出的规律自制了一把杆秤,如图乙所示。使用一段时间后,若秤砣出现磨损,则该杆秤所测物体的质量将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)右 (2) (3)偏大
【解析】(1)根据杠杆调平原则:平衡螺母向杠杆上翘的一侧调节,因此应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)分析表中数据,根据表中数据可知,杠杆的平衡条件是
(3)杆秤的工作原理是杠杆平衡条件(是物体对秤盘的力臂,固定不变;是秤砣对应的力臂,即秤杆上的读数)。当秤砣磨损后,变小,而物体重力和 不变,根据 ,分母变小,会变大,对应的秤杆读数就会偏大,即测得的物体质量偏大。
17.跨学科实践
制作简易杆秤
中药房使用的杆秤,在我国有几千年的历史。如图甲所示,盘中置物,手提提纽,移动秤砣,使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动,请你根据活动过程,完成下列问题。
(1)杆秤根据杠杆平衡条件制成。如图乙,用轻质木棒作为秤杆,细线系上一个质量为m的物体作为秤砣,空小盆挂在A点作为秤盘,在O点挂粗绳作为提纽,___________点相当于杠杆的支点。
(2)图乙中,秤盘内未放称量物,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记,该标记处对应的刻度为__________g。
(3)图乙中,当称量物质量增大时,秤砣应向___________(选填“左”或“右”)移动。
(4)为了增大杆秤量程,可采用___________(选填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
【答案】(1)O (2)0 (3)右 (4)增大
【解析】(1)支点是杠杆绕着转动的固定点,杆秤工作时绕提纽转动,因此点是支点。
(2)该标记是秤盘不放称量物时平衡得到的,对应称量质量为0,因此刻度为。
(3)根据杠杆平衡关系:
当称量物质量增大,左侧乘积增大,秤砣质量不变,因此需要增大力臂,故秤砣向右移动。
(4)杆秤最大力臂是固定的,由公式可知,增大秤砣质量,可测量的最大质量增大,即量程增大。
18.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
【解析】(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。
19.在跨学科实践活动中,同学们用粗细均匀长约40cm 的木棍、一个50g 的钩码、一个100g的砝码、一个小盆、细线若干、一把刻度尺、一只记号笔制作简易杆秤。
(1)用细线系一个50g 的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A 点作为秤盘,在O点系一根绳作为提纽,则_____点是该杠杆的支点。调节秤砣的位置使秤杆在水平位置平衡,标记此时细线在秤杆上的位置作为杆秤的定盘星,该位置对应的刻度值为_____g;
(2)如图所示,在秤盘中放100g的砝码,手提提纽,调节秤砣的位置使秤杆在水平位置平衡,标记细线在秤杆上的位置B,该位置对应的刻度值为_____g,在O点和B点之间均匀地画上24条刻度线,则该杆秤的分度值是_____g;
(3)在利用杆秤称量过程中,若秤杆左低右高,需要将秤砣往_____侧移动,直至秤杆在_____位置平衡;
(4)杆秤测量物体质量的工作原理是______________。
(5)在不增加实验器材的前提下,想要增大该杆秤的测量范围,可采取的方法:______________
【答案】(1) O 0 (2) 100 4 (3) 右 水平 (4)杠杆平衡条件
(5)将提纽O向A点方向移动
【解析】(1)[1]杠杆绕着转动的点为支点,在这个简易杆秤中,O点系绳作为提纽,即杠杆绕O点转动,所以O点是该杠杆的支点。
[2]定盘星是秤盘里没有放物体时,秤砣的位置,此时对应的刻度值为0g,所以该位置对应的刻度值为0g。
(2)[1]在秤盘中放100g的砝码,调节秤砣使秤杆在水平位置平衡,此时秤杆上B点对应的刻度值就等于秤盘中砝码的质量100g,所以该位置对应的刻度值为100g。
[2]在O点和B点之间均匀地画上24条刻度线,那么O点到B点之间一共有25个小格,这25个小格对应的质量是100g,所以该杆秤的分度值为。
(3)[1]若秤杆左低右高,说明左边的力和力臂的乘积大于右边的力和力臂的乘积,根据杠杆平衡条件可知,需要增大右边的力臂,即需要将秤砣往右侧移动。
[2]杆秤称量时要使秤杆在水平位置平衡,这样便于测量力臂,所以直至秤杆在水平位置平衡。
(4)杆秤是利用杠杆平衡条件来测量物体质量的,通过改变秤砣的位置(即改变力臂)使杠杆平衡,从而得出物体的质量。
(5)根据杠杆平衡条件可知,在不增加实验器材的前提下,想要增大该杆秤的测量范围,即增大能测量的物体的质量(相当于增大F1),可以减小提纽到秤盘的距离(即减小l1),将提纽O向A点方向移动,这样在秤砣重力F2和秤砣最大力臂l2不变的情况下,能测量的物体质量F1就可以增大。
20.杆秤作为华夏国粹,制作轻巧、使用方便,曾是商品流通中的重要度量工具。
【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,
根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
制作杆秤时要考虑:材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:选择秤杆时必须考虑________(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在秤杆左端选择两点依次标上A、B,在秤杆的B处系上绳子作为提纽;将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘;将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣;手提提纽,若A端偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,使秤杆在水平位置平衡,如图所示,此时在________(选填“提纽”或“秤砣”)的位置标“0”刻度线;
②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤(“0”刻度线已标),请为杆秤标注刻度,简要叙述操作方案:_________。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,
秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm,则此土豆的质量为_______g。
(4)交流评估:质量不同的秤盘_______(选填“会”或“不会”)影响零刻度线的位置;为增大杆秤的最大称量值,可采取的方法是______。(写出一种即可)
【答案】(1)质地坚硬 (2) 左 秤砣 在秤盘上放100g砝码,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤杆上挂绳所处的位置标注刻度并写上数字“100”,0和100之间分为50等份,每一等份表示2g,依次标上相应刻度和数字。 (3)110/
(4) 会 换用质量更大的秤砣/将提纽向左移动,减小提纽到秤盘的距离
