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跨学科实践
自制简易杆秤
天平虽能精确称量，但当物体质量较大时，使用起来就很不方便。我们的祖先早就用一句“秤砣虽小压千斤”，道破了杆秤的奥妙——它用小小的秤砣，就能称起远超自身质量的物体。在本次跨学科实践中，我们将用生活中的常见物品制作一个简易杆秤。
活动任务一:回顾杆秤的发展历史和原理
(1)杆秤是中国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一，凝聚了中国古代人民的智慧，反映了我国古代商贸及科技的发展，至今仍有很多人使用。
(2)杆秤的实质是
(3)杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽、秤盘(秤钩)等组成。如图所示，以秤砣对秤杆的力为动力，重物和秤盘对秤杆的力为阻力，则放上重物后杆秤为
自制简易杆秤
天平虽能精确称量，但当物体质量较大时，使用起来就很不方便。我们的祖先早就用一句“秤砣虽小压千斤”，道破了杆秤的奥妙——它用小小的秤砣，就能称起远超自身质量的物体。在本次跨学科实践中，我们将用生活中的常见物品制作一个简易杆秤。
活动任务一:回顾杆秤的发展历史和原理
(1)杆秤是中国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一，凝聚了中国古代人民的智慧，反映了我国古代商贸及科技的发展，至今仍有很多人使用。
(2)杆秤的实质是
杠杆
，杆秤的原理是$F_1L_1=F_2L_2$
，秤杆平衡时，即可称出物体的质量
（选填“物体所受的重力”或“物体的质量”）。(3)杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽、秤盘(秤钩)等组成。如图所示，以秤砣对秤杆的力为动力，重物和秤盘对秤杆的力为阻力，则放上重物后杆秤为
省力
（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。答案
(2) 杠杆 $F_1L_1=F_2L_2$ 物体的质量
(3) 省力
(3) 省力
解析
【分析】
要解决这道题，需结合杠杆的相关知识逐步分析：首先明确杆秤的本质是可绕固定点转动的简单机械，对应杠杆；其工作遵循杠杆平衡条件；判断杠杆类型时，需确定支点、动力臂与阻力臂的大小关系；同时理解杆秤最终测量的是物体质量的原因。
步骤1：回忆杠杆的定义，杆秤能绕提纽转动，实质是杠杆；杠杆平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$，这是杆秤的工作原理。
步骤2：分析杆秤的测量对象，由于物体重力与质量成正比，通过杠杆平衡条件可间接算出物体质量，因此杆秤称的是物体的质量。
步骤3：判断杠杆类型，以提纽为支点，动力是秤砣的力，阻力是重物的力，动力臂（支点到秤砣力的距离）大于阻力臂（支点到重物力的距离），故为省力杠杆。
【解析】
(2) 杆秤能绕提纽转动，实质是杠杆；杠杆的平衡条件为$F_1L_1=F_2L_2$，这是杆秤的工作原理；物体的重力$G=mg$，秤砣的重力也与质量成正比，当杆秤平衡时，通过力和力臂的关系可计算出物体的质量，因此杆秤称出的是物体的质量。
(3) 杠杆的支点是提纽C，动力是秤砣对秤杆的拉力，阻力是重物和秤盘对秤杆的拉力；动力臂是支点C到秤砣力作用线的距离，阻力臂是支点C到重物力作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，因此杆秤为省力杠杆。
【答案】
(2) 杠杆；$F_1L_1=F_2L_2$；物体的质量 (3) 省力
【知识点】
杠杆；杠杆平衡条件；杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的杆秤，考查杠杆的基础知识，将物理知识与实际应用结合，侧重对基础概念的理解与应用，符合跨学科实践题的特点，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合杠杆的相关知识逐步分析：首先明确杆秤的本质是可绕固定点转动的简单机械，对应杠杆；其工作遵循杠杆平衡条件；判断杠杆类型时，需确定支点、动力臂与阻力臂的大小关系；同时理解杆秤最终测量的是物体质量的原因。
步骤1：回忆杠杆的定义，杆秤能绕提纽转动，实质是杠杆；杠杆平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$，这是杆秤的工作原理。
步骤2：分析杆秤的测量对象，由于物体重力与质量成正比，通过杠杆平衡条件可间接算出物体质量，因此杆秤称的是物体的质量。
步骤3：判断杠杆类型，以提纽为支点，动力是秤砣的力，阻力是重物的力，动力臂（支点到秤砣力的距离）大于阻力臂（支点到重物力的距离），故为省力杠杆。
【解析】
(2) 杆秤能绕提纽转动，实质是杠杆；杠杆的平衡条件为$F_1L_1=F_2L_2$，这是杆秤的工作原理；物体的重力$G=mg$，秤砣的重力也与质量成正比，当杆秤平衡时，通过力和力臂的关系可计算出物体的质量，因此杆秤称出的是物体的质量。
(3) 杠杆的支点是提纽C，动力是秤砣对秤杆的拉力，阻力是重物和秤盘对秤杆的拉力；动力臂是支点C到秤砣力作用线的距离，阻力臂是支点C到重物力作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，因此杆秤为省力杠杆。
【答案】
(2) 杠杆；$F_1L_1=F_2L_2$；物体的质量 (3) 省力
【知识点】
