初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第2节 跨学科实践：制作简易杆秤教案设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第2节 跨学科实践：制作简易杆秤教案设计，共8页。教案主要包含了项目提出，项目分析，项目实施，展示交流等内容，欢迎下载使用。
物理观念:在制作简易杆秤的过程中,加深对杠杆五要素的理解,知道“小小秤砣压千斤”的道理;了解简易杆秤的原理和使用方法。
科学思维:学生通过运用杠杆平衡条件推导验证杆秤的刻度是均匀的。
科学探究:利用杠杆的平衡条件制作简易杆秤,使用简易杆秤称量不同物体的质量。
科学态度与责任:能够客观评价自己的作品以及自己在制作简易杆秤过程中的表现,并进行思考和改进;通过制作杆秤了解中国优秀的传统文化,以及古代科技文明的发展,增强文化自信和民族自豪感。
教学重难点
教学重点:简易杆秤的制作。
教学难点:简易杆秤零刻度线和刻度的确定。
教学准备
教师准备:教学课件、杆秤实物。
学生准备:筷子、钩码、砝码、细线、小盆、剪刀、美工刀、工字钉、刻度尺、记号笔等。
教学过程
板书设计
第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
一、项目提出:制作简易杆秤
二、项目分析
1.结构:
筷子——秤杆
钩码——秤砣
细线——提纽
小盆——秤盘
2.零刻度线和刻度的确定
3.杆秤上的刻度是均匀的
三、项目实施
1.制作
2.刻度
四、展示交流
作业设计
1.优化你所制作的简易杆秤,尝试提高称量的精度,学有余力的学生可以尝试制作双测量范围的杆秤。
2.请对古今称质量的工具进行调查,并从制作、使用、精度等方面进行汇总和比较,写成科学小论文,并与同学们进行交流。
教学反思
通过杆秤的制作,学生不仅经历了完整的制作过程、研究了杆秤上的科学,而且体验到制作带来的成就和快乐。在杠杆这种简单机械上,包含着很多细节的处理。课堂上以杆秤制作为载体,使学生理解杠杆平衡条件、力与力臂、如何确定刻度、刻度是否均匀、如何增大测量范围,如何提高精度等问题,进而运用杠杆平衡原理制作简易杆秤,解决生活问题,学以致用。通过杆秤的制作和使用,让学生们深刻理解杆秤包含的物理知识和制作过程,明白一个产品的生产必须经过设计、制作、测试、再制作、再测试的过程,使学生们对真实杆秤的构造有了更深刻的认识。经历学习过程,让思维得以发展。这次杆秤制作项目化活动,不仅激发了学生们对物理浓厚的兴趣,更是培养了学生科学探究的能力。同时通过讨论和总结,引导学生思考和分析测量误差的原因,并探讨如何减小误差,培养学生的观察和解决问题的能力。最终达到提高学生的学习兴趣和动手能力,培养学生科学实验的能力和思维方法的目的。
教学环节
设计意图
一、项目提出
播放视频“古代秤杆的智慧”。
杆秤是人类发明的各种衡器中历史最悠久的一种。在我国湖南长沙东郊楚墓出土的文物中,就有它的身影。古时候,人们在生活中买卖商品离不开它。
介绍其他杆秤:八两秤、药店的秤等。杆秤的制作是即将消失的传统工艺,为现代生活留下许多丰厚的历史文化积淀。今天我们来学习制作简易杆秤,并且利用简易杆秤来称量物体的质量。
通过播放视频,导入本课关于“杆秤”的课题,初步了解相关概念
二、项目分析
(一)展示杆秤实物,同时课件展示杆秤,阅读课本,了解杆秤的组成及使用方法。
学生:杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成。
学生:称量时被称物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡,根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
教师介绍杆秤读数的方法,学生称量物体的质量,并且读数。
(二)分组讨论:要制作简易杆秤需要考虑的几个关键问题。
1.根据杆秤的结构,列出制作杆秤需要哪些材料,分别代表杆秤的哪个结构?