【解析】(1)选材时,杆秤需要秤杆不易变形保证测量准确,因此必须选择质地坚硬的材料。材质名贵、外形美观不影响使用,不是必须考虑的因素。
(2)[1][2]A端偏高,说明杠杆右侧(秤砣侧)的力和力臂的乘积更大,根据杠杆平衡条件,向左移动秤砣可以减小秤砣的力臂,使杠杆平衡;此时秤盘为空,平衡后秤砣所在位置就是零刻度线,因此在秤砣位置标0。
[3]见答案
(3)根据杠杆平衡条件,放土豆平衡时(是秤砣到提纽的距离)
化简得
代入数据得
(4)[1]零刻度线用来平衡秤盘自身重力,秤盘质量不同,平衡时秤砣位置不同,因此会影响零刻度位置。
[2]由第3问解析可知,杆秤的最大称量为,由此可知,为增大最大称量可以换更重的秤砣,或将提纽左移减小提纽到秤盘的距离。
21.杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具。如图的杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O,不计秤杆自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知,,秤砣的质量为1kg。求:
(1)秤砣的重力
(2)被称物体的重力。
【答案】(1)10N (2)150N
【解析】(1)秤砣的重力
(2)由杠杆平衡条件可得
被称物体的重力
22.杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图是小明同学在跨学科实践活动中制作的杆秤,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10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
(1)要达到最大称量,应提起秤纽______;
(2)求秤砣的质量;
(3)求距离C点12.5cm处的刻度值。
【答案】(1)B (2)0.4kg (3)3.1kg或1kg
【解析】(1)根据杠杆平衡条件,在秤砣重力(即阻力)一定,阻力臂最大时,被称量的物体质量最大,要达到最大称量(即动力最大),动力臂应最短。当提起秤纽B时,货物重力的力臂最短,能达到最大称量。
(2)当提起秤纽B,秤砣移到最右端,物体质量最大,根据杠杆平衡条件可得:,秤砣的质量
(3)若以秤纽B为支点,距离C点12.5cm处对应的力臂,根据杠杆平衡条件,被测物体质量
若以秤纽C为支点,距离C点12.5cm处对应的力臂,根据杠杆平衡条件
,此时被称物体质量
所以,若以秤纽B为支点,距离C点12.5cm处对应的刻度为3.1kg;若以秤纽C为支点,距离C点12.5cm处对应的刻度为1kg。
23.如图甲所示,一带挂钩的轻质杆,其质量忽略不计,挂钩A距离杆B端40cm。某同学在O点安装了一提纽,制作成了简单的杆秤,如图乙所示,OB=34cm,将一物体挂在挂钩上,20g的秤砣(钩码)移至D点时,杆秤恰好水平平衡,DB=16cm,g取10N/kg。
(1)求秤砣所受的重力。
(2)求被称物体的质量。
(3)若不改变秤砣的质量,需要使杆秤的最大称量质量增大为140g,则提纽O应安装在什么位置?
【答案】(1)0.2N (2) (3)距离点5cm处的位置
【解析】(1)秤砣所受的重力
(2)由杠杆平衡条件得:
即
力臂的长度分别为
代入数据得
解得物体质量
(3)要使杆秤的最大称量质量增大为140g,即物体质量,秤砣位于端时,杆秤水平平衡,设提纽位于点,由杠杆平衡条件得
即
代入数据得
解得。所以要使杆秤的最大称量质量增大为140g,则提纽应安装在距离点5cm处的位置。
提升练
1.如图所示,是小蕾制作的简易杆秤。她用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100 g的物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是( )
A.该自制杆秤的每一小格表示的质量约2.04 g
B.若秤砣磨损,则测量结果小于被测物体质量
C.只增大秤砣的质量,就能增大该杆秤的量程
D.用杆秤称量时,若B端翘起,只通过向秤盘中增加物体,杆秤就能恢复水平平衡
【答案】C
【解析】A.是杆秤的零刻度,点对应,到之间有49条刻度线,说明一共分成了格,因此每一小格代表质量为,故A错误;
B.秤砣磨损后,秤砣实际质量变小,根据杠杆平衡条件得,力臂,变小,平衡时需要的力臂更大,即秤砣需要挂在更远处,读数更大,因此测量结果大于被测物体的真实质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件得,物体质量,秤杆的最大力臂和都是固定的,增大秤砣质量后,物体质量变大,因此杆秤的量程增大,故C正确;
D.端翘起说明端物体更重,若再向秤盘增加物体,端物体重力会更大,端会翘得更厉害,无法恢复平衡,故D错误。
故选C。
2.如图甲所示,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,希望孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图乙所示,小孩和篮子的总质量为,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时,。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的支点是
B.该秤砣的质量为
C.要使该杆秤的称量范围变大,可以换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在点左边
【答案】C
【解析】A.该杆秤称量时,绕着O点转动,该杆秤的悬挂点O是称量时的支点,故A错误;
B.由杠杆平衡条件得
该秤砣的重力为
由得,秤砣的质量为
故B错误;
C.杆秤的最大称量对应秤砣在杆最右端,即最大动力臂不变,阻力臂也不变。根据杠杆平衡条件,当动力臂、阻力臂不变时,秤砣质量越大,能平衡的被测总重力越大,可称量的最大质量越大,称量范围变大,故C正确;
D.换称质量更大的孩子,总重力变大,秤砣重力不变,阻力臂不变,根据,可得动力臂需要变大,因此秤砣悬挂点应在点的右侧,故D错误。
故选C。
3.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
【解析】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。
4.在科技文化节中,小涛同学制作了如图所示的机械装置。轻质细杆长为,他将金属筐系于细杆上的端,测得,当悬吊点移至点时,在端用弹簧测力计竖直向下拉细杆,杆在水平位置静止时弹簧测力计示数为。称重时,将重物放入金属筐中,用弹簧测力计竖直向下拉住轻杆的端,使之再次在水平位置平衡。下列说法正确的是( )
A.金属筐质量为
B.当重物的质量为时,弹簧测力计示数为
C.若悬吊点向点左侧移动,为使细杆在水平位置平衡,应减小处弹簧测力计拉力
D.装置中用秤砣替换弹簧测力计制成杆秤,杆秤0刻度线应在点左侧处
【答案】D
【解析】A.将金属筐系于细杆上的端,当悬吊点移至点时,杠杆在水平位置平衡,测得,则,由杠杆平衡条件可得:,代入数据解方程可得金属筐质量为,故A错误;
B.称重时,将质量为10kg的重物放入金属筐中,由杠杆平衡条件可知,
代入数据,得:
解得,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件可得,
若悬吊点向点左侧移动,则动力臂OA变小,阻力臂OB变大,G总不变,所以为使细杆在水平位置平衡,动力F应变大,即应增大A处弹簧测力计拉力,故C错误;
