12.2 跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤-課件 2025-2026學(xué)年物理人教版八年級(jí)下冊(cè)

八年級(jí)下冊(cè)第十二章第2節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤簡(jiǎn)單機(jī)械目標(biāo)展示跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤物理觀念：了解桿秤的結(jié)構(gòu)，知道桿秤的測(cè)量原理，會(huì)用桿秤稱量物體的質(zhì)量科學(xué)思維：通過簡(jiǎn)易桿秤的設(shè)計(jì)與制作實(shí)踐活動(dòng)，了解從天平到桿秤的思維演變過程，發(fā)展科學(xué)思維。科學(xué)探究：經(jīng)歷設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易桿秤的實(shí)踐過程，發(fā)展創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、交流合作能力以及發(fā)現(xiàn)問題并自主解決問題的能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)我國古代桿秤文化的了解，體會(huì)我國古代科技對(duì)人類文明發(fā)展的促進(jìn)作用，增強(qiáng)文化自信。項(xiàng)目提出天平可以稱量物體的質(zhì)量。天平是等臂杠桿，物體的質(zhì)量多大就要用相同質(zhì)量的砝碼，所以砝碼質(zhì)量的大小限制了稱量物體質(zhì)量的大小。根據(jù)杠桿的平衡條件，可以通過增大砝碼一側(cè)力臂的長(zhǎng)度和減小物體一側(cè)力臂長(zhǎng)度的方法，使小質(zhì)量的砝碼與質(zhì)量較大的物體平衡，這就是桿秤的原理。項(xiàng)目提出“秤砣雖小壓千斤”，我們的祖先很早就用桿秤解決了這樣的問題。學(xué)習(xí)了杠桿平衡條件的知識(shí)，你也能制作一個(gè)簡(jiǎn)易桿秤。項(xiàng)目分析桿秤的構(gòu)造提紐秤盤秤砣秤桿桿秤由帶有秤星的秤桿、秤砣（砝碼）、秤盤、提紐等組成。稱量時(shí)將被稱物體放在秤盤中，移動(dòng)系秤砣的掛繩使秤桿平衡，根據(jù)掛繩所處的位置就可以讀出被稱物體的質(zhì)量。項(xiàng)目分析要制作桿秤，我們需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵問題。例如，應(yīng)該選擇什么材料？用什么做秤桿、秤盤？用什么做秤砣？還需要哪些材料和工具？提紐和秤盤的位置如何確定？如何確定桿秤的零刻度線位置及各刻度線？較硬、輕質(zhì)的直桿，如硬木桿或竹竿。掛上秤盤、秤砣后，能使秤桿平衡的位置即零刻度（定盤星）可稱量已知質(zhì)量的物品標(biāo)注各刻度線。根據(jù)設(shè)計(jì)的量程、秤砣的質(zhì)量以及杠桿平衡條件。項(xiàng)目分析桿秤的原理?xiàng)U秤的制作基于杠桿原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，F(xiàn)1l1＝F2l2。推導(dǎo)桿秤的原理（忽略秤桿和秤盤的重力）：項(xiàng)目分析桿秤的刻度原理OCAB如左圖，O為支點(diǎn)，C為秤盤，A為定盤星（0刻度線位置），B為秤桿和秤盤的整體重心位置。當(dāng)桿秤空盤水平平衡時(shí)：DBO如右圖，當(dāng)秤盤裝一重物，秤砣移到D處，秤桿水平平衡時(shí)：項(xiàng)目分析桿秤的刻度原理OCABDBOA項(xiàng)目實(shí)施材料準(zhǔn)備秤盤：塑料盤或紙盤秤盤：長(zhǎng)約40cm的木筷質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：100g的砝碼還需要其他輔助工具秤砣：20g的鉤碼或其他物體項(xiàng)目實(shí)施制作步驟：下圖是某同學(xué)制作的桿秤，下面是他的制作過程，供參考。