Question

【题目】小明的妈妈买了一件工艺品，小明想测量一下它的密度，于是利用天平、大、小烧杯和水等器材，进行了以下测量：
（1）小明测工艺品质量的操作步骤如下： A．将天平放在水平桌面上，调节横梁平衡时，应先； 然后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央；
B．称量时，发现指针偏向分度盘的左侧，应在右盘中或移动游码使天平重新恢复平衡，测出工艺品的质量为m．
（2）小明测工艺品体积的操作步骤如下： A．测出小空烧杯的质量m1
B．把装了水的大烧杯和空的小烧杯如图甲放置

C．把工艺品缓缓放入大烧杯中，大烧杯部分水溢进小烧杯
D．测出承接了溢出水的小烧杯的总质量m2
上面实验B中的一处错误是： ．
若按这种错误的方式测出的工艺品的密度会（选填“偏大”或“偏小”）．
（3）若步骤B中的错误已改正，则工艺品密度的表达式ρ工艺品=（用本题出现过的物理量符号表示，水的密度用ρ水表示） 【拓展】小明又用弹簧测力计、纯水和烧杯测量工艺品的密度，他首先将重为3.4N的金属块和工艺品用细线与弹簧测力计连接，如图乙所示；然后将工艺品浸入纯水中，他发现当工艺品浸入水中一半时弹簧测力计示数为5.5N，刚好全部浸没时示数为5.4N，则可确定工艺品的密度为kg/m3（g取10N/kg）．

Answer 1

【答案】
（1）将游码移到标尺左端的零刻度线处；添加砝码
（2）大烧杯中的水没有加满；偏大
（3）；5.5×103
【解析】解：（1）A、使用天平时，应将它放在水平桌面上；调节横梁平衡对，把游码放在标尺左端的零刻线处，然后调节横梁右端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线上； B、称量物体时，物体放在左盘，砝码放在右盘，指针偏向左，说明右盘质量小，应向右盘里添加砝码或者移动游码；（2）上面实验操作B中的一处错误是：大烧杯中的水没有加满，会使溢出水的体积小于工艺品的体积；
若按这种错误的方式测出的工艺品的体积会偏小，根据公式ρ= 可知，质量一定时，体积变小，其密度会偏大；（3）物体排出水的质量m水=m2﹣m1 ，
工艺品的体积：V=V水= = ，即为；
工艺品密度的表达式：
ρ工艺品= = = ；（3）设金属块的重力为G1 ， 工艺品的重力为G2 ， 工艺品的体积为V，
当首饰浸入水中一半时，工艺品受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水g× V= ρ水gV，
此时根据力的平衡条件有：G1+G2=F浮+F示 ，
即：G1+G2= ρ水gV+5.5N，﹣﹣﹣①
当工艺品全部浸入水中时，工艺品受到的浮力：F浮=ρ水gV排′=ρ水gV，
此时根据力的平衡条件有：G1+G2=F浮′+F示′，
即：G1+G2=ρ水gV+5.4N，﹣﹣﹣②
②﹣①得： ρ水gV=0.1N，
代入数据有： ×1.0×103kg/m3×10N/kg×V=0.1N，
解得工艺品的体积：V=2×10﹣5m3 ，
将G1=3.4N、V=2×10﹣5m3代入①得：
3.4N+G2= ×1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3+5.5N，
解得工艺品所受重力：G2=1.1N，
则工艺品的质量：m2= = =0.11kg，
工艺品的密度：
ρ2= = =5.5×103kg/m3 ．
所以答案是：（1）将游码移到标尺左端的零刻度线处；添加砝码；（2）大烧杯中的水没有加满；偏大；