D.装置中用秤砣替换弹簧测力计制成杆秤,由杠杆平衡条件得
代入数据,得
解得,即杆秤0刻度线应在点左侧处,故D正确。
故选D。
5.小明家中有一把旧杆秤,该杆秤遗失了秤砣,而且刻度大多数模糊不清,只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。他用刻度尺测量出该杆秤的相关长度,测量结果如图所示。小明接着对杆秤的重心(不包括秤砣)和秤砣质量进行判断,其中正确的是( )
A.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为3.0kg
B.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为1.5kg
C.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为1.5kg
D.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为3.0kg
【答案】B
【解析】从图可知,5kg到6kg质量增加了1kg,而杠杆的长增加了2cm,杆秤上的刻度是均匀的,所以,从0刻度线到5kg的位置,杠杆的长应该为10cm,即零刻度线在提纽的左侧;因为0刻度线处要挂秤砣才能使杠杆在水平位置平衡,所以该杆秤的重心应该在提纽的右侧。 我们用杆秤称物体时,物体在提纽的左侧,秤砣在提纽的右侧,该杆秤的重心在提纽的右侧,设杆秤的重心到提纽的距离为L,秤砣的质量为m,杆秤的质量为m杆,由杠杆的平衡条件
可知……①
……②
联立①②解得
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.小明家有一把杆秤,如图所示,秤钩上不挂物体时提住秤纽,将秤砣移动至定盘星处时,秤杆恰能水平平衡,当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时,即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是( )
A.定盘星是秤杆的支点
B.杆秤是一种等臂杠杆
C.所挂物体加重时,秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡
D.使用已磨损的秤砣测量时,测量值比真实值偏小
【答案】C
【解析】A.秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点,是支点,故A错误;
B.杆秤使用时,动力臂不等于阻力臂,不是等臂杠杆,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件则有,、不变,所挂物体加重时,变大,即秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡,故C正确;
D.使用已磨损的秤砣测量时,即变小,、、不变,所以变大,则测量值比真实值偏大,故D错误。
故选C。
7.杆秤是我国古代沿用至今的称量工具,如图是小明制作的杆秤的示意图。使用时,将待称物体挂在秤钩上,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,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.因杆粗细不均匀,所以秤的刻线分布也不均匀
B.提C处秤纽时,此秤的最大称量是10kg
C.若想增大该秤的最大称量,可换质量更大的秤砣
D.此秤的秤砣的质量约为1kg
【答案】C
【解析】A.由杠杆平衡条件可得GA×lAB=G砣×lBD,变形可得,所称量物体的重力和动力的力臂的比值为一定值,所以所称量物体的重力和动力的力臂成正比,故秤的刻线分布是均匀的,与杆粗细无关,故A错误;
B.由杠杆平衡条件可得GA×l阻=G砣×l动,变形可得,化简得,要增大测量值mA的值,可以增大动力臂和减小阻力臂,所以提B处秤纽时,此秤的最大称量才是10kg,故B错误;
C.由公式可知当增大秤砣质量,A处可悬挂的重物质量也增大,故C正确;
D.当提着B处秤纽、秤砣挂在点E、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时,由杠杆平衡条件可得可得GA×lAB=G砣×lBD,即mAg×lAB=m砣g×lBD,可得秤砣质量
故D错误。
故选C。
8.墨家是我国古代的一个学派,这个学派的成员多来自生产第一线,有丰富的技术知识和刻苦的钻研精神,研究科学技术的风气特别盛。关于杆秤《墨经》一书中记载: “衡,加重于其一旁,必捶。权重相若也,相衡。则本短标长,两加焉重相若,则标必下,标得权也”。有关它的说法正确的是 ( )
A.“标”、“本”表力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.“权”小于“重”平衡时,“标”一定大于“本”
【答案】D
【解析】A.由题意得,力臂是支点到力的作用线的距离,“权”相当于动力,水平时把秤的支点到“权”的距离称为“标”,在物理中,我们把它称为动力臂;“重”就是重物,相当于杠杆的阻力,水平时把秤的支点到“重”的距离称为“本”,在物理中,我们把它称为阻力臂;则“权”、“重”表示力,“标”、“本”表力臂,故A错误;
B.支点是杠杆绕着转动的点,所以图中的O点为杠杆的支点,故B错误;
C.“权”小于“重”时,根据杠杆平衡条件“权”ד标”=“重”ד本”可知,当“标”大于“本”时,杠杆可能在水平位置,所以A端不一定上扬,故C错误;
D.“权”小于“重”平衡时,由“权”ד标”=“重”ד本”可知,“标”一定大于“本”,故D正确。
故选D。
9.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
【解析】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。
10.(多选)用一根筷子做秤杆,纸盘做秤盘,用细线系住的20g钩码做秤砣,制作一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽,调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g,如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置,下列做法正确的是( )
A.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
B.正确标记100g位置后,在0和100g之间均分10等分,确定分度值为1g
C.换用40g的秤砣,该杆秤的量程会增大
D.要增大该杆秤的量程,可使秤盘位置不动,将提纽向右移动,并重新标记刻度
【答案】AC
【解析】A.杆秤零刻度确定后,秤盘中放100g砝码,左侧力矩增大,需要向右移动秤砣增大秤砣力臂使秤杆重新平衡,平衡后该位置对应的质量就是100g,因此标记方法正确,故A正确;
B.根据杠杆平衡条件推导可得,物体质量与秤砣偏离0刻度的距离成正比,杆秤刻度均匀。0到100g总质量差为100g,均分10等分后,每份质量为,分度值为10g,不是1g,故B错误;
C.杆秤最大量程满足,其中为秤砣质量,为秤砣最大力臂,为物体力臂。换用40g秤砣,增大,和不变,因此增大,量程增大,故C正确;
D.秤盘位置不动,提纽向右移动后,物体力臂增大,秤砣最大力臂减小,不变,因此减小,量程减小,故D错误。
故选AC。
