物理觀念:在制作簡易桿秤的過程中,加深對杠桿五要素的理解,知道“小小秤砣壓千斤”的道理;了解簡易桿秤的原理和使用方法。
科學(xué)思維:學(xué)生通過運用杠桿平衡條件推導(dǎo)驗證桿秤的刻度是均勻的。
科學(xué)探究:利用杠桿的平衡條件制作簡易桿秤,使用簡易桿秤稱量不同物體的質(zhì)量。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:能夠客觀評價自己的作品以及自己在制作簡易桿秤過程中的表現(xiàn),并進行思考和改進;通過制作桿秤了解中國優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化,以及古代科技文明的發(fā)展,增強文化自信和民族自豪感。
教學(xué)重難點
教學(xué)重點:簡易桿秤的制作。
教學(xué)難點:簡易桿秤零刻度線和刻度的確定。
教學(xué)準(zhǔn)備
教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件、桿秤實物。
學(xué)生準(zhǔn)備:筷子、鉤碼、砝碼、細(xì)線、小盆、剪刀、美工刀、工字釘、刻度尺、記號筆等。
教學(xué)過程
板書設(shè)計
第2節(jié) 跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤
一、項目提出:制作簡易桿秤
二、項目分析
1.結(jié)構(gòu):
筷子——秤桿
鉤碼——秤砣
細(xì)線——提紐
小盆——秤盤
2.零刻度線和刻度的確定
3.桿秤上的刻度是均勻的
三、項目實施
1.制作
2.刻度
四、展示交流
作業(yè)設(shè)計
1.優(yōu)化你所制作的簡易桿秤,嘗試提高稱量的精度,學(xué)有余力的學(xué)生可以嘗試制作雙測量范圍的桿秤。
2.請對古今稱質(zhì)量的工具進行調(diào)查,并從制作、使用、精度等方面進行匯總和比較,寫成科學(xué)小論文,并與同學(xué)們進行交流。
教學(xué)反思
通過桿秤的制作,學(xué)生不僅經(jīng)歷了完整的制作過程、研究了桿秤上的科學(xué),而且體驗到制作帶來的成就和快樂。在杠桿這種簡單機械上,包含著很多細(xì)節(jié)的處理。課堂上以桿秤制作為載體,使學(xué)生理解杠桿平衡條件、力與力臂、如何確定刻度、刻度是否均勻、如何增大測量范圍,如何提高精度等問題,進而運用杠桿平衡原理制作簡易桿秤,解決生活問題,學(xué)以致用。通過桿秤的制作和使用,讓學(xué)生們深刻理解桿秤包含的物理知識和制作過程,明白一個產(chǎn)品的生產(chǎn)必須經(jīng)過設(shè)計、制作、測試、再制作、再測試的過程,使學(xué)生們對真實桿秤的構(gòu)造有了更深刻的認(rèn)識。經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程,讓思維得以發(fā)展。這次桿秤制作項目化活動,不僅激發(fā)了學(xué)生們對物理濃厚的興趣,更是培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力。同時通過討論和總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考和分析測量誤差的原因,并探討如何減小誤差,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和解決問題的能力。最終達到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的能力和思維方法的目的。
教學(xué)環(huán)節(jié)
設(shè)計意圖
一、項目提出
播放視頻“古代秤桿的智慧”。
桿秤是人類發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種。在我國湖南長沙東郊楚墓出土的文物中,就有它的身影。古時候,人們在生活中買賣商品離不開它。
介紹其他桿秤:八兩秤、藥店的秤等。桿秤的制作是即將消失的傳統(tǒng)工藝,為現(xiàn)代生活留下許多豐厚的歷史文化積淀。今天我們來學(xué)習(xí)制作簡易桿秤,并且利用簡易桿秤來稱量物體的質(zhì)量。
通過播放視頻,導(dǎo)入本課關(guān)于“桿秤”的課題,初步了解相關(guān)概念
二、項目分析
(一)展示桿秤實物,同時課件展示桿秤,閱讀課本,了解桿秤的組成及使用方法。
學(xué)生:桿秤由帶有秤星的秤桿、秤砣、秤盤、提紐等組成。
學(xué)生:稱量時被稱物體放在秤盤中,移動系秤砣的掛繩使秤桿平衡,根據(jù)掛繩所處的位置就可以讀出被稱物體的質(zhì)量。