1.在筷子的一端刻一個(gè)槽A，在距離槽A稍近處再刻一個(gè)槽B。把小盆掛在槽A處作為秤盤，在槽B處系一根細(xì)線作為提紐。2.用細(xì)線系一個(gè)20g的鉤碼，作為秤砣。調(diào)節(jié)秤砣的位置使秤桿平衡，這時(shí)細(xì)線在秤桿上的位置為秤的定盤星O，用記號(hào)筆標(biāo)記此位置。項(xiàng)目實(shí)施制作步驟：下圖是某同學(xué)制作的桿秤，下面是他的制作過程，供參考。3.在秤盤中放100g砝碼，手提提紐，并調(diào)節(jié)秤砣的位置使秤桿平衡。此時(shí)，標(biāo)記秤砣細(xì)線在秤桿上的位置C，并記為100g。在定盤星O到C之間均勻地畫上49條刻度線，每一格就表示2g。展示交流用制作好的桿秤稱量一些物體的質(zhì)量，再與用天平稱量的結(jié)果進(jìn)行比較。比一比誰制作的桿秤稱量最準(zhǔn)確。想一想，怎樣提高稱量的精度？你能改變提紐的位置和秤砣的質(zhì)量，制作一個(gè)可以稱量更大質(zhì)量的桿秤嗎？試試看。展示交流提高桿秤稱量精確度的方法提高桿秤稱量精確度，指在測(cè)量的質(zhì)量不變時(shí)，應(yīng)使刻度間的距離大些，即力臂l1變大。如圖所示，由杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知：當(dāng)F2、l2不變時(shí)，使用重力較小的秤砣，可以使l1增大。當(dāng)F1、F2不變時(shí)，增大提鈕到秤盤之間的距離l2，也可以使l1增大。提高桿秤稱量精確度的方法有：①使用重力較小的秤砣；②增大提鈕到秤盤之間的距離。注意：因桿秤長(zhǎng)度有限，移動(dòng)提鈕后，在精度增加的同時(shí)測(cè)量范圍會(huì)變小。展示交流增大桿秤量程的方法增大桿秤的量程，指桿秤能夠稱量質(zhì)量更大的物體，即F2最大。如圖所示，由杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知：當(dāng)l2、l1不變時(shí)，使用重力較大的秤砣，可以使F2增大。當(dāng)F1、l1不變時(shí)，減小提鈕到秤盤之間的距離l2，也可以使F2增大。增大桿秤量程的方法：增加秤砣的重力；減小提鈕到秤盤之間的距離；增加秤桿長(zhǎng)度。注意：更改砝碼、更改提鈕位置、更改桿秤長(zhǎng)度后，都需要重新確定定盤星的位置。課堂小結(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤項(xiàng)目提出：制作一個(gè)簡(jiǎn)易桿秤項(xiàng)目分析：①應(yīng)該選擇什么材料？②提紐和秤盤的位置如何確定？③如何確定桿秤的零刻度位置及各刻度線？項(xiàng)目實(shí)施：①制作秤桿；②制作秤盤；③裝提紐和秤砣。④標(biāo)記零刻度線（定盤星的位置）及其他刻度線。展示交流：①檢驗(yàn)桿秤；②測(cè)量物體質(zhì)量；③提高精度，增大量程等。達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理，如圖所示，“權(quán)”“重”對(duì)應(yīng)物理學(xué)中的力，“標(biāo)”“本”對(duì)應(yīng)物理學(xué)中的________；當(dāng)“重”增大時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向______（選填“A”或“O”）移動(dòng)，才能平衡；若將提紐O向B端移動(dòng)一些，桿秤測(cè)量范圍變______（選填“大”或“小”）。

力臂A大達(dá)標(biāo)檢測(cè)2.我國民俗活動(dòng)豐富多彩，在立夏時(shí)節(jié)，有的地方會(huì)給孩子稱體重，俗稱“立夏秤人”。如圖所示，小孩和籃子的總質(zhì)量為10kg，使桿秤處于水平平衡狀態(tài)（忽略繩重和桿重），此時(shí)OA＝3c