制作小杆秤的方法和材料(南渝中学的这道手工作业学问原来这么大)

首页常识更新时间:2023-07-31 00:56:41

上游新闻·重庆晚报慢新闻记者 王渝凤 摄影报道

这些年,随着电子秤的普及,杆秤逐渐淡出了人们的视野。这小小的一杆杆秤,不仅是中国传承了几千年的传统手工工艺,还蕴藏着丰富精巧的工艺技艺……上网课期间,重庆南渝中学给学生们布置了一道有趣的手工作业——制作一个杆秤。本周,重庆南渝中学举办了“南渝中学初2021级自制杆秤精度大赛”,比赛现场,孩子们通过反复测试,用自制的杆秤称量质量未知的物品,并与高精度电子秤所秤结果进行对比,检验自制杆秤的准确度。

南渝中学初二年级物理备课组组长刘安刚老师告诉记者,假期让学生制作了浮沉子,如今又来比评自制的杆秤,目的是要让这群00后的孩子们知道,杆秤是怎么制作出来的?为什么这样的技术可以传承数千年?

物理老师展示学生们的作品

一部名为《陕西说》的纪录片

萌发了让学生自制杆秤的想法

进入初二,了解度量衡,成为物理学科一个重要的知识点。南渝中学物理组的老师们给孩子们推荐了一部名为《陕西说》的纪录片,纪录片里流传于户县秦镇的杨氏木杆秤,给这个小镇烙上了历史的印记。杨家的技术,源于祖辈。自清朝光绪年间就以造秤为生,至今已是第五代。

第五代的传承人叫杨卫斌,随着新的计量工具的出现,木杆秤逐渐退出了市场,经营和传承举步维艰。到底是该放弃还是坚守?杨卫斌在时代的选择中,艰难的坚持着。他的秤星花清晰,杆秤足称,用他父亲的话来说,这是在做良心事儿。

老师们将这部纪录片推荐给学生看,没想到从家长那里反馈回来的消息很不错。“家里现在都没杆秤了,要是孩子们可以动手制作最好了。我们小时候都用筷子制作过杆秤的。”说起动手,家长和学生的兴趣都很高。

这部拍摄于2019年简短的纪录片让刘安刚老师感触很深,而恰好线上学习的内容中有杆秤原理的重要知识——杠杆的平衡条件,所以萌发了让学生自制杆秤的想法。

考虑到当时疫情不能到校,刘老师将这份作业交给全年级的孩子们,并要求大家在4月22日之前,将自己在家里制作杆秤的照片、视频和记录表格,上传到指定邮箱。

学生称重的过程中老师提问

几次失败到最后终于成功

他的杆秤与电子秤称重一致

在收到的学生记录表中,初二五班一位名叫刘霄阳的学生的记录表真实还原了他几次失败到最后成功的制作历程。

他的制作原材料并不复杂:塑料杆、塑料小圆盘、细绳、热熔胶枪、电子秤、电烙铁、砝码、回形针、剪刀、记号笔。

刘霄阳告诉记者,他用一根匀称且表面平滑的硬塑料杆作为秤杆,用塑料圆盘做秤盘,圆盘上间隔120°用电烙铁打三个孔,将三条一样长的细绳一头系在秤盘的小孔上,另一头打结后系在秤杆最左端。

接下来,用小砝码做秤砣,系上一根线,挂在秤杆右端。最后,将提绳固定好后,整个称就算做好了。

制作刻度是整个制秤过程中最难的。为了提高精准度,刘霄阳说,失败了很多次后他决定,在秤盘下用热熔胶枪粘上硬币以保持平衡。他表示,若不增加硬币,杆秤左端过轻,而如果想在不加硬币的情况下保持平衡,就必须使杆秤左端力臂变长,这样必然会使支点向右移动,使秤砣所在边的力臂缩短。如果想恢复到加硬币时的最大称量值,所需的秤砣重量也会随之增加,再加上标注刻度的秤杆长度缩水,就只能标得更密或者标得更少,辨识读数的难度增加,相对地降低了精确度。

在精度大赛上,刘霄阳的杆秤也通过称签字笔、迷你订书机、便签纸和一枚鸡蛋后,与电子秤称重一致,而受到同学们的欢迎。

学生用自制的杆秤称量质量未知的物品

称重误差大一直没找到原因

原来是忽略了杆秤本身的重量

不过,在制作杆秤的过程中,绝大多数人都不是一帆风顺的。

初二四班的徐凤仪制作的称就出现了比较大的误差,但倒腾了半天,始终没有找到误差产生的根本原因。于是,通过把视频发给物理老师王老师,最终才寻找到了答案。

王老师告诉记者,由于学生没有考虑杠杆本身的重量,导致误差增大。此外,秤砣太轻,也导致量程太小,一旦量程过小,测量误差就会增加。因此可以考虑适当扩大量程、减小杆秤自重来提升精度和准确度。

记者注意到,在比赛现场,为了精确地衡量每一杆秤的准度,老师提供的可称物都是一样的,包括签字笔、砝码等。而学生制作杆秤的秤杆以筷子为主,不少同学用木棍、小竹竿等制作,秤砣的材料包括螺丝、药瓶、小铅锤、高压锅的限压阀等等,制作的材料虽然千差万别,但称重的范儿是一溜烟的整整齐齐。

学生用自制的杆秤称量质量未知的物品

之所以让学生动手做杆秤

更希望他们在动手中去多思考

《陕西说》纪录片的开头,是这样写的:天地之间有杆秤,道德良心是标尺。自古以来,公平是人类追求的目标。

对于物理这门理科学科来说,很多人固有的思想是学物理就不能文艺范儿,刘安刚老师说,这一认识是错误的。

古人,早就利用他们所知道的物理知识,帮我们解决了生活中的很多问题,比如杆秤就是最伟大的发明之一。

之所以让学生动手做杆秤,一来是为了提高学生的动手能力,除此之外更希望他们在动手中去多思考。“比如,为什么杆秤的秤杆不是圆柱形而是一头粗一头细?为什么每个刻度之间的距离都不相同?”刘安刚老师说,通过系统的思考发现,学生动手制作的结果确实不错。

初二五班刘霄阳的总结这样写到:杆秤平衡后的零刻度确认是关键,后面的刻度要同时用已知重量的物体来确认刻度,梯度越小杆秤越精确,不然会受到秤杆自身重力的影响。秤杆的重力以及秤盘的重力和所对应的力臂的长度会影响精度,所以秤杆最好是做成一头粗一头细,这样会减少秤杆自身重力造成的误差。

“做好生活中的秤,未来自己心中做任何事情,才会有一杆称得准的秤。”刘老师说。

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