11.(多选)跨学科实践课上,小明制作的杆秤如图所示。使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C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10 kg。AB、BC、BD的长度如图所示,秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,下列说法正确的是( )
A.秤砣的质量是1 kg
B.提起B秤纽,可以达到最大称量
C.距离C点15 cm处有两个刻度,分别为1.2 kg和3.6 kg
D.称量质量约为0.5 kg的物体时,使用C秤纽可以提高称量的精度
【答案】BCD
【解析】我们根据杠杆平衡条件,化简得,逐一分析选项。
AB.当提着B处秤纽,秤砣在D点时,A点所挂物体的质量为,当提着C处秤纽,秤砣在D点时,A点所挂物体的质量为,因为,,故提B处秤纽时,杆秤的称量值最大,为10kg。当提起B秤纽,此时,
代入公式,得
解得,故B正确,A错误;
C.距离C点右侧的位置,分别计算两种支点的称量值:
①提纽C为支点:
,代入,得
②提纽B为支点:
代入得,
因此此处两个刻度为和,故C正确;
D.称量相同质量的物体,提C秤纽时货物力臂更大,根据,秤砣移动的距离更大,刻度间距更大,分度值更小,称量精度更高,因此称小质量物体时用C秤纽精度更高,故D正确。
故选BCD。
12.(多选)1000多年前,我国宋代计量学家刘承珪创制了高精度的微型杆秤—“戥子”,至今,仍有中药房在使用它。已知秤砣的质量为,零刻度线在提钮右侧、离提纽的距离为,秤盘离提纽悬挂点的距离为。当秤盘中放入一定质量的中药后,移动秤砣至杆秤水平平衡,秤砣悬挂点到提纽的距离是。不考虑秤杆的重,下列说法正确的是( )
A.秤盘的质量为 B.秤盘的质量为
C.药材的质量为 D.药材的质量为
【答案】AC
【解析】AB.不放中药时,杆秤平衡时,秤砣在零刻度线,根据杠杆平衡条件可得
解得,秤盘的质量为
故A正确,B错误;
CD.放中药后,杆秤平衡时,根据杠杆平衡条件可得
将秤盘质量代入得
解得,药材的质量为
故C正确,D错误。
故选AC。
13.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。
【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
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”跨学科活动。在王老师的指导下,他们动手制作测量范围为的杆秤,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5g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】
(1)杆秤是一种测量_____________的工具,它是利用_____________原理工作的;
(2)甲图中杠杆的支点是_____________点;(选填“A”、“B”或“O”)
【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)使用提绳1和使用提绳2时秤杆上标的“0”位置_____________(选填“相同”或“不同”);
(2)若要使杆秤的量程更大些,称量时应使用_____________(选填“提绳1”或“提绳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”)。
【答案】质量 杠杆平衡条件 B 不同 提绳1 偏小 不受影响
【解析】[1][2][3]杆秤在使用时,围绕提绳转动,秤盘和秤砣对杆秤的拉力分别相当于动力和阻力,通过调节秤砣的位置使杆秤在水平位置平衡,从而测出物体的质量,这是利用了杠杆平衡条件原理工作的。其支点在提绳的位置,即B点。
[4]根据杠杆平衡条件,在动力和阻力一定时,选用不同提绳的位置时,阻力臂不同,所以动力臂也不同,所以使用提绳1和使用提绳2时秤杆上标的“0”位置是不同的。
[5]将秤砣对秤杆拉力视为阻力,提绳越靠近秤砣,阻力臂越短,最大动力臂越长,所以,最大动力越大,即可以称量的物体最大质量越大,量程越大,所以,若要使杆秤的量程更大些,称量时应使用提绳1。
[6]秤盘磕坏一个缺口后,秤盘的质量变小,在测量同一物体时时,要使秤杆平衡,需要将秤砣向靠近支点的方向移动一些,读出的刻度值会比实际质量小,所以测量结果将偏小。
[7]在秤盘底粘一块橡皮泥后调零,说明杆秤的零刻度线恢复到正常状态,在后续测量时,平衡条件的应用不受影响,所以测量结果将不受影响。
15.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,项目式学习小组学习了杠杆的知识后,开启设计并制作杆秤的实践活动。
(1)选取一根粗细均匀且较光滑的长竹筷、塑料盘、细线、重物,按如图甲所示用小刀在长竹筷上、处刻刀口,用以固定秤盘和提纽位置。提纽位置处即是杠杆的_________(填“动力作用点”“阻力作用点”或“支点”)。
(2)定盘星:秤盘不放物体时,提起提纽,调节秤砣位置使秤杆在________位置平衡,用记号笔标出秤砣细线在秤杆上的位置,标记为“0”(杆秤的零刻度)。
(3)定星花:在秤盘上放100g的钩码,调节秤砣位置使秤杆水平平衡,标出秤砣细线在秤杆上的位置,如图乙所示,记为100。根据杠杆平衡条件:____________(用字母表示),可推导出秤杆的刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。将0到100之间分为10等份,依次标上刻度。
(4)定测量范围:按每一等份_______推算,在秤杆的最远端标出最大称量值。
(5)测量零刻度线到提纽的距离,刻度线到提纽的距离。将橡皮擦放入秤盘,调节秤砣使秤杆水平平衡,此时秤砣细线到提纽距离为,则橡皮擦的质量为__________g。
(6)若要用该杆秤称量更大质量的物体(超出最大称量值),请提出一条改进的方法是___________________。
【答案】(1)支点 (2)水平 (3) 均匀 (4)10 (5)10
(6)在秤砣不变时,将提纽适当向左移动
【解析】(1)用以固定提纽和秤盘位置,提纽位置B即是杠杆绕着转动的点,是支点。
(2)秤盘不放物体时,提起提纽,调节秤砣位置使杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(3)定盘星:在秤盘上放100g砝码,手提提纽,调节秤砣位置使秤杆在水平位置平衡,标出秤砣细线在杆上位置D,记为100g。根据杠杆平衡条件,开始时
放上物体后有
故
因为是正比例函数,所以刻度是均匀的。
(4)将0到100之间分为10等份,按每一等份10g。
(5)在秤盘上放100g的钩码时,由可得①
将橡皮擦放入秤盘时,由可得②
联立①②得
即橡皮擦的质量为10g。
(6)若要用此杆秤称量更大质量的物体,在秤砣不变时,将提纽适当向左移动,可减小AB的距离,增大CD'的距离,可使此杆秤称量更大质量的物体。
16.实验小组为探究“杠杆的平衡条件”,准备了以下器材:刻度均匀的杠杆、铁架台、若干钩码、圆盘等。
(1)如图甲,小明将杠杆安装到铁架台上,静止放置,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)侧适当调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,B点挂2个钩码,此时杠杆再次在水平位置平衡。完成此操作后,下一步小明不能做的是______(填序号);
