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(共25張PPT)
跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤
第2節(jié)
第十二章 簡(jiǎn)單的機(jī)械
（人教版）八年級(jí)
下
01
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 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。
2. 會(huì)制作簡(jiǎn)易桿秤
3. 通過(guò)制作簡(jiǎn)易桿秤能夠掌握桿秤測(cè)量時(shí)可能出現(xiàn)的“貓膩”
4. 知道桿秤制作過(guò)程中產(chǎn)生的誤差與如何增大測(cè)量范圍
03
課堂導(dǎo)入
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
04
項(xiàng)目提出
天平可以稱量物體的質(zhì)量。不知道你想過(guò)沒(méi)有，要使用天平稱量質(zhì)量較大的物體（比如100 kg的物體），是不是很不方便？“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。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。
05
項(xiàng)目分析
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，移動(dòng)系秤砣的掛繩使秤桿水平平衡，根據(jù)掛繩所處的位置就可以讀出被稱物體的質(zhì)量。
05
項(xiàng)目分析
桿秤的原理：桿秤的制作基于杠桿原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即 F1l1＝F2l2。
（1）推導(dǎo)桿秤的原理（忽略秤桿和秤盤(pán)的重力）：
在桿秤中，提紐O為支點(diǎn)，被測(cè)物的重力F2為阻力，秤砣的重力F1為動(dòng)力，通過(guò)調(diào)整秤砣的位置使秤桿保持水平平衡，從而便可以測(cè)量出物體的質(zhì)量。
=
F1l1＝F2l2， G砣l1＝G物l2，
m砣gl1＝m物gl2，m砣l1＝m物l2
G秤
G砣
G秤
G物
G砣
C
（2）桿秤的刻度原理：
如圖所示，O為支點(diǎn)，C為秤盤(pán)，A為定盤(pán)星（0刻度線位置），B為秤桿和秤盤(pán)的整體重心位置。當(dāng)桿秤空盤(pán)水平平衡時(shí)： G砣lOA＝G秤lOB　①
當(dāng)秤盤(pán)裝一重物，秤砣移到D處，秤桿水平平衡時(shí)：G砣lOD＝G物lOC＋G秤lOB ②
05
項(xiàng)目分析
由①②式得： ，根據(jù)m物lOC＝m砣lAD可知，因?yàn)閙砣與lOC為定值，所以m物與lAD成正比，說(shuō)明桿秤的刻度是均勻的。根據(jù)此原理，可以確定桿秤的分度值，并畫(huà)出刻度線。
G物lOC=G砣lAD 即 m物lOC＝m砣lAD
05
項(xiàng)目分析
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，又或者是一根一次性筷子。
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。
要制作桿秤，我們需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
06
項(xiàng)目實(shí)施
木制筷子(或細(xì)木桿40cm)，可以在外面吃飯的時(shí)候“順一根”一次性筷子，用作杠桿
選擇材料
一個(gè)小紙杯（一次性水杯也能“順一個(gè)”）（或一小塑料盤(pán)）
一個(gè)20g鉤碼，一個(gè)100g砝碼（方便用來(lái)測(cè)量）天平里面砝碼盒“勻兩個(gè)過(guò)來(lái)”
細(xì)繩（整一根毛線也行，只要不會(huì)繃斷就行）、記號(hào)筆（“班上講臺(tái)上借一支”）和刻度尺等
06
項(xiàng)目實(shí)施
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零刻度線處。
制作步驟
06
項(xiàng)目實(shí)施
物體質(zhì)量×物到提扭距離=科砣質(zhì)量×秤砣到零刻度距離
在零刻度O到C之間均勻地畫(huà)上49條刻度線，每一格就表示2g。
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，即為最大稱量處。
B
A
O
C
制作步驟
07
展示交流
07
展示交流
為什么圖甲桿秤由兩個(gè)提紐呢？
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。
提紐1
提紐2
1. 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(pán)之間的距離l2，也可以使l1增大。
07
展示交流
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(pán)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。
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(pán)之間的距離l2，也可以使F2增大。
增大桿秤量程的方法：
（1）增加秤砣的重力；
（2）減小提鈕到秤盤(pán)之間的距離；
（3）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，都需要重新確定零刻度的位置。
07
展示交流
2. 增大桿秤量程的方法
根據(jù)杠杠平衡條件判斷：m物×l物=m秤砣×l秤砣，因?yàn)閘物與m秤砣固定，所以l秤砣與m物成正比，所以秤砣對(duì)應(yīng)的力臂越長(zhǎng)，物體越重。如果秤砣生銹，m秤砣質(zhì)量偏大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，同樣物重的情況下，l秤砣會(huì)變小，這樣讀出來(lái)的質(zhì)量也會(huì)偏小。如果l秤砣會(huì)偏小，m物稱量就偏小。
07
展示交流
3. 稱量時(shí)的貓膩
07
展示交流
3. 稱量時(shí)的貓膩
（1）秤砣磨損和秤砣生銹
若用一個(gè)已經(jīng)生銹的秤砣來(lái)稱量的話，會(huì)導(dǎo)致我們的 m砣 偏大，即m砣實(shí)際=25kg（為方便計(jì)算，夸張取值），那么 l1=40cm，但是讀數(shù)的時(shí)候還是按照m砣原來(lái)=20kg讀數(shù)的，所以我們的
m物稱量=40kg，很明顯比實(shí)際的小。良心商家！
如下圖所示，假如貨物的質(zhì)量是m物實(shí)際=50kg（忽略秤盤(pán)的質(zhì)量），若l1=50cm，l2=20cm，則m砣原來(lái)=20kg（正常時(shí)候）。
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展示交流
3. 稱量時(shí)的貓膩
（1）秤砣磨損和秤砣生銹
若用一個(gè)已經(jīng)生銹的秤砣來(lái)稱量的話，會(huì)導(dǎo)致我們的 m砣 偏大，即m砣實(shí)際=10kg（為方便計(jì)算，夸張取值），那么 l1=100cm，但是讀數(shù)的時(shí)候還是按照m砣原來(lái)=20kg讀數(shù)的，所以我們的
m物稱量=100kg，很明顯比實(shí)際的大。黑心商家！
如下圖所示，假如貨物的質(zhì)量是m物實(shí)際=50kg（忽略秤盤(pán)的質(zhì)量），若l1=50cm，l2=20cm，則m砣原來(lái)=20kg（正常時(shí)候）。
07
展示交流
3. 稱量時(shí)的貓膩
（2）桿沒(méi)放平就開(kāi)始稱
如圖這種情況說(shuō)明被稱量的物體比較秤砣那邊重，也就是應(yīng)該是m砣對(duì)應(yīng)的力臂小了，我們用來(lái)計(jì)算的力臂的數(shù)據(jù)是比平衡時(shí)要小的，而待測(cè)物的力臂不變，所以計(jì)算下來(lái)被稱量的物體質(zhì)量應(yīng)該偏小。
08
習(xí)題練習(xí)
C
08
習(xí)題練衡
右
便于測(cè)量力臂
水平平衡
08
習(xí)題練習(xí)
甲
乙
>
09
作業(yè)布置
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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