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(共20張PPT)
第2節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐 制作簡(jiǎn)易桿秤
八年級(jí)物理下冊(cè) 人教版
第十二章——簡(jiǎn)單機(jī)械
教學(xué)目標(biāo)
一
02
通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，經(jīng)歷觀察物理現(xiàn)象過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ治龈爬ā⑺季S能力。
科學(xué)思維
01
知道什么是浮力及浮力產(chǎn)生的原因，知道浮力的大小跟哪些因素有關(guān)；學(xué)習(xí)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力的大小。
物理觀念
03
通過(guò)實(shí)驗(yàn)與探究，感受浮力、認(rèn)識(shí)浮力；經(jīng)歷探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的過(guò)程，學(xué)習(xí)使用控制變量法。
科學(xué)探究
04
親身參與科學(xué)探究的過(guò)程，在活動(dòng)中大膽提出自己的猜想，能實(shí)事求是地記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出自己的見(jiàn)解，有與他人合作交流的愿望。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
教學(xué)引入
二
在菜市場(chǎng)買(mǎi)菜時(shí)，你是否有注意到，攤販們常使用什么工具稱量菜品的......
6斤2兩
電子秤
桿秤
3斤3兩
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
在實(shí)驗(yàn)室通常使用天平稱量物體的質(zhì)量。若要使用天平稱量質(zhì)量較大的物體，會(huì)不會(huì)很不方便
桿秤或許是個(gè)不錯(cuò)的選擇
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
桿秤是中國(guó)最古老也是現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂玫姆Q量工具，“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(wèn)題，映射出中國(guó)古代勞動(dòng)人民的聰明才智，具有悠久的歷史特征。
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)目提出】
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
1.桿秤的結(jié)構(gòu)及使用
桿秤由帶有秤星的秤桿、秤砣(砝碼)、秤盤(pán)、提紐等組成。
稱量時(shí)將被稱物體放在秤盤(pán)中，將秤砣撥至合
適的位置使桿秤水平靜止后，對(duì)應(yīng)的刻度值即
為被稱物體的質(zhì)量。
提紐
秤桿
秤盤(pán)
秤砣
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
2.桿秤的原理
桿秤的制作基于杠桿原理，即動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
在桿秤中，阻力為秤盤(pán)和被測(cè)物的重力，動(dòng)力為秤砣的重力，通過(guò)調(diào)整秤砣的位置使秤桿保持水平平衡，從而測(cè)量出物體的質(zhì)量。
F2
O
F1
l1
l2
F1l1=F2l2
G物l2=G砣l1
m物gl2=m砣gl1
在測(cè)量物體的質(zhì)量，桿秤平衡時(shí)，有
m物l2=m砣l1
若l1=l2 則m物=m砣。
若l2 >l1，則m物若l2 m砣。
將桿秤抽象為杠桿。這種將具體事物抽象為物理模型的方法稱之為模型法。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
【項(xiàng)目分析】
要制作桿秤，我們需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
1.應(yīng)該選擇什么材料
2.提紐和秤盤(pán)的位置如何確定
3.如何確定桿秤的零刻度線位置及各刻度線
較硬、質(zhì)輕的直桿，如硬木桿或竹竿。
根據(jù)設(shè)計(jì)的量程、秤砣的質(zhì)量以及杠桿平衡條件。
掛上秤盤(pán)、秤砣后，能使秤桿平衡的位置即零刻度可稱量已知質(zhì)量的物品標(biāo)注各刻度線。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
【項(xiàng)目實(shí)施】
根據(jù)前面學(xué)習(xí)的杠桿知識(shí)，發(fā)揮自己的聰明才智，認(rèn)真思考前面提出的問(wèn)題，并利用身邊常見(jiàn)的材料，制訂具體的制作方案。
1.材料準(zhǔn)備：
木制筷子(或細(xì)木桿40cm)
一個(gè)小紙杯（或塑料盤(pán)）
一個(gè)20g鉤碼，一個(gè)100g砝碼
其他輔助工具選用細(xì)繩、記號(hào)筆和刻度尺等
秤桿
秤盤(pán)
秤砣和被稱物
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
2.制作步驟：
桿秤上必須要標(biāo)明定盤(pán)星(零刻度線)，桿科的刻度便于讀取物體質(zhì)量的大小。這是桿秤必要的操作。
①找秤星(零刻度線)：
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(pán)，在槽B處系一根細(xì)線作為提紐。
B
A
O
②用細(xì)線系一個(gè)20g的鉤碼，作為秤陀。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(pán)星。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
