5. 在跨学科实践活动中,同学们以“杆秤”为主题开展研究。
[项目提出]
实验室我们常用的测量质量的工具是天平,而生活中经常需要测量质量较大的物体,就不是很方便了。“秤砣虽小压千斤”,我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。
[项目分解]
①查阅资料,认识杆秤构造和使用方法。
②制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的测量范围。
[项目实施]
(1)查阅资料,认识杆秤构造和工作原理。
构造:带有秤星(刻度)的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成。
使用方法:称量时将被称量物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,根据挂绳所处位置的秤星(刻度)就可以读出被称量物体的质量。
杆秤使用时利用的杠杆平衡条件:$ F_1l_1=F_2l_2 $(用公式表示),如图1-K-5甲所示,使用提纽

(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的测量范围。
材料:一根长度约为40 cm的木制筷子,一个小盆,一个20 g的钩码,一个100 g砝码,细线若干,一把刻度尺,一支记号笔等。
步骤:
①如图乙所示,在筷子的一端刻一个槽A,在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽。
②用细线系一个20 g的钩码,作为秤砣。空秤盘时,调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O,用记号笔标记此位置,即为零刻度线。
③在秤盘中放100 g砝码,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,此时,标记系秤砣的细线在秤杆上的位置C,并记为100 g。在定盘星O到C之间均匀地画上49条刻度线,每一格表示
下列做法中能增大杆秤测量范围的是
A.减小钩码的质量
B.减小AB间的距离
C.减小秤杆的质量
D.增加秤杆的长度
[项目拓展]
利用杆秤的原理,某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警的装置,如图丙所示为该装置的一部分,模拟车辆放置在托盘内(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计)。已知OA长为$ l_1 $,AB长为$ l_2 $,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到压力为F时,装置开始发出报警信号。当报警器刚开始报警时,托盘限载重力$ G = $
[项目提出]
实验室我们常用的测量质量的工具是天平,而生活中经常需要测量质量较大的物体,就不是很方便了。“秤砣虽小压千斤”,我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。
[项目分解]
①查阅资料,认识杆秤构造和使用方法。
②制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的测量范围。
[项目实施]
(1)查阅资料,认识杆秤构造和工作原理。
构造:带有秤星(刻度)的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成。
使用方法:称量时将被称量物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,根据挂绳所处位置的秤星(刻度)就可以读出被称量物体的质量。
杆秤使用时利用的杠杆平衡条件:$ F_1l_1=F_2l_2 $(用公式表示),如图1-K-5甲所示,使用提纽
1
(选填“1”或“2”)时,杆秤的测量范围更大。(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的测量范围。
材料:一根长度约为40 cm的木制筷子,一个小盆,一个20 g的钩码,一个100 g砝码,细线若干,一把刻度尺,一支记号笔等。
步骤:
①如图乙所示,在筷子的一端刻一个槽A,在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽。
②用细线系一个20 g的钩码,作为秤砣。空秤盘时,调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O,用记号笔标记此位置,即为零刻度线。
③在秤盘中放100 g砝码,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,此时,标记系秤砣的细线在秤杆上的位置C,并记为100 g。在定盘星O到C之间均匀地画上49条刻度线,每一格表示
2
g,即为该杆秤的分度值,并确定测量范围。下列做法中能增大杆秤测量范围的是
BD
(填字母,多选)。A.减小钩码的质量
B.减小AB间的距离
C.减小秤杆的质量
D.增加秤杆的长度
[项目拓展]
利用杆秤的原理,某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警的装置,如图丙所示为该装置的一部分,模拟车辆放置在托盘内(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计)。已知OA长为$ l_1 $,AB长为$ l_2 $,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到压力为F时,装置开始发出报警信号。当报警器刚开始报警时,托盘限载重力$ G = $
$\dfrac{F(l_1+l_2)}{l_1}$
(用物理量符号表示);为了调小报警装置超载报警的限载重力G,可以将A点适当地向右
(选填“左”或“右”)移动。答案
5. [项目实施](1)$F_1l_1=F_2l_2$ 1
(2)③2 BD
[项目拓展]$\dfrac{F(l_1+l_2)}{l_1}$ 右
(2)③2 BD
[项目拓展]$\dfrac{F(l_1+l_2)}{l_1}$ 右
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