A.读取此时杠杆上力和力臂的数据,找到其中的规律,得出杠杆的平衡条件
B.保持右侧钩码不动,改变左侧钩码数量并适当移动,使杠杆再次在水平位置平衡
C.同时改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次在水平位置平衡
(3)同组的小华认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确,他们制作了一个密度均匀的圆盘,圆盘可以绕着圆心O转动。如图丙所示,在点C和点D分别悬挂钩码,使圆盘平衡。接下来她应将挂在点D的钩码先后挂在圆盘上的______两个点上,观察圆盘是否平衡;
拓展:小聪利用身边的材料模仿中药房的戥(dēng)秤制作了杆秤,如图a、b所示,用轻质细木棒做的杆秤长30cm,用0.2kg的铁块做秤砣,距木棒一端4cm处的O点系上提纽线。如图c所示,被测物体的质量m物=______。如图a所示,提纽1与提纽2之间的距离是1cm,假如换提纽2,秤砣的位置不变,重新达到平衡,称量物的质量m=_______。杆秤的最大称量是_________。
【答案】(1) 平衡 右 (2)A (3) E、F 1kg 1.4kg 1.8kg
【解析】(1)[1]杠杆在力的作用下静止或缓慢匀速转动时,杠杆都处于平衡状态,杠杆右高左低,不处于水平位置,但是只要杠杆静止,杠杆就是处于平衡状态。
[2]杠杆左端下沉,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,这样便于在杠杆上测量力臂的大小。
(2)A.完成此操作后,仅凭一次测量数据,就找到其中的规律,太具有偶然性,不能据此得出杠杆的平衡条件,下一步进行A操作是不行的,故A符合题意;
BC.为了得出普遍结论,应该多次改变力和力臂的大小继续实验,可以保持一侧不动、改变另一侧,或同时改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次在水平位置平衡并读取测量数据,下一步进行B、C操作均可以,故B、C不符合题意。
故选A。
(3)[1]要探究“支点到力的作用点的距离”会不会影响杠杆的平衡,应保持杠杆平衡,改变支点O到力的作用点的距离;由图丙可知,左右两边对圆盘的拉力不变,左边力臂不变,根据杠杆的平衡条件知道,要使圆盘平衡,右边力臂也应保持不变;所以接下来她应将挂在D点的钩码先后挂在E、F两个点进行实验,这样既改变了点O到力的作用点的距离,又使右边的力臂保持不变。
[2]由图b、c可知,杆秤的支点为提纽1所在的O点,动力为秤砣的重力,动力臂l1=20cm,阻力为被测物体的重力,阻力臂l2=4cm,根据杠杆的平衡条件,
解得,被测物体的质量
[3]由图a、c可知,换了提纽2,杆秤的支点左移1cm,秤砣的位置不变,则动力G1不变,动力臂l'1=21cm,阻力为新被测物体的重力,阻力臂l'2=3cm,根据杠杆的平衡条件,
解得,新被测物体的质量
[4]杆秤要达到最大称量,应使杠杆最省力,动力臂和阻力臂的比值最大,由图a、b可知,此时应使杆秤的支点在提纽2,秤砣移到秤杆的最右端,因挂钩的位置不变,则动力G1不变,动力臂
阻力为被测物体的最大重力,阻力臂仍为l'2=3cm,根据杠杆的平衡条件,
解得,被测物体的最大质量即杆秤的最大称量
17.在青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为______g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为______cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为______cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为______;
(5)制作好的密度计还可以测算某些固体的密度。小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为______。
【答案】(1)25 (2)5 (3)25 (4)0.8 (5)2.5
【解析】(1)物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空塑料杯质量为
(2)空杯子重力为
秤砣重力为
根据杠杆平衡条件可得,所以此刻度线到提挂点P距离为
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
水的重力为
根据杠杆平衡条件可知,所以此刻度线到提挂点P距离为
(4)将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为,由图丙可知,刻度在第8小格,所以待测液体的密度为。
(5)“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份长度为2cm,秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到0距离为10cm,“0.5”刻度到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得A处绳子拉力为
则石块的重力为
石块的质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度到提挂点P距离为31cm,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块的体积为
所以石块的密度为
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12.2 跨学科实践:制作简易杆秤
01导图速览
02必备知识
►知识点1 杆秤的结构和制作原理
►知识点2 制作简易杆秤
►知识点3 测试与改进
03分层训练
基础练
提升练
知识点1 杆秤的结构和制作原理
1、杆秤的结构
杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码)和盘、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。
秤杆
杆秤的主体,实际上是一个杠杆
秤星
是杆秤的标度,多为金属小圆点状,分布均匀
提钮
是杠杆的支点。通常的杆秤有两个秤纽,一个称量较大质量的物体时使用,一个称量较小质量的物体时使用,简易的杆秤只用一个提钮即可
秤砣
相当于天平的砝码,一般由金属制成,挂在秤杆上,是测量时主要的调节对象
挂钩(或秤盘)
悬挂或放置被测物体的工具
2、制作原理
动力×动力臂=阻力×阻力(F1l1=F2l2),由公式可知,当阻力和动力臂一定时阻力臂与动力成正比。由此可知,杆秤上的刻度是均匀的。称量时将被称物体放在秤盘中,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。
3、刻度的标定
(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。
(2)标准刻度的标定:在确定好定盘星(零刻度线)后,即可进行精准刻度标注。
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,然后均匀地平分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。
知识点2 制作简易杆秤
1、材料与工具
(1)材料:木棍或竹棍(作为秤杆,特点:硬棒,不易变形)、细线或细钢丝(作为提纽和秤绳)、砝码或钩码(作为秤砣)、硬纸板或木板(制作秤盘)。
