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(共44張PPT)
第十二章 簡單機械
跨學科實踐：
制作簡易桿秤
第2節
1
知道桿秤的構造。
2
通過制作簡易桿秤了解桿秤的稱量原理。
3
會用自制桿秤進行質量的測量，了解生活中桿秤的應用。
你知道嗎？
你知道生活中測量物體質量的工具有哪些？
天平
天平
天平
案秤
磅秤
地磅
你知道生活中測量物體質量的工具有哪些？
中藥房稱取中藥用到的測量工具，你認識嗎？
一、桿秤構造與原理
1.桿秤的構造
秤桿
提紐
秤砣（砝碼）
秤盤
2.桿秤是利用 來稱量物體的質量。
3.利用桿秤稱量物體的質量時，將被稱物體放在 中，移動________
________使秤桿平衡，根據 所處的位置，就可以讀出被稱物體的質量。
杠桿平衡條件
秤盤
系秤砣
的掛繩
掛繩
（1）原理：杠桿平衡條件
1.制作設計
（2）實驗器材
一根長約40cm的木制筷子，一個小盆，一個20g的鉤碼，一個100g砝碼，細線若干，一把刻度尺，一支記號筆。
二、設計與制作簡易桿秤
2.制作桿秤
閱讀教材第112頁，參考制作過程，制作桿秤。
(1)加工秤桿，組裝秤盤和提紐。
(2)組裝秤砣，標記定盤星。
(3)標記量程和分度值。
用制作好的桿秤稱量橡皮、鋼筆等物品，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。
3、展示與交流
思考：怎樣提高稱量的精度？怎樣使桿秤稱量的質量更大？
（1）用質量更小的鉤碼作為秤砣；
用直徑更小的細線做提紐；
減小分度值等。
（2）①縮小提紐與秤盤的距離；
②增大鉤碼的質量。
(2024·重慶)同學們模仿中藥房的戥秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤砣，用細線將秤盤系在A點。當不掛秤砣、且秤盤不放物體時，在O點提起提紐，秤桿水平平衡；當秤盤放100 g物體、秤砣移到B點時，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是(　　)
A.自制桿秤的每一格約表示2.08 g
B.稱中藥時B端翹起可以減少中藥恢復水平平衡
C.如果秤砣磨損則測量結果會比真實質量偏小
D.若將提紐移到O點右側可以增大桿秤的量程
學以致用　
B
解析　當秤盤放100 g物體、秤砣移到B點時，秤桿再
次水平平衡，則B點所示的質量為物體的質量，在O
到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線，從O到B點
共50個小格每一小格表示的質量為：m0==2 g，故
A錯誤；
稱中藥時B端翹起，說明中藥的質量大于秤砣指示的示數，可以向右側移動秤砣，也可以減少中藥的質量來使桿秤恢復水平平衡，故B正確；
根據G=mg和杠桿平衡條件可得m物g×OA=m砣g×OB，秤砣磨損了，OB變大，則測量結果將偏大，故C錯誤；
若將提紐移到O點右側，測量相同質量的物體時，左邊力臂變大，則其量程變小，故D錯誤。
1.(2024·包頭期末)如圖是同學們制作的桿秤，若要增大桿秤的稱量質量，下列操作可行的是(　　)
A.將A點向左移
B.將B點向右移
C.增大秤盤的質量
D.增大秤砣的質量
D
解析　由杠桿平衡條件可得：G總×L物=G砣×L砣，
結合G=mg可得：
(m物+m盤)×L物=m砣×L砣
則在秤盤、秤砣質量和秤砣力臂一定時，減小物體的力臂，即將A點向右移，可以增大桿秤的稱量質量，故A錯誤；
在秤盤、秤砣質量一定時，減小物體的力臂、增大秤砣的力臂，即將B點向左移，可以增大桿秤的稱量質量，故B錯誤；
在兩個力臂和秤砣質量一定時，減小秤盤的質量，可以增大桿秤的稱量質量，故C錯誤；
在兩個力臂和秤盤質量一定時，增大秤砣的質量，可以增大桿秤的稱量質量，故D正確。
2.小宇用尚未標注刻度值的自制桿秤來估測物體的質量，秤砣上標示其自身質量為300 g，沒有測量物時，桿秤剛好水平平衡(如圖甲所示)；當掛上物體后，把秤砣的吊繩放置在桿秤的M處時，桿秤也水平平衡(如圖乙所示)，粗略估測物體的質量，合理的是(　　)
A.300 g
B.400 g
C.600 g
D.900 g
D
解析　由題圖知，提繩是支點，秤砣到支點的距離大約是物體到支點距離的3倍。
