第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
课前调查
调查生活中的杆秤,了解它的作用。
问题提出
根据杠杆平衡的知识,制作简易杆秤。
活动目的
1. 了解杆秤的基本原理。
2. 制作一个杆秤,能够用它称量自己的文具、书本。
3. 根据你的设计方案,选用合适的器材,制作一个杆秤。
制作过程
1. 选用器材: 。
2. 制作步骤(文字描述或拍照展示)

成果展示

交流反思
1. 你制作的杆秤刻度是(填“均匀”或“不均匀”)的。
2. 如何增大自制杆秤的测量范围?
3. 自制杆秤与实际生活中的杆秤有什么差别?
扩展实践
查阅资料,了解杆秤的发展历程及对社会发展的影响。

一根长度约为40 cm的木制筷子，一个小盆，一个20 g钩码，一个100
g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等
均匀
增加秤杆长度、增加秤砣质量等。（合理即可）
①自制杆秤只有一个测量范围，实际生活中的杆秤一般有两个测量范围；②自制杆秤精确度较差，实际生活中的杆秤精确度较高；③自制杆秤稳定性较差，实际生活中的杆秤稳定性较好。（合理即可）

【分析】
首先，制作简易杆秤的核心是利用杠杆平衡原理。思考器材选择时，需要有作为杠杆主体的秤杆（如木制筷子，具备一定硬度和轻便性）、已知质量的物体作为秤砣（如钩码、砝码）、用于悬挂的细线、测量长度的刻度尺、标记刻度的记号笔，以及盛放被测物体的容器（如小盆）。对于刻度是否均匀，根据杠杆平衡条件$G_{物}L_{物}=G_{砣}L_{砣}$，当$L_{物}$（支点到物体的力臂）固定时，$L_{砣}$（支点到秤砣的力臂）与$G_{物}$成正比，因此刻度是均匀的。增大测量范围时，从杠杆平衡公式出发，要称量更重的物体，可通过增大秤砣质量、增加秤杆长度以增大$L_{砣}$的最大值，或减小$L_{物}$来实现。对比自制杆秤与实际杆秤，可从量程数量、精确度、稳定性等角度分析差异。
【解析】
1. 选用器材：选择木制筷子作为秤杆，它轻便且有一定硬度，适合作为杠杆；钩码、砝码作为秤砣，其质量已知，便于利用杠杆平衡原理标刻度；细线用于悬挂物体和秤砣；刻度尺用来测量力臂长度，记号笔标记刻度；小盆用来盛放被测的文具、书本等物体。因此选用器材为一根长度约为40 cm的木制筷子，一个小盆，一个20 g钩码，一个100g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。
2. 刻度均匀性：根据杠杆平衡条件$G_{物}L_{物}=G_{砣}L_{砣}$，设支点到物体悬挂点的距离$L_{物}$为定值，秤砣重力$G_{砣}$不变，则$L_{砣}=\frac{G_{物}}{G_{砣}}L_{物}$，可见$L_{砣}$与$G_{物}$成正比例关系，因此杆秤的刻度是均匀的。
3. 增大测量范围的方法：由杠杆平衡公式可知，要称量更重的物体，可采取增加秤杆长度、增加秤砣质量等方法（合理即可）。
4. 自制杆秤与实际杆秤的差别：可从量程、精确度、稳定性等方面分析，比如①自制杆秤只有一个测量范围，实际生活中的杆秤一般有两个测量范围；②自制杆秤精确度较差，实际生活中的杆秤精确度较高；③自制杆秤稳定性较差，实际生活中的杆秤稳定性较好（合理即可）。
【答案】
1. 一根长度约为40 cm的木制筷子，一个小盆，一个20 g钩码，一个100g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等
2. 均匀
3. 增加秤杆长度、增加秤砣质量等（合理即可）
4. ①自制杆秤只有一个测量范围，实际生活中的杆秤一般有两个测量范围；②自制杆秤精确度较差，实际生活中的杆秤精确度较高；③自制杆秤稳定性较差，实际生活中的杆秤稳定性较好（合理即可）
【知识点】
杠杆平衡原理、杆秤的工作原理、杠杆的实际应用
【点评】
本题是跨学科实践活动题，将物理中的杠杆平衡原理与动手实践相结合，通过制作简易杆秤的过程，加深对杠杆平衡条件的理解，同时提升动手操作能力和联系生活实际分析问题的能力，让学生体会物理知识在生活工具中的实际应用价值。
【难度系数】
0.6