初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作简易杆秤表格教案及反思

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作简易杆秤表格教案及反思，共3页。
课题
跨学科实践：制作简易杆秤
教学目标
物理观念：
能通过秤杆在不同情形时的状态分析秤杆受力情况；
科学思维：
能将杆秤转化为杠杆模型，并对秤杆进行刻度标记；
科学探究：
能基于秤杆标识刻度分析并验证下一刻度线的位置，并进行解释；
科学态度与责任：
通过杆秤的制作了解科学与社会之间的关系，树立民族自豪感；
教学重点
秤杆水平平衡时与杠杆五要素的匹配分析；
秤杆刻度标记及影响因素分析
教学难点
秤杆0刻线标记及影响因素分析
教学辅助手段
50cmPVC塑料管、200g钩码、50g钩码、刻度尺、记号笔、细线
教
学
流
程
教师活动
学生活动
设计意图
【环节一】
观看视频：杆秤的历史及结构
【环节二】
初步观察杆秤的结构，并分析“杆秤水平平衡时哪些地方对应的是杠杆的五要素？”
（可以预见的是：学生由于在学习的过程中往往忽略了杠杆自重对实验及杠杆平衡条件的影响，因此对于本部分的问题分析，会停留在分析阻力时仅考虑秤砣对秤杆的力，而未考虑秤杆自重对秤杆水平平衡的影响。）
请同学们思考以下两个问题：
未挂秤钩和秤砣时，杠杆向哪端倾斜？理由是？
只挂秤钩时，杠杆应向哪端倾斜？理由是？
组装：用400g钩码替代秤钩；用200g钩码替代秤砣，再次观察杆秤的结构，请分析杆秤水平平衡时哪些地方对应的是杠杆的五要素？
【环节三】
确定零刻线（零刻线，即未称量物品，秤杆水平平衡时，秤砣的位置）
操作并思考1：请你同学们在杆的上侧标出零刻线，尝试绘制此时杠杆的受力情况，并分析哪些因素会影响“零刻线”的位置？
操作并思考2：结合你所测量数据，能否粗略计算50cm长的秤杆的质量？
【环节四】
确定刻度线：
在杆上标出50g、100g和150g物品对应的位置；
操作并思考1：测量刻度线间距离，你发现了什么？
操作并思考2：请尝试分析，其背后的理由可能是什么？
猜想并分析1：
小郝认为秤杆的质量和秤砣的质量都会影响50g和100g所对应刻度线间的距离，你同意他的观点吗？请简述你的理由？
猜想并分析2：
小明认为，测量出50g和100g所对应刻度线间距离，就可以确定该杆秤的量程。请你说出他判断的依据；并计算你制作的杆秤的量程是什么？
观看视频
观察杆秤结构，并进行问题思考与讨论
进行尝试、思考，并运用所学的杠杆平衡条件进行分析
问题1：未挂秤钩和秤砣时，秤杆向尾端倾斜，其主要原因是因为以头号提钮为支点时，均匀的PVC塑料管作为秤杆的重心在其尾端那一侧，因此在秤杆自重的影响下，会向尾端进行倾斜。
问题2：只挂秤钩时，秤杆应向头端倾斜，其主要是因为后续悬挂秤砣时，秤砣会在尾端对其施加向下的力，最终会实现秤杆水平平衡。
学生结合实验进行分析
学生小组合作操作并思考问题
学生通过分析，得出：
F秤钩×L1=F秤砣×L2+G×L3
通过分析此时的L2所对应位置为此时零刻线的位置。
因此可以发现，零刻线的位置受到另外五个因素的共同作用。
假设杠杆的重心位于pvc塑料管的中央，学生通过所测量的数据代入上述关系式，可以进行粗略计算。
学生通过操作，根据调节秤砣力臂反映秤钩位置所悬挂重物质量的变化；逐步改变秤钩下悬挂钩码质量50g、100g和150g，并在秤杆上标识出不同的刻度线。
学生通过测量发现50g、100g和150g所对应刻度线间的距离基本相等。
利用公式
F秤钩×L1=F秤砣×L2+G×L3
进行推导可以发现：
ΔF×L1=F秤砣×ΔL2
在L1和F秤砣都不变时，ΔL2随ΔF的均匀变化而均匀变化，ΔL2与ΔF成正比。因此，每相同质量差所对应的刻度线是均匀的。
引导学生了解中国杆秤等中国传统文化，并树立民族自豪感。
引导学生将实际的杆秤进行模型化处理，使之与所学的杠杆之间建立联系，并应用所学知识进行模型分析。
引导学生应用杠杆平衡条件进行实际问题分析，实际现象解释。
引导学生学生通过前面实验尝试，对第一次分析结果进行反思与质疑，并得出正确结论
引导学生利用实验操作和模型分析，解释实际问题
引导学生利用模型关系进行问题分析，培养学生的问题分析与解决能力。
引导学生通过实际操作，感受并分析杆秤秤花的标注方法，体会中华传统文化的博大精深。
通过已有知识和经验进行分析，引导学生强化对实验的归纳与总结能力以及对问题的质疑能力。
课
堂
小
结
杆秤在制作的过程中，一直都是对杠杆平衡条件的实践与应用。因此在制作杆秤及标刻度的过程中始终在对秤杆各个阶段水平平衡状态的分析。
课
堂
反
馈
图10
杆秤作为华夏国粹，它制作轻巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。如图10所示，是小阳同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图10所示。下列说法正确的是
A．秤砣的质量是0.4 kg
B．提起B秤纽，可以达到最大称量
C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg
D．提起C秤纽，不挂货物时，使秤杆转动的力是秤砣的重力
作
业
猜想与分析：
在实际制作杆秤时，并非将秤杆做的均匀，而是头粗尾细。你认为这样做的好处是什么？对秤杆上的刻度标记有影响吗？你的理由是？