根據杠桿的平衡條件：m物gL=m砣g·3L
所以m物=3m砣=3×300 g=900 g，故選D。
3.(2024·蚌埠蚌山區二模)如圖是某興趣小組用輕質桿制作的桿秤，在a端掛上重為3 N的物體，秤砣掛在c位置時秤桿剛好水平平衡，且ac=3bc，則秤砣的質量為　　　 kg。(g取10 N/kg)
0.6
解析　桿秤實質上就是一個杠桿。由題圖可知，杠桿的支點是b點，杠桿水平平衡時，物體對杠桿拉力的力臂等于ba的長，秤砣對杠桿拉力的力臂等于bc的長，
根據杠桿的平衡條件可得：G物×ba=G砣×bc，
3 N×(ac-bc)=m砣×10 N/kg×bc，
解得，秤砣的質量：m砣=0.6 kg。
4.小明自制的桿秤如圖所示，1、2為桿秤提紐，不掛重物和秤砣時，手提提紐2，桿秤可水平平衡，其中O2相當于杠桿的　　　，用提紐1稱量的最大物重　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)用提紐2稱量的最大物重。若用提紐2稱一物體，已知秤砣質量m=0.2 kg，O2A=8 cm，當秤砣在O2B=40 cm時，桿秤水平平衡，則物體的質量為　　 kg。
支點
大于
1
解析　由題圖可知，手提提紐2，桿秤可水平平衡，其中O2相當于杠桿的支點，
提紐1到提紐2，秤砣對應的力臂減小，物體對應的力臂增大，故用提紐1稱量的最大物重大于用提紐2稱量的最大物重，
用提紐2稱一物體，桿秤水平平衡時，由杠桿的平衡條件可得：
m物g×O2A=mg×O2B，
則物體的質量：
m物=×m=×0.2 kg=1 kg。
5.(2024·蘇州月考)小蘭自制了一把桿秤，由秤盤、提紐、秤桿以及200 g的秤砣構成，如圖所示。當不掛秤砣、秤盤中不放重物時，提起提紐，桿秤在空中恰好能水平平衡。已知AO間距離為10 cm。當放入重物，將秤砣移至距O點30 cm的B處時，秤桿水平平衡，則重物質量為　　　 g；往秤盤中再增加20 g的物體，秤砣需要從B處移動　　 cm才能維持秤桿水平平衡。小蘭自制的桿秤刻度線　　　(選填“均勻”或“不均勻”)；若要增大該桿秤的量程，可將A點適當　　(選填“左”或“右”)移。
600
1
均勻
右
解析　以O點為支點，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡，根據杠桿平衡條件有：
m物g·OA=m秤砣g·OB，
所以重物質量為：
m物=·m秤砣=×200 g=600 g；
往秤盤中再增加20 g的物體，假設秤砣移到了C點，根據杠桿平衡條件得：
m物'g·OA=m秤砣g·OC，
故C點到支點的距離為：OC=·OA=×10 cm=31 cm；
秤砣需要從B處移動的距離為：
BC=OC-OB=31 cm-30 cm=1 cm；
由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知無論桿秤粗細是否均勻，阻力臂與動力的大小成正比，所以秤的刻度線分布都是均勻的；
由杠桿平衡條件可得：
G秤砣×OB=m物″g×OA，則
m物″=，
要使該桿秤的量程變大(即增大被測物體的質量)，因秤砣重量不變，若OB也不變，根據上式可知應該減小OA，即可將A點適當右移。
6.(2024·哈爾濱)桿秤在我國有幾千年的歷史，如今中藥房仍在使用。如圖所示，已測得刺五加藥材質量是120 g，其中OB=3OA，若不計桿秤自重，則秤砣的質量約為　　 g，接下來要測30 g的人參片，需要將秤砣向B點的　　(選填“左”或“右”)側移動。
40
右
解析　桿秤相當于一個杠桿，O為支點，由杠桿平衡條件可得：
G砣×OB=G藥×OA，
結合G=mg可得，m砣g×OB=m總g×OA，
即：m砣×3OA=120 g×OA，
解得，秤砣的質量約為：m砣=40 g；
測30 g的人參片，即藥材的質量減小，在OA、m砣一定時，要使杠桿重新水平平衡，應減小OB的長度，即將秤砣向B點右側移動。
7.(2024·承德期末)如圖，小明利用粗細均勻的輕質直尺、紙盤、質量為50 g的砝碼、細線做成一個測量質量的儀器——桿秤。
(1)用細線拴在直尺的中點O處，并把直尺掛在鐵架臺上，直尺剛好在水平位置平衡，讓直尺水平平衡的目的
是　　　　　 　　　；
便于測量力臂的大小