③ 標(biāo)刻度在秤盤(pán)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，并記為100g。
物體質(zhì)量×物到提扭距離=科砣質(zhì)量×秤砣到定盤(pán)星距離
B
A
O
C
在定盤(pán)星O到C之間均勻地畫(huà)上49條刻度線，每一格就表示2g。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
【展示交流】
1. 利用自制的微型密度計(jì)測(cè)量液體的密度，并和液體密度的真實(shí)值比較。
用制作好的桿秤稱量一些物體的質(zhì)量，再與用天平結(jié)果進(jìn)行比較。比一比誰(shuí)制作的桿秤稱量最準(zhǔn)確。
2. 交流與思考
圖甲是我國(guó)古老的測(cè)量工具；
圖乙為制作測(cè)量范圍為0~20g的簡(jiǎn)易桿秤。
甲
乙
為什么圖甲桿秤由兩個(gè)提紐呢？
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
①圖甲中，桿種有兩個(gè)提紐，你認(rèn)為使用哪個(gè)提紐時(shí)的測(cè)量范圍更大，其理由是什么
提紐1
提紐2
使用提紐2時(shí)桿秤的測(cè)量范圍更大
結(jié)合杠桿的平衡條件，由圖甲可知，使用提紐2，將秤砣置于最遠(yuǎn)處時(shí)，l2最小而l1最大，m砣一定，此時(shí)對(duì)應(yīng)的m物最大，故其測(cè)量范圍更大。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
秤桿自身的重心不是位于B點(diǎn)，所以秤桿上需要標(biāo)“0”刻度線，即秤砣在“0”點(diǎn)時(shí)與桿秤自重平衡；
根據(jù)杠桿平衡原理，懸掛的秤盤(pán)質(zhì)量不同時(shí)，會(huì)影響“0”刻度線的位置。
②同學(xué)自制的秤桿上標(biāo)“0”刻度線的目的是什么
懸掛的秤盤(pán)質(zhì)量不同時(shí)，會(huì)不會(huì)影響“0”刻度線的位置
B
A
O
C
同學(xué)們由于在制作的過(guò)程中往往忽略了杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響，因此對(duì)于本部分的問(wèn)題分析，會(huì)停留在分析阻力時(shí)僅考慮秤砣掛繩對(duì)秤桿的力，而未考慮秤桿自重對(duì)秤桿水平平衡的影響。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
3.定刻度線時(shí)，同學(xué)甲先在秤盤(pán)上放1g的物體，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上1；然后在秤盤(pán)上放2g的物體......按上述方法直至標(biāo)出所有刻度線；
同學(xué)乙采用不同的方法：在秤盤(pán)上放20g砝碼，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上20，將0和20 之間均分為20等份，依次標(biāo)上相應(yīng)刻度線對(duì)應(yīng)的示數(shù)。
你認(rèn)為按照誰(shuí)的方法去做更合理，原因是什么
同學(xué)乙
根據(jù)杠桿平衡條件可知，所稱物體的質(zhì)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(shí)，小科的方法比較麻煩，而小思的方法比較簡(jiǎn)單，更合理。
二
制作簡(jiǎn)易桿秤
4.在制作過(guò)程中，秤砣上不小心粘了一塊泥，測(cè)量結(jié)果將怎樣變化，原因是什么
秤砣上粘上了一塊橡皮泥，秤砣的質(zhì)量增大，即動(dòng)力F1增大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力F2阻力臂l2不變時(shí)，若動(dòng)力F1增大，則動(dòng)力臂l1變小，即測(cè)量值偏小。
偏小
隨堂練習(xí)
三
1.如圖是我國(guó)古代《墨經(jīng)》記述的有關(guān)桿秤的杠桿原理，此時(shí)桿秤處于平衡狀態(tài)，以下關(guān)于它的說(shuō)法不正確的是（ ）
A.“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力
B. 增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”遠(yuǎn)離0點(diǎn)
C.若“權(quán)”有磨損，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小
D.為提高測(cè)量精度，可換輕一點(diǎn)的“權(quán)”
C
2. 若有人換了一個(gè)質(zhì)量為90g的秤砣，用于測(cè)量物體D的質(zhì)量.用手提起提紐2，稱得物體D的質(zhì)量為0.5kg(秤砣掛在0.5kg刻度處)，則桿秤上0.5 kg刻度處D(圖中未畫(huà)出)到提紐2的距離BD=______m物體D的實(shí)際質(zhì)量m實(shí)=______ kg。
0.45
0.25
隨堂練習(xí)
三
3.桿秤是我國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn),如圖所示，桿秤秤砣的質(zhì)量為0.5kg，桿秤的自重忽略不計(jì).若桿秤在水平位置靜止，此時(shí)桿秤_____(選填“平衡”或“不平衡”).已知OB=5cm，OA=20cm，則被測(cè)物的質(zhì)量為_(kāi)___2kg.若秤砣生銹了!則測(cè)量值比被測(cè)物體的真實(shí)質(zhì)量要_____(選填“偏大”或“偏小”
偏小
2
平衡
隨堂練習(xí)
三
課堂小結(jié)
四
制作簡(jiǎn)易桿秤
項(xiàng)目提出
項(xiàng)目分析
項(xiàng)目實(shí)施
展示交流

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