第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
【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、了解杆秤使用方法。
(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的量程。
【项目实施】
(1)查阅资料,认识杆秤构造、了解杆秤工作原理。
构造:带有秤星(刻度)的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等;
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;
杆秤使用时利用到杠杆的平衡条件为: F1l1=F2l2 (用公式表示即可),使用提纽 1 (选填“1”或“2”)时,杆秤的量程更大。
(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的量程。
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,每一格就表示 2 g,即为该杆秤的分度值,并确定量程。下列做法中能增大杆秤量程的方法是 B、D (多选);
A.减小钩码的质量
B.减小AB间的距离
C.减小杆秤的质量
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c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)。水平杠杆OAB,OA长为l1,AB长为l2,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到压力为F1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= ;(用题中物理量表示结果) 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。
训练升级,请使用“重难强化练”P138、139第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
【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、了解杆秤使用方法。
(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的量程。
【项目实施】
(1)查阅资料,认识杆秤构造、了解杆秤工作原理。
构造:带有秤星(刻度)的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等;
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;
杆秤使用时利用到杠杆的平衡条件为: (用公式表示即可),使用提纽 (选填“1”或“2”)时,杆秤的量程更大。
(2)制作一个简易杆秤,并设计增大杆秤的量程。
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,每一格就表示 g,即为该杆秤的分度值,并确定量程。下列做法中能增大杆秤量程的方法是 (多选);
A.减小钩码的质量
B.减小AB间的距离
C.减小杆秤的质量
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c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)。水平杠杆OAB,OA长为l1,AB长为l2,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到压力为F1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= ;(用题中物理量表示结果) 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 (选填“左”或“右”)移动。