解析　實驗時使杠桿在水平位置平衡，目的是避免杠桿自身的重力對實驗的影響，便于測量力臂的大小；
(2)把紙盤掛在A點，砝碼掛在B點，題圖甲中直尺在水平位置平衡，把B點標注為0 g，已知OA=4 cm，OB=4 cm，則紙盤的質量m盤=______g；
50
解析　根據杠桿平衡條件有：m盤g×OA=m砝碼g×OB；
則紙盤的質量m盤=m砝碼=50 g；
(3)將某待測物體放入紙盤，如圖乙所示，保持紙盤的位置不動，將砝碼向右移動到C點，直尺再次在水平位置平衡，OC=6 cm，則待測物體的質量m物=　　　 g，并將該質量標注在C點；
25
解析　將某待測物體放入紙盤，將砝碼向右移動到C點，直尺再次在水平位置平衡，OC=6 cm，根據杠桿平衡條件有：(m盤+m物)g×OA=m砝碼g×OC；
(50 g+m物)×4 cm=50 g×6 cm；
解得m物=25 g；
(4)小明陪媽媽在中藥店買藥時，發現藥店的桿秤與他制作的桿秤有不同之處，藥店桿秤的秤盤在秤桿的最左側，提紐(支點)在靠近秤盤的位置(如圖丙)，小明模仿藥店桿秤的構造，利用原來器材將自制桿秤進行改造(如圖丁)，與原來相比，改造后自制桿秤的量程將　　　(選填“增大”“不變”或“減小”)。
增大
解析　由題圖丁可知，與原來相比，物體的力臂減小了，而砝碼的力臂增大了，根據杠桿的平衡條件，物體的重力增大了，即改造后自制桿秤的量程將增大。
8.(2024·深圳福田區期末)我們在農貿市場、中藥房還能看見桿秤，俗話說“秤砣雖小壓千斤”，由此學習小組開展有關桿秤的項目式學習。
【項目任務】制作簡易桿秤。
【產品制作】
(1)如圖甲，用木棒作為秤桿，用細線系一個20 g的鉤碼作為秤砣，把空小盆掛在A點作為秤盤，在B點掛粗繩作為提紐，則　　點相當于支點。
B
解析　圖甲中，秤桿相當于一個杠桿，秤砣和秤盤對秤桿的力會使秤桿繞B點轉動，即B點相當于支點；
(2)調節秤砣位置使桿秤水平平衡，標記此時細線的位置，則該位置對應的質量刻度值為　　 g。
0
解析　秤盤中未放物體時，調節秤砣位置使桿秤水平平衡，標記此時細線的位置，則該位置對應的質量刻度值為0 g；
(3)在秤盤中逐個添加50 g的砝碼，當桿秤水平平衡時，記錄細線的位置、標記相應的質量，再測出細線距離B點的長度(如表)，根據表中數據，應將250 g的刻度值標記在距離B點　　　 cm處。
托盤中砝碼總質量/g 50 100 150 200
距離B點的長度/cm 6 11 16 21
26
解析　由表中數據可知，砝碼質量每增加50 g，秤砣距離B的距離就增加5 cm，故250 g的刻度值應標記在距離B點26 cm處；
【產品使用】
(4)在稱重過程中，若桿秤左低右高，如圖乙，要將桿秤調至水平平衡，秤砣應往　　(選填“左”或“右”)側移動。
右
解析　圖乙中，桿秤左低右高，要將桿秤調至水平平衡，根據杠桿的平衡條件可知，應增大秤砣的力臂，即秤砣應往右側移動適當距離；
(5)為了增大桿秤的量程，你的方法是：____________________________
________________________(寫一種即可)。
增加秤砣的質量(或讓提紐B靠近
A點、增加秤桿的長度等)
解析　為了增大桿秤的量程，可增加秤砣的質量，增大桿秤的分度值；也可以增加秤桿的長度，增大秤砣的移動范圍；或讓提紐B靠近A點，增大秤砣的移動范圍等。
桿秤是利用杠桿原理來稱質量的簡易衡器，由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提紐等組成。
桿秤的工藝在中國流傳歷史悠久。傳說也是有很多，下面介紹其中兩種廣為傳說的。
1.據民間傳說，木桿秤是魯班發明的，根據北斗七星和南斗六星在桿秤上刻制13顆星花，定13兩為一斤;秦始皇統一六國后，添加“福祿壽”三星，正好十六星，改一斤為16兩，并頒布統一度量衡的詔書。
2.另一種說法是范蠡所制，他由一個魚販的難處那得到啟示先用根竹竿，一邊放水筒，一邊放魚，利用杠桿原理發明，后來他進行改造根據北斗七星和南斗六星在桿秤上刻制13顆星花，定13兩為一斤，但因為有些商家缺斤少兩，便添加"福祿壽"三星，表明，缺一兩少福，缺二兩少祿，缺三兩少壽。
各種桿秤

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