跨学科实践3 调查机械并制作机械模型
“秤砣虽小压千斤”，我们祖先很早就用杠杆解决生活中的问题了，学习了杠杆平衡条件的知识后，跨学科实践活动中，小组同学也准备制作一个简易杆秤。
【项目分析】
了解杆秤的发展历史和物理原理
杆秤是中国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一，反映了我国古代商贸及科技的发展，至今仍有很多人使用。杆秤是根据杠杆平衡原理制成的。秤杆平衡时可称出物体的。
杆秤的主要构造：查阅资料可知，杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(钩码)、秤盘(秤钩)、提纽等组成，如图甲所示。

【项目实施】
1. 准备材料：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。
2. 制作简易杆秤
(1) 制作：在筷子的左端处刻一个槽A，在槽A右侧稍近处再刻一个槽B。把小盆用细线挂在槽A处作为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽，再用一根细线悬挂20 g的钩码作为秤砣，如图乙所示。
(2) 确定刻度线
① 首先在提纽左边的秤盘中不放物体时，调节提纽右边秤砣的位置，使秤杆水平平衡，用记号笔标记此时秤砣在秤杆上的位置为O点，其对应的刻度值为g，并标上刻度线。此次调节秤杆水平平衡的目的是。
② 接着在秤盘中放100 g砝码，手提提纽，调节秤砣的位置，使秤杆。此时标记秤砣在秤杆上的位置C，记为100 g，并标上刻度线，如图丙。
③ 最后我们将杆秤上O到C刻度线之间(选填“均匀”或“不均匀”)地画上49条刻度线，每一格就表示g，这样一个简易的杆秤就制作好了。请你再举例出一个应用同样的方法来确定刻度的仪器：。
3. 小明利用自制好的杆秤称物体，已知秤砣的质量为m₀，O点离提纽距离为l₀，秤盘离提纽距离为l₁，杆秤再次水平平衡时秤砣到提纽距离为l₂，则所称量物体的质量为(用字母表示)。
【展示交流】
检验自制杆秤
1. 用自制好的杆秤在称量过程中，发现秤杆左低右高，如图丁所示，为使秤杆在水平位置平衡，秤砣应适当往(选填“左”或“右”)侧移动。

2. 在称量不同物体时，同学们发现并不是每次秤砣所在的位置都在整刻度线处，导致不好读数，下列操作可行的改善措施是。(选填字母)
A. 将O到C之间等分成100份
B. 改变提纽的位置
C. 换个更轻一点的秤盘
D. 将每两个刻度点之间2等分，标上刻度点
3. 根据不同的测量要求，杆秤需要的测量范围不同，生活中的杆秤往往有两个提纽，如图戊所示，使用它称较重的物体时，常用提纽(选填“1”或“2”)。

跨学科实践 3 调查机械并制作机械模型
【项目分析】1. 质量
【项目实施】2. (2)0 消除秤盘和秤杆自重对后续称量的影响 水平平衡 均匀 2 刻度尺 3. $\dfrac{m_{0}(l_{2}-l_{0})}{l_{1}}$
【展示交流】1. 右 2. AD 3. 2

【解析】
【项目分析】杆秤依据杠杆平衡原理工作，秤杆平衡时，通过杠杆平衡条件可确定物体的质量。
【项目实施】
2. (2)① 秤盘不放物体时，秤杆平衡对应物体质量为0g；此次调节是为了消除秤盘和秤杆自重对后续称量的影响，避免其干扰测量结果。
② 称量物体时，需调节秤砣位置使秤杆水平平衡，才能准确读数。
③ 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，物体质量与秤砣到提纽的距离成线性关系，故刻度均匀；O到C为100g量程，画49条线后共50格，每格为$100g÷50=2g$；刻度尺通过均匀刻度读数，与该方法相同。
3. 设物体质量为$m$，空载平衡时已抵消秤杆和秤盘自重影响，根据杠杆平衡条件：$mg l_1 = m_0 g (l_2 - l_0)$，约去$g$得$m=\dfrac{m_{0}(l_{2}-l_{0})}{l_{1}}$。
【展示交流】
1. 秤杆左低右高，说明左侧力矩偏大，需增大右侧力矩，故秤砣应向右移动。
2. A选项将O到C等分成100份，D选项将刻度点间2等分，均可使刻度更精细，方便读数；B改变提纽位置、C换更轻秤盘无法解决读数精度问题，故选AD。
3. 称较重物体时，根据杠杆平衡条件，需减小物体的力臂，提纽2离秤盘更近，物体力臂小，能称量更重物体，故选2。
【答案】
【项目分析】质量
【项目实施】2. (2)0；消除秤盘和秤杆自重对后续称量的影响；水平平衡；均匀；2；刻度尺
3. $\dfrac{m_{0}(l_{2}-l_{0})}{l_{1}}$
【展示交流】1. 右
2. AD
3. 2
【知识点】
杠杆平衡条件；杆秤的工作原理；刻度均匀性应用
【点评】
本题结合跨学科实践项目，考查杠杆平衡条件的实际应用，融合了物理原理与手工制作，既渗透了中国古代科技文化，又能提升学生的知识应用能力与实践操作能力。
【难度系数】
0.6