教師介紹桿秤讀數(shù)的方法,學(xué)生稱量物體的質(zhì)量,并且讀數(shù)。
(二)分組討論:要制作簡易桿秤需要考慮的幾個關(guān)鍵問題。
1.根據(jù)桿秤的結(jié)構(gòu),列出制作桿秤需要哪些材料,分別代表桿秤的哪個結(jié)構(gòu)?
筷子——秤桿 鉤碼——秤砣
細(xì)線——提紐小盆——秤盤
記號筆、小刀、刻度尺、質(zhì)量不同的砝碼——標(biāo)記刻度
2.如何確定桿秤的零刻度(定盤星)?
用細(xì)線系一個20 g的鉤碼,作為秤砣。提起提紐,調(diào)整秤砣的位置;當(dāng)秤桿達到平衡時,細(xì)線所在的位置就是秤的零刻度線(O),也就是平衡點。用記號筆在這里做一個記號。這一步驟決定秤的制作精確度。
了解桿秤的組成部分以及稱量方法,為順利制作簡易桿秤打好基礎(chǔ)
3.如何確定出桿秤上的其他刻度?
找到桿秤的零刻度線后,在秤盤中放100 g砝碼,移動系秤砣(鉤碼)的掛繩使桿秤平衡,用記號筆標(biāo)記掛繩的位置,在相鄰刻度線之間進行均分,分成10格(或5格),就可以得到每一格表示的質(zhì)量(分度值)。
4.桿秤上的刻度是否均勻(課件進行展示)?
選桿秤上提紐處O點為支點,A為秤盤懸掛點,C為桿秤重心點,B為零刻度線,在這個位置上,掛上秤砣,不在秤盤中放物體時,桿秤正好平衡,由杠桿的平衡條件得G盤×OA=G砣×OB+G桿×OC①;將重物放在秤盤內(nèi),移動秤砣至D點杠桿平衡,由杠桿平衡條件得(G盤+G)×OA=G砣×OD+ G桿×OC②;②-①得G×OA=G砣×BD,G=G砣OA×BD,G=mg,所以m=m砣OA×BD,m砣OA為定值,m與BD成正比,所以桿秤上的刻度是均勻的。
加深對杠桿平衡條件的理解,從理論上推導(dǎo)桿秤的刻度是均勻的
三、項目實施
制作過程:
(一)制作
1.取一根筷子當(dāng)作秤桿。
2.用小盆當(dāng)作秤盤,在小盆邊緣用工字釘均勻扎三個小孔,用細(xì)線拴好并吊起。
3.在秤桿一端刻一槽A,距離槽A稍近處再刻一槽B。
4.把小盆掛在槽A處作為秤盤,在槽B處系一根細(xì)線作為提紐。
5.取一個20 g的鉤碼拴上細(xì)線作為秤砣。
(二)刻度
1.秤盤(不放物體)、秤砣分別位于提紐的兩側(cè),用提紐提起秤桿,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿水平平衡,標(biāo)記(或刻下)所在的位置,就是桿秤的零刻度線(定盤星)。
2.在秤盤放入50 g的砝碼,手提提紐,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿再次水平平衡,標(biāo)記(或刻下)秤砣所在的位置,此處為50 g所在的位置。
3. 在秤盤放入100 g的砝碼,手提提紐,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿再次水平平衡,標(biāo)記(或刻下)秤砣所在的位置,此處為100 g所在的位置。
……
在相鄰刻度線之間進行均分,就可以得到每一格表示的質(zhì)量。
學(xué)生分組制作簡易桿秤,小組之間相互合作,教師巡視指導(dǎo),并拍照。
通過分組制作簡易桿秤,培養(yǎng)動手操作能力、合作探究意識
四、展示交流
1.各小組展示制作的簡易桿秤,用制作好的簡易桿秤稱量砝碼的質(zhì)量,看看是否標(biāo)準(zhǔn),如果不標(biāo)準(zhǔn),想想問題出在哪里,怎樣進行調(diào)整糾正。教師進行評價。
2.通過觀察各小組制作的桿秤,你能發(fā)現(xiàn)什么?各小組進行討論交流。
小組1:不同提紐的桿秤,秤盤的位置相同,相同刻度的間距不同,提繩位置不同,稱量范圍不同。
小組2:提繩離秤盤近,稱量范圍大;提繩離秤盤遠(yuǎn),稱量范圍小。
小組3:增加桿秤的長度,可以增加它的測量范圍和精度。
小組4:增加秤砣的質(zhì)量,也可以增加它的量程。
……
教師總結(jié):桿秤的文化內(nèi)容豐富,它象征公平公正,是天地良心的標(biāo)尺,人們常說天地間有桿秤,就是說公道自在人心的意思。隨著時代發(fā)展,和電子秤的普及,桿秤逐漸淡出商品交易市場,但它承載著中華民族數(shù)千年的歷史,是中國文化的典型符號之一。
對制作過程及制作成果及時進行反思,不斷改進
通過了解桿秤的發(fā)展歷史,增強文化自信和民族自豪感

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第2節(jié) 跨學(xué)科實踐：制作簡易桿秤

版本： 人教版（2024）

年級： 八年級下冊（2024）

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