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(共22張PPT)
第十二章 簡單機械
第2節 跨學科實踐：制作簡易桿秤
桿秤是我國測量質量的傳統工具，它以帶有星點標識的木桿或金屬桿為主體，并配有秤砣、砣繩和秤盤。
桿秤是怎么稱出物體的質量的呢 讓我們通過制作一把簡易桿秤 來探究其中的原理吧。
1.深入理解杠桿的支點、動力、阻力以及動力臂和阻力臂等基本概念；
3.通過制作桿秤，培養設計方案、動手操作及與他人合作的能力。
2.利用杠桿平衡條件初步學習如何制作桿秤；
桿秤由帶秤星的秤桿、秤砣（砝碼）、秤盤、提紐等組成。
秤桿
秤砣
秤盤
提紐
使用：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
原理：如圖，秤桿相當于杠桿，提紐 B 相當于其支點，桿秤的重力為 G秤(包括秤桿、秤盤的重力，不包括秤砣的重力)，重心在 D 點。
秤桿在水平位置平衡時，由杠桿的平衡條件可得
G物lAB+G秤lBD=G砣lBC，
即m物lAB+m秤lBD=m砣lBC。若不計桿秤的重力，則有
m物lAB=m砣lBC。
制作：要制作桿秤，我們應該選擇什么材料？提紐和秤盤的位置如何確定？如何確定桿秤的零刻度位置及刻度線？
秤桿
秤砣
秤盤
提紐
請你發揮自己的聰明才智，認真思考前面提出的問題，并利用身邊常見的材料，制訂具體的制作方案。
材料：一根長度約為 40 cm 的木制筷子，一個小盆，一個 20 g 鉤碼，一個 100 g 砝碼，細線若干，一把刻度尺，一支記號筆等。
項目實施
1. 確定提紐位置：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. 確定定盤星位置：用細線系一個 20 g 的鉤碼，作為秤砣。調節秤砣的位置使桿秤平衡，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，如圖。
制作過程
3. 確定刻度線：在秤盤中放 100 g 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 100 g。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 2 g，如圖。
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更準確。
某同學制作的桿秤
展示交流
減小秤砣的質量；適當增加 AB 的距離等。
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？
增大秤砣的質量；適當減小 AB 的距離等。
深度思考 1 . 圖甲中，桿秤有兩個提紐，你認為使用哪一個提紐時的測量范圍更大，其理由是什么？
使用提紐2時桿秤的測量范圍更大；理由：結合杠桿的平衡條件，由圖4甲可知，使用提紐2，將秤砣置于最遠處時，l2最小而l1最大，m砣一定，此時對應的m物最大，故其測量范圍更大。
深度思考2. 圖乙中秤桿上標“0”刻度線的目的是什么？懸掛的秤盤質量不同時，會不會影響“0”刻度線的位置？
秤桿自身的重心不是位于B點，所以秤桿上需要標“0”刻度線，即秤砣在“0”點時與桿秤自重平衡；根據杠桿平衡原理，懸掛的秤盤質量不同時，會影響“0”刻度線的位置。
深度思考3 . 定刻度線時，小科和小思采用不同的方法：你認為按照誰的方法去做更合理，原因是什么？
小科：先在秤盤上放1 g 的物體，移動秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態，在秤砣所掛的位置標上1；然后在秤盤上放2 g 的物體……按上述方法直至標出所有刻度線；
小思：在秤盤上放2 0 g 砝碼，移動秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態，在秤砣所掛的位置標上2 0，將0 和20 之間均分為2 0 等份，依次標上相應刻度線對應的示數。
小思；根據杠桿平衡條件可知，所稱物體的質量與秤砣掛線處到提紐處的距離成正比，故桿秤的刻度線是均勻分布的，定刻度線時，小科的方法比較麻煩，而小思的方法比較簡單，更合理。
深度思考4. 若秤砣上粘上了一塊橡皮泥，那么使用該桿秤，測量結果將怎樣變化，原因是什么？
偏?。辉颍撼禹壬险成狭艘粔K橡皮泥，秤砣的質量增大，即F1 增大，根據杠桿平衡條件可知，在F2l2不變時若F1增大，則l1 變小，即測量值偏小。
制作簡易桿秤
項目提出
制作一個簡易桿秤
展示交流
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
1.檢驗桿秤；
2.測量物體質量；
3.提高精度，增大量程等。
項目分析
項目實施
1.設計桿秤，確定制作的材料；
2.組裝桿秤；
3.確定零刻度線、量程和分度值。
1. 制作完畢后，小明小組若要增大桿秤的稱量范圍，下列操作可行的是 ( )
A. 將C點向左移 B. 將O點向右移
C. 增大秤盤的質量 D. 增大秤砣的質量
2. 使用桿秤的過程中，小組的同學不慎將秤砣弄缺損了，則桿秤所測的質量值_____(選填“大于”“小于”或“等于”)被測物體的真實質量值。
D
大于
3. 小明小組通過尋找生活中的桿秤發現，實際的桿秤有兩個提紐(分別固定于B、C兩點)，如圖所示。已知AC＝3AB，BD∶CD＝10∶9。利用提紐1時，D處刻度值為5 kg，則利用提紐2時，D處對應的刻度值為____kg (秤桿、秤鉤和提紐的質量均忽略不計)。由此可知，桿秤使用提紐___時量程更大，使用提紐___時更精確。
1. 5
1
2
4. 如圖所示，另一小組利用一個質量為1 kg的秤砣，一根總長度為1 m粗細均勻、質量均勻分布的金屬細管AB，一只金屬框，制成了一個桿秤，移動懸吊點至O點時，杠桿恰好在水平位置平衡(此時未掛秤砣)，測得OB為4 cm，稱重時(根據物重大小秤砣可在OA之間移動至重新平衡)為了從桿秤上準確讀出重物的質量，從O點開始，沿OA每隔1 cm標出對應的質量刻度，則該桿秤的分度值為______kg。懸掛的秤盤質量
不同___(選填“會”或“不會”)
影響“0”刻度的位置。
0. 25
會

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