杠杆；杠杆平衡条件；杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的杆秤，考查杠杆的基础知识，将物理知识与实际应用结合，侧重对基础概念的理解与应用，符合跨学科实践题的特点，难度较低。
【难度系数】
0.7
活动任务二:自制简易杆秤
(1)材料准备
40 cm长的竹筷、塑料盘、细线、重物、20 g的钩码、50 g的砝码、100 g的砝码等。
(2)杆秤设计图
(3)杆秤制作步骤
①制作杆秤
选取一根长约40 cm的竹筷,在筷子的一端刻一个槽A,在距离A稍近处再刻一个槽B,槽A处固定悬挂上一个塑料盘作为秤盘,槽B处系一根细绳作为提纽,则
②标定杆秤的零刻度线
秤盘中不放重物,将20 g的钩码通过细线挂到提纽的右边作为秤砣,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在
③标定杆秤的其他刻度线
方案1:在秤盘上放100 g的砝码,秤砣移到D点时,秤杆再次水平平衡。在C到D两条刻线之间均匀地画上49条刻度线,每一格就表示
方案2:在秤盘中逐个添加50 g砝码,当秤杆水平平衡时,记录细线的位置,标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度,将数据记录在下表中。
④确定测量范围
标完杆秤的刻度,距离提纽最
(1)材料准备
40 cm长的竹筷、塑料盘、细线、重物、20 g的钩码、50 g的砝码、100 g的砝码等。
(2)杆秤设计图
(3)杆秤制作步骤
①制作杆秤
选取一根长约40 cm的竹筷,在筷子的一端刻一个槽A,在距离A稍近处再刻一个槽B,槽A处固定悬挂上一个塑料盘作为秤盘,槽B处系一根细绳作为提纽,则
B
点相当于支点。②标定杆秤的零刻度线
秤盘中不放重物,将20 g的钩码通过细线挂到提纽的右边作为秤砣,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在
水平
位置平衡,在秤砣所挂的位置标上“0”,这个位置也称为秤的定盘星。在杆秤上标“0”的目的是消除杆秤自重对测量的影响
。③标定杆秤的其他刻度线
方案1:在秤盘上放100 g的砝码,秤砣移到D点时,秤杆再次水平平衡。在C到D两条刻线之间均匀地画上49条刻度线,每一格就表示
2
g。方案2:在秤盘中逐个添加50 g砝码,当秤杆水平平衡时,记录细线的位置,标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度,将数据记录在下表中。
④确定测量范围
标完杆秤的刻度,距离提纽最
远
(选填“近”或“远”)的那根刻度线代表的读数就是该杆秤的最大称量。答案
(3)①B ②水平 消除杆秤自重对测量的影响 ③2 ④远
解析
【分析】
本题围绕自制简易杆秤，结合杠杆平衡原理展开，需依次明确支点判断、平衡状态要求、零刻度线意义、刻度计算及最大称量的判断：①杠杆支点是绕其转动的固定点，提纽处为转动中心；②杆秤水平平衡时力臂易测量，零刻度线需消除杆秤自重影响；③利用杠杆平衡计算刻度间隔对应的质量；④根据杠杆平衡条件，力臂越大对应称量越大。
【解析】
① 杠杆的支点是杠杆绕着转动的固定点，提纽B是手提处，杆秤绕B转动，故支点为B点；
② 杆秤在水平位置平衡时，力臂可直接从杆秤刻度读取，便于测量；秤盘中不放重物时，移动秤砣使杆秤水平平衡，标定的零刻度线目的是消除杆秤自身重力对测量结果的影响；
③ 秤盘放100g砝码，C到D间有49条刻度线，说明C到D共50个间隔，100g对应50个间隔，每格质量为100g÷50=2g；
④ 根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，秤砣重力固定，秤盘到提纽的力臂固定，秤砣到提纽的力臂越大，能称的重物重力越大，故距离提纽最远的刻度线代表最大称量。
【答案】
(3)①B ②水平 消除杆秤自重对测量的影响 ③2 ④远
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的应用
【点评】
本题结合杆秤制作实践，考查杠杆平衡原理的应用，需理解杆秤各部分的作用及刻度标定逻辑，是物理知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕自制简易杆秤，结合杠杆平衡原理展开，需依次明确支点判断、平衡状态要求、零刻度线意义、刻度计算及最大称量的判断：①杠杆支点是绕其转动的固定点，提纽处为转动中心；②杆秤水平平衡时力臂易测量，零刻度线需消除杆秤自重影响；③利用杠杆平衡计算刻度间隔对应的质量；④根据杠杆平衡条件，力臂越大对应称量越大。
【解析】
① 杠杆的支点是杠杆绕着转动的固定点，提纽B是手提处，杆秤绕B转动，故支点为B点；
② 杆秤在水平位置平衡时，力臂可直接从杆秤刻度读取，便于测量；秤盘中不放重物时，移动秤砣使杆秤水平平衡，标定的零刻度线目的是消除杆秤自身重力对测量结果的影响；
③ 秤盘放100g砝码，C到D间有49条刻度线，说明C到D共50个间隔，100g对应50个间隔，每格质量为100g÷50=2g；
④ 根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，秤砣重力固定，秤盘到提纽的力臂固定，秤砣到提纽的力臂越大，能称的重物重力越大，故距离提纽最远的刻度线代表最大称量。
【答案】
(3)①B ②水平 消除杆秤自重对测量的影响 ③2 ④远
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的应用
【点评】
本题结合杆秤制作实践，考查杠杆平衡原理的应用，需理解杆秤各部分的作用及刻度标定逻辑，是物理知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.6
