第十二章

簡單機械第2節

跨學科實踐制作簡易桿秤物理觀念1.了解杠桿原理，會用杠桿原理解釋簡單的機械，能夠運用杠桿原理制作桿秤；2.能通過秤桿在不同情形時的狀態分析秤桿受力情況；3.能夠進行秤桿刻度標記及影響因素分析。科學思維能將桿秤轉化為杠桿模型，并對秤桿進行刻度標記。重點難點科學探究能基于秤桿標記刻度分析并驗證下一刻度線的位置，并進行解釋。科學態度與責任學生通過制作桿秤了解中國優秀的傳統文化，以及古代科技文明的發展，增強文化自信和名族自豪感。托盤天平的原理是什么？除了托盤天平還有什么儀器也是利用杠桿平衡條件測量物體質量的？人們常說，做決策前要思考周到，權衡再三。“權衡”是動詞，但是在古代“權衡”一詞是名詞，指桿秤，權是秤碗，衡是秤桿。“權衡”桿秤稱量質量的儀器演變稱量瓶桿秤桿秤臺稱任務一、認識桿秤1.認識桿秤的結構思考各結構和杠桿五要素的關聯。思考桿秤是秤的一種，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、秤碗、提紐、秤鉤(秤盤)等組成。任務一、認識桿秤2.了解桿秤的歷史3.知道桿秤的原理(1)杠桿原理：桿秤的制作基于杠桿原理，即動力×動力臂=阻力×阻力臂。在桿秤中，阻力為秤盤和被測物對稱桿的拉力，動力為秤碗被測物，通過調整秤碗的位置使秤桿保持水平平衡，從而測量出被測物的質量。(2)①不放物體時，找定盤星(零刻度線)：G盤×LOA=G砣×L0B+G桿×L0C……①任務一、認識桿秤②標刻度線：將重物G置于秤盤內(秤盤對秤桿增大的拉力F=G)，移動秤至D點桿秤平衡。由杠桿平衡條件得到(G盤+G)×LOA=G砣×LOD+G桿×L0C……②②-①得：G×LOA=G砣×LBD任務一、認識桿秤4.桿秤上的刻度是均勻的。在

中，LBD表示秤砣懸掛點到定盤星的距離，m砣為秤砣質量。更換物體m時，LOA不變，m砣不變，則m與LBD成正比，所以桿秤上的刻度是均勻的。任務二、準備材料秤桿：可以使用一次性筷子或粗細均勻的長木棍等類似的直長物體。秤盤：小紙盤或蓋子等平坦的輕質盤子。秤：石頭或六角螺母等重物，重量可根據需要調整。細線或棉線：用于系秤盤、秤碗和提紐。任務二、準備材料工具：剪刀、工字釘(或大頭針)、筆、刻度尺、鉆孔工具(如釘子或電鉆，如果需要在秤桿上鉆孔的話)。標準質量：5克、10克、15克、20克的砝碼，用于校準刻度。任務三、制作桿秤依照教材所提供的方法和步驟，動手制作桿秤。1.在筷子的一端刻一個槽A(或打孔A)，在距離槽A稍近處再刻一個槽B(或打孔B)。2.在小紙盤上打孔，系好三條一樣長的細線，固定在Ａ處。在B處系一個細線作為提紐。3.將螺母用線系好作為秤碗。任務三、制作桿秤依照教材所提供的方法和步驟，動手制作桿秤。4.找到“0”刻度：手拿提紐，調節秤碗位置，直到秤桿水平平衡。此時，秤的位置即為0刻度，用筆在秤桿上標記此位置。5.標出其他稱量刻度，在秤盤里放入已知質量的砝碼(如5克)，調節秤碗位置直到秤桿再次水平平衡，并在秤桿上標上5克刻度。重復上述步驟，依次放入10克、15克、20克砝碼，并在秤桿上標上相應刻度。在0~5克、5~10克、10~15克、15~20克之間各分10等分，以提高桿秤的準確度。任務三、制作桿秤依照教材所提供的方法和步驟，動手制作桿秤。6.交流、展示