(2)工具:锯子、锤子、钉子、钻子、砂纸、一把刻度尺、一支记号笔等。
2、制作过程
(1)制作秤杆:用锯子将竹棍或木棍锯成约40 cm长度,用砂纸打光滑。
(2)制作秤盘:用硬纸板或木板制作一个秤盘。
(3)安装提纽和秤盘:在秤杆的一端刻一个槽A,在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把秤盘挂在槽A处,在槽B处系一根细线或细钢丝作为提纽。
(4)定零刻度位置: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O,用记号笔标记此位置。
(5)定标度、测量范围: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O到C之间均匀地画上49条刻度线,每一格就表示2g。
知识点3 测试与改进
1、提高杆秤称量的精度
(1)使用质量较小的秤砣: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,但移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。
(3)减小分度值也能提升测量的准确性。
(4)测量的时候一定要调节杆秤水平平衡,如果长端下倾会导致测量值偏大,如果长端上翘会导致测量值偏小。
2、增大杆秤的量程
(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。
基础练
1.杆秤是我国传统的称量工具,凝聚着我国古代劳动人民的智慧。如图所示,在制作和使用简易杆秤的过程中,下列说法中正确的是( )
A.杆秤是一种测量重力的工具
B.若秤砣磨损,则杆秤所测物体的质量会偏小
C.若秤砣位置不动,出现图中左低右高现象,应增加秤盘中的物品
D.杆秤的提纽相当于杠杆的动力作用点
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.如图所示为我国传统杆秤及简化示意图,提钮O为支点,被测物体挂在A端,秤砣挂在B端可左右移动。已知被测物体质量为2kg,,(不计秤杆自重),则下列说法正确的是( )
A.该杆秤在水平位置平衡时,相当于一个等臂杠杆
B.保持物体和提钮位置不变,若要称量更重的物体,应将秤砣向左移动
C.该杆秤所用的秤砣质量为500g
D.若把提钮的位置向右移动。可以增大杆秤的量程
4.杆秤曾是我国民间重要的度量工具。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤,如图所示,,,秤砣的质量为。使用时将货物挂在秤钩上,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,可读出货物的质量。秤砣最远可移至点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.杆秤总是省力杠杆
B.杆秤点应标定出刻度值为
C.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
D.如果要增大杆秤的量程可将提纽向点移动
5.(多选)杆秤是我国古代沿用至今的称量工具,如图是小明制作的杆秤的示意图,使用时,将待称物体挂在秤钩上,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,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量,此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.生活中使用的秤杆粗细并不均匀,但秤的刻线分布是均匀的
B.提C处秤纽时,此秤的最大称量是10kg
C.若想增大该秤的最大称量,可换质量更大的秤砣
D.此秤的秤砣的质量约为0.43kg
6.(多选)如图是跨学科实践活动小组制作的简易杆秤。现调节秤砣的位置,使秤杆水平平衡。关于图中杆秤的说法正确的是( )
A.工作原理是杠杆平衡条件
B.此时提纽的位置即为定盘星(零刻度线)
C.秤杆上的刻度是不均匀的
D.换用质量更大秤砣可增大杆秤的称量
7.(多选)《墨经》中记述了杆秤的原理,如图所示,把物品放在秤盘内,提着秤纽,将秤砣(权)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。不改变秤纽,下列说法正确的是( )
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,左端一定上扬
D.若“权”发生磨损,则测得的物品质量偏大
8.(多选)如图是利用杆秤称量物体质量的情景,将货物放在秤盘中,用手提起或处的秤纽,调整秤砣悬挂的位置,当秤杆水平平衡时,即可从秤杆上的刻度线读出货物的质量。离秤纽最远的刻度线在点,下列说法正确的是( )
A.图中杆秤可视为一根以为支点的杠杆
B.使用磨损的秤砣称量会使称量结果偏大
C.秤砣位于点,提起提纽能称量的物体质量最大
D.杆秤水平静止时,手对秤纽的拉力等于货物的重力
9.小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤,提纽所处位置相当于杠杆的______,这把杆秤在不挂秤砣、不放物体时,提起提纽,恰好能水平平衡。使用它称更轻的物体时,秤砣要离提纽更______(选填“近”或“远”)。在秤盘中放入物体后,将100g的秤砣移至B处时,秤杆再次水平平衡,此时,则物体的质量为______g。
10.如图1所示,戥子是宋代刘承珪发明的小型杆秤,作为我国古代衡器的杰出代表,它承载着中医药文化“精微精准”的千年智慧,至今仍在中药房中被沿用。如图2所示为戥子示意图,O为支点,A点悬挂药材,B点悬挂秤砣。药师为调配一剂对症良方,用戥子称得药材质量为120g,此时。若不计杆秤自重,则秤砣的质量为________g。接着,药师需称取30g人参片入药。为恪守“分毫不差”的制药古训,他应将秤砣向________(选填“左”或“右”)侧移动。
11.科技小组成员小渝利用轻质细杆制作了一个杆秤,如图所示,已知AB长度为10 cm,秤盘质量为0.5 kg,秤砣质量为2.5 kg,则该杆秤零刻度线的位置应在B点右侧________cm的位置;如果秤砣磨损了一部分,则它称量出的质量会比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用,杆秤是利用________原理制成。如图所示,已测得刺五加药材质量是120g,其中OB=3OA,若不计杆秤自重,则秤砣的质量约为________g。接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的________(选填“左”或“右”)侧移动。
13.湘西集市上,老奶奶用杆秤称量湘西腊肉,已知腊肉重10N,对杆秤的拉力为阻力,阻力臂为10cm,秤砣重力为5N,杆秤水平平衡时,动力臂为_______m;若秤砣磨损,称量出的腊肉质量会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,用来测量物体的质量。自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及300g的秤砣构成,如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,秤杆在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物的质量为_______kg;往秤盘中再增加30g的物体,秤砣需要从B处向右移动_______cm才能维持秤杆水平平衡。
