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八年級下冊第十二章第2節跨學科實踐:制作簡易桿秤簡單機械目標展示跨學科實踐:制作簡易桿秤物理觀念:了解桿秤的結構,知道桿秤的測量原理,會用桿秤稱量物體的質量科學思維:通過簡易桿秤的設計與制作實踐活動,了解從天平到桿秤的思維演變過程,發展科學思維。科學探究:經歷設計和制作簡易桿秤的實踐過程,發展創新能力、動手實踐能力、交流合作能力以及發現問題并自主解決問題的能力。科學態度與責任:通過對我國古代桿秤文化的了解,體會我國古代科技對人類文明發展的促進作用,增強文化自信。項目提出天平可以稱量物體的質量。天平是等臂杠桿,物體的質量多大就要用相同質量的砝碼,所以砝碼質量的大小限制了稱量物體質量的大小。根據杠桿的平衡條件,可以通過增大砝碼一側力臂的長度和減小物體一側力臂長度的方法,使小質量的砝碼與質量較大的物體平衡,這就是桿秤的原理。項目提出“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。學習了杠桿平衡條件的知識,你也能制作一個簡易桿秤。項目分析桿秤的構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。稱量時將被稱物體放在秤盤中,移動系秤砣的掛繩使秤桿平衡,根據掛繩所處的位置就可以讀出被稱物體的質量。項目分析要制作桿秤,我們需要考慮幾個關鍵問題。例如,應該選擇什么材料?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)可稱量已知質量的物品標注各刻度線。根據設計的量程、秤砣的質量以及杠桿平衡條件。項目分析桿秤的原理桿秤的制作基于杠桿原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂,F1l1=F2l2。推導桿秤的原理(忽略秤桿和秤盤的重力):項目分析桿秤的刻度原理OCAB如左圖,O為支點,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。當桿秤空盤水平平衡時:DBO如右圖,當秤盤裝一重物,秤砣移到D處,秤桿水平平衡時:項目分析桿秤的刻度原理OCABDBOA項目實施材料準備秤盤:塑料盤或紙盤秤盤:長約40cm的木筷質量標準: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目實施制作步驟:下圖是某同學制作的桿秤,下面是他的制作過程,供參考。1.在筷子的一端刻一個槽A,在距離槽A稍近處再刻一個槽B。把小盆掛在槽A處作為秤盤,在槽B處系一根細線作為提紐。2.用細線系一個20g的鉤碼,作為秤砣。調節秤砣的位置使秤桿平衡,這時細線在秤桿上的位置為秤的定盤星O,用記號筆標記此位置。項目實施制作步驟:下圖是某同學制作的桿秤,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,并調節秤砣的位置使秤桿平衡。此時,標記秤砣細線在秤桿上的位置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量,再與用天平稱量的結果進行比較。比一比誰制作的桿秤稱量最準確。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量,制作一個可以稱量更大質量的桿秤嗎?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,指在測量的質量不變時,應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F2、l2不變時,使用重力較小的秤砣,可以使l1增大。當F1、F2不變時,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:因桿秤長度有限,移動提鈕后,在精度增加的同時測量范圍會變小。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l2、l1不變時,使用重力較大的秤砣,可以使F2增大。當F1、l1不變時,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;增加秤桿長度。注意:更改砝碼、更改提鈕位置、更改桿秤長度后,都需要重新確定定盤星的位置。課堂小結跨學科實踐:制作簡易桿秤項目提出:制作一個簡易桿秤項目分析:①應該選擇什么材料?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?項目實施:①制作秤桿;②制作秤盤;③裝提紐和秤砣。④標記零刻度線(定盤星的位置)及其他刻度線。展示交流:①檢驗桿秤;②測量物體質量;③提高精度,增大量程等。達標檢測1.我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理,如圖所示,“權”“重”對應物理學中的力,“標”“本”對應物理學中的________;當“重”增大時,應把“權”向______(選填“A”或“O”)移動,才能平衡;若將提紐O向B端移動一些,桿秤測量范圍變______(選填“大”或“小”)。

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

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