筷子——秤杆 钩码——秤砣
细线——提纽小盆——秤盘
记号笔、小刀、刻度尺、质量不同的砝码——标记刻度
2.如何确定杆秤的零刻度(定盘星)?
用细线系一个20 g的钩码,作为秤砣。提起提纽,调整秤砣的位置;当秤杆达到平衡时,细线所在的位置就是秤的零刻度线(O),也就是平衡点。用记号笔在这里做一个记号。这一步骤决定秤的制作精确度。
了解杆秤的组成部分以及称量方法,为顺利制作简易杆秤打好基础
3.如何确定出杆秤上的其他刻度?
找到杆秤的零刻度线后,在秤盘中放100 g砝码,移动系秤砣(钩码)的挂绳使杆秤平衡,用记号笔标记挂绳的位置,在相邻刻度线之间进行均分,分成10格(或5格),就可以得到每一格表示的质量(分度值)。
4.杆秤上的刻度是否均匀(课件进行展示)?
选杆秤上提纽处O点为支点,A为秤盘悬挂点,C为杆秤重心点,B为零刻度线,在这个位置上,挂上秤砣,不在秤盘中放物体时,杆秤正好平衡,由杠杆的平衡条件得G盘×OA=G砣×OB+G杆×OC①;将重物放在秤盘内,移动秤砣至D点杠杆平衡,由杠杆平衡条件得(G盘+G)×OA=G砣×OD+ G杆×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为定值,m与BD成正比,所以杆秤上的刻度是均匀的。
加深对杠杆平衡条件的理解,从理论上推导杆秤的刻度是均匀的
三、项目实施
制作过程:
(一)制作
1.取一根筷子当作秤杆。
2.用小盆当作秤盘,在小盆边缘用工字钉均匀扎三个小孔,用细线拴好并吊起。
3.在秤杆一端刻一槽A,距离槽A稍近处再刻一槽B。
4.把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽。
5.取一个20 g的钩码拴上细线作为秤砣。
(二)刻度
1.秤盘(不放物体)、秤砣分别位于提纽的两侧,用提纽提起秤杆,调节秤砣的位置,使秤杆水平平衡,标记(或刻下)所在的位置,就是杆秤的零刻度线(定盘星)。
2.在秤盘放入50 g的砝码,手提提纽,调节秤砣的位置,使秤杆再次水平平衡,标记(或刻下)秤砣所在的位置,此处为50 g所在的位置。
3. 在秤盘放入100 g的砝码,手提提纽,调节秤砣的位置,使秤杆再次水平平衡,标记(或刻下)秤砣所在的位置,此处为100 g所在的位置。
……
在相邻刻度线之间进行均分,就可以得到每一格表示的质量。
学生分组制作简易杆秤,小组之间相互合作,教师巡视指导,并拍照。
通过分组制作简易杆秤,培养动手操作能力、合作探究意识
四、展示交流
1.各小组展示制作的简易杆秤,用制作好的简易杆秤称量砝码的质量,看看是否标准,如果不标准,想想问题出在哪里,怎样进行调整纠正。教师进行评价。
2.通过观察各小组制作的杆秤,你能发现什么?各小组进行讨论交流。
小组1:不同提纽的杆秤,秤盘的位置相同,相同刻度的间距不同,提绳位置不同,称量范围不同。
小组2:提绳离秤盘近,称量范围大;提绳离秤盘远,称量范围小。
小组3:增加杆秤的长度,可以增加它的测量范围和精度。
小组4:增加秤砣的质量,也可以增加它的量程。
……
教师总结:杆秤的文化内容丰富,它象征公平公正,是天地良心的标尺,人们常说天地间有杆秤,就是说公道自在人心的意思。随着时代发展,和电子秤的普及,杆秤逐渐淡出商品交易市场,但它承载着中华民族数千年的历史,是中国文化的典型符号之一。
对制作过程及制作成果及时进行反思,不断改进
通过了解杆秤的发展历史,增强文化自信和民族自豪感