15.我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展有关杆秤的项目式学习。
【项目任务】制作简易杆秤。
【产品制作】
(1)如图甲,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,这样是为了把____________点当做支点;
(2)如图甲,空盘时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;
【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;
(4)要想增大杆秤的最大测量值,理论上可以采用哪些方法来进行改进?_________________(列出一种方法)。
16.小明用如图甲所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)小明改变支点两侧钩码的位置和数量,进行多次实验,得到如下表数据:
实验序号
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
①
1
20
2
10
②
2
15
1.5
20
③
3
5
1
15
分析数据,可得出杠杆的平衡条件是:___________________(用字母表示)。
(3)实验结束后,小明根据得出的规律自制了一把杆秤,如图乙所示。使用一段时间后,若秤砣出现磨损,则该杆秤所测物体的质量将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17.跨学科实践
制作简易杆秤
中药房使用的杆秤,在我国有几千年的历史。如图甲所示,盘中置物,手提提纽,移动秤砣,使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动,请你根据活动过程,完成下列问题。
(1)杆秤根据杠杆平衡条件制成。如图乙,用轻质木棒作为秤杆,细线系上一个质量为m的物体作为秤砣,空小盆挂在A点作为秤盘,在O点挂粗绳作为提纽,___________点相当于杠杆的支点。
(2)图乙中,秤盘内未放称量物,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记,该标记处对应的刻度为__________g。
(3)图乙中,当称量物质量增大时,秤砣应向___________(选填“左”或“右”)移动。
(4)为了增大杆秤量程,可采用___________(选填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
18.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 ___________ 。
19.在跨学科实践活动中,同学们用粗细均匀长约40cm 的木棍、一个50g 的钩码、一个100g的砝码、一个小盆、细线若干、一把刻度尺、一只记号笔制作简易杆秤。
(1)用细线系一个50g 的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A 点作为秤盘,在O点系一根绳作为提纽,则_____点是该杠杆的支点。调节秤砣的位置使秤杆在水平位置平衡,标记此时细线在秤杆上的位置作为杆秤的定盘星,该位置对应的刻度值为_____g;
(2)如图所示,在秤盘中放100g的砝码,手提提纽,调节秤砣的位置使秤杆在水平位置平衡,标记细线在秤杆上的位置B,该位置对应的刻度值为_____g,在O点和B点之间均匀地画上24条刻度线,则该杆秤的分度值是_____g;
(3)在利用杆秤称量过程中,若秤杆左低右高,需要将秤砣往_____侧移动,直至秤杆在_____位置平衡;
(4)杆秤测量物体质量的工作原理是______________。
(5)在不增加实验器材的前提下,想要增大该杆秤的测量范围,可采取的方法:______________
20.杆秤作为华夏国粹,制作轻巧、使用方便,曾是商品流通中的重要度量工具。
【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,
根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
制作杆秤时要考虑:材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:选择秤杆时必须考虑________(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在秤杆左端选择两点依次标上A、B,在秤杆的B处系上绳子作为提纽;将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘;将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣;手提提纽,若A端偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,使秤杆在水平位置平衡,如图所示,此时在________(选填“提纽”或“秤砣”)的位置标“0”刻度线;
②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤(“0”刻度线已标),请为杆秤标注刻度,简要叙述操作方案:_________。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,
秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm,则此土豆的质量为_______g。
(4)交流评估:质量不同的秤盘_______(选填“会”或“不会”)影响零刻度线的位置;为增大杆秤的最大称量值,可采取的方法是______。(写出一种即可)
21.杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具。如图的杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O,不计秤杆自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知,,秤砣的质量为1kg。求:
(1)秤砣的重力
(2)被称物体的重力。
22.杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图是小明同学在跨学科实践活动中制作的杆秤,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10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
(1)要达到最大称量,应提起秤纽______;
(2)求秤砣的质量;
(3)求距离C点12.5cm处的刻度值。
23.如图甲所示,一带挂钩的轻质杆,其质量忽略不计,挂钩A距离杆B端40cm。某同学在O点安装了一提纽,制作成了简单的杆秤,如图乙所示,OB=34cm,将一物体挂在挂钩上,20g的秤砣(钩码)移至D点时,杆秤恰好水平平衡,DB=16cm,g取10N/kg。
(1)求秤砣所受的重力。
(2)求被称物体的质量。
(3)若不改变秤砣的质量,需要使杆秤的最大称量质量增大为140g,则提纽O应安装在什么位置?
提升练
1.如图所示,是小蕾制作的简易杆秤。她用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100 g的物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是( )
A.该自制杆秤的每一小格表示的质量约2.04 g
B.若秤砣磨损,则测量结果小于被测物体质量
C.只增大秤砣的质量,就能增大该杆秤的量程
D.用杆秤称量时,若B端翘起,只通过向秤盘中增加物体,杆秤就能恢复水平平衡
2.如图甲所示,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,希望孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图乙所示,小孩和篮子的总质量为,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时,。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的支点是
B.该秤砣的质量为
C.要使该杆秤的称量范围变大,可以换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在点左边
3.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
4.在科技文化节中,小涛同学制作了如图所示的机械装置。轻质细杆长为,他将金属筐系于细杆上的端,测得,当悬吊点移至点时,在端用弹簧测力计竖直向下拉细杆,杆在水平位置静止时弹簧测力计示数为。称重时,将重物放入金属筐中,用弹簧测力计竖直向下拉住轻杆的端,使之再次在水平位置平衡。下列说法正确的是( )
A.金属筐质量为
B.当重物的质量为时,弹簧测力计示数为
C.若悬吊点向点左侧移动,为使细杆在水平位置平衡,应减小处弹簧测力计拉力
D.装置中用秤砣替换弹簧测力计制成杆秤,杆秤0刻度线应在点左侧处
5.小明家中有一把旧杆秤,该杆秤遗失了秤砣,而且刻度大多数模糊不清,只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。他用刻度尺测量出该杆秤的相关长度,测量结果如图所示。小明接着对杆秤的重心(不包括秤砣)和秤砣质量进行判断,其中正确的是( )
A.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为3.0kg
B.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为1.5kg
C.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为1.5kg
D.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为3.0kg
6.小明家有一把杆秤,如图所示,秤钩上不挂物体时提住秤纽,将秤砣移动至定盘星处时,秤杆恰能水平平衡,当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时,即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是( )
A.定盘星是秤杆的支点
B.杆秤是一种等臂杠杆
C.所挂物体加重时,秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡
D.使用已磨损的秤砣测量时,测量值比真实值偏小
7.杆秤是我国古代沿用至今的称量工具,如图是小明制作的杆秤的示意图。使用时,将待称物体挂在秤钩上,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,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.因杆粗细不均匀,所以秤的刻线分布也不均匀
B.提C处秤纽时,此秤的最大称量是10kg
C.若想增大该秤的最大称量,可换质量更大的秤砣
D.此秤的秤砣的质量约为1kg
8.墨家是我国古代的一个学派,这个学派的成员多来自生产第一线,有丰富的技术知识和刻苦的钻研精神,研究科学技术的风气特别盛。关于杆秤《墨经》一书中记载: “衡,加重于其一旁,必捶。权重相若也,相衡。则本短标长,两加焉重相若,则标必下,标得权也”。有关它的说法正确的是 ( )
A.“标”、“本”表力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.“权”小于“重”平衡时,“标”一定大于“本”
9.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
10.(多选)用一根筷子做秤杆,纸盘做秤盘,用细线系住的20g钩码做秤砣,制作一个杆秤。秤盘中不放物体时提起提纽,调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,此时秤砣上细线在秤杆上的位置标记为0g,如图所示。借助一个100g的砝码确定刻度线的位置,下列做法正确的是( )
A.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
B.正确标记100g位置后,在0和100g之间均分10等分,确定分度值为1g
C.换用40g的秤砣,该杆秤的量程会增大
D.要增大该杆秤的量程,可使秤盘位置不动,将提纽向右移动,并重新标记刻度
11.(多选)跨学科实践课上,小明制作的杆秤如图所示。使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C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10 kg。AB、BC、BD的长度如图所示,秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,下列说法正确的是( )
A.秤砣的质量是1 kg
B.提起B秤纽,可以达到最大称量
C.距离C点15 cm处有两个刻度,分别为1.2 kg和3.6 kg
D.称量质量约为0.5 kg的物体时,使用C秤纽可以提高称量的精度
12.(多选)1000多年前,我国宋代计量学家刘承珪创制了高精度的微型杆秤—“戥子”,至今,仍有中药房在使用它。已知秤砣的质量为,零刻度线在提钮右侧、离提纽的距离为,秤盘离提纽悬挂点的距离为。当秤盘中放入一定质量的中药后,移动秤砣至杆秤水平平衡,秤砣悬挂点到提纽的距离是。不考虑秤杆的重,下列说法正确的是( )
A.秤盘的质量为 B.秤盘的质量为
C.药材的质量为 D.药材的质量为
13.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。
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”跨学科活动。在王老师的指导下,他们动手制作测量范围为的杆秤,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5g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】
(1)杆秤是一种测量_____________的工具,它是利用_____________原理工作的;
(2)甲图中杠杆的支点是_____________点;(选填“A”、“B”或“O”)
【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)使用提绳1和使用提绳2时秤杆上标的“0”位置_____________(选填“相同”或“不同”);
(2)若要使杆秤的量程更大些,称量时应使用_____________(选填“提绳1”或“提绳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.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,项目式学习小组学习了杠杆的知识后,开启设计并制作杆秤的实践活动。
(1)选取一根粗细均匀且较光滑的长竹筷、塑料盘、细线、重物,按如图甲所示用小刀在长竹筷上、处刻刀口,用以固定秤盘和提纽位置。提纽位置处即是杠杆的_________(填“动力作用点”“阻力作用点”或“支点”)。
(2)定盘星:秤盘不放物体时,提起提纽,调节秤砣位置使秤杆在________位置平衡,用记号笔标出秤砣细线在秤杆上的位置,标记为“0”(杆秤的零刻度)。
(3)定星花:在秤盘上放100g的钩码,调节秤砣位置使秤杆水平平衡,标出秤砣细线在秤杆上的位置,如图乙所示,记为100。根据杠杆平衡条件:____________(用字母表示),可推导出秤杆的刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。将0到100之间分为10等份,依次标上刻度。
(4)定测量范围:按每一等份_______推算,在秤杆的最远端标出最大称量值。
(5)测量零刻度线到提纽的距离,刻度线到提纽的距离。将橡皮擦放入秤盘,调节秤砣使秤杆水平平衡,此时秤砣细线到提纽距离为,则橡皮擦的质量为__________g。
(6)若要用该杆秤称量更大质量的物体(超出最大称量值),请提出一条改进的方法是___________________。
16.实验小组为探究“杠杆的平衡条件”,准备了以下器材:刻度均匀的杠杆、铁架台、若干钩码、圆盘等。
(1)如图甲,小明将杠杆安装到铁架台上,静止放置,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)侧适当调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,B点挂2个钩码,此时杠杆再次在水平位置平衡。完成此操作后,下一步小明不能做的是______(填序号);
A.读取此时杠杆上力和力臂的数据,找到其中的规律,得出杠杆的平衡条件
B.保持右侧钩码不动,改变左侧钩码数量并适当移动,使杠杆再次在水平位置平衡
C.同时改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次在水平位置平衡
(3)同组的小华认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确,他们制作了一个密度均匀的圆盘,圆盘可以绕着圆心O转动。如图丙所示,在点C和点D分别悬挂钩码,使圆盘平衡。接下来她应将挂在点D的钩码先后挂在圆盘上的______两个点上,观察圆盘是否平衡;
拓展:小聪利用身边的材料模仿中药房的戥(dēng)秤制作了杆秤,如图a、b所示,用轻质细木棒做的杆秤长30cm,用0.2kg的铁块做秤砣,距木棒一端4cm处的O点系上提纽线。如图c所示,被测物体的质量m物=______。如图a所示,提纽1与提纽2之间的距离是1cm,假如换提纽2,秤砣的位置不变,重新达到平衡,称量物的质量m=_______。杆秤的最大称量是_________。
17.在青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为______g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为______cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为______cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为______;
(5)制作好的密度计还可以测算某些固体的密度。小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为______。
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