Question

【題目】小明的媽媽買了一件工藝品，小明想測量一下它的密度，于是利用天平、大、小燒杯和水等器材，進行了以下測量：
（1）小明測工藝品質量的操作步驟如下： A．將天平放在水平桌面上，調節橫梁平衡時，應先； 然后調節平衡螺母使指針指在分度盤的中央；
B．稱量時，發現指針偏向分度盤的左側，應在右盤中或移動游碼使天平重新恢復平衡，測出工藝品的質量為m．
（2）小明測工藝品體積的操作步驟如下： A．測出小空燒杯的質量m1
B．把裝了水的大燒杯和空的小燒杯如圖甲放置

C．把工藝品緩緩放入大燒杯中，大燒杯部分水溢進小燒杯
D．測出承接了溢出水的小燒杯的總質量m2
上面實驗B中的一處錯誤是： ．
若按這種錯誤的方式測出的工藝品的密度會（選填“偏大”或“偏小”）．
（3）若步驟B中的錯誤已改正，則工藝品密度的表達式ρ工藝品=（用本題出現過的物理量符號表示，水的密度用ρ水表示） 【拓展】小明又用彈簧測力計、純水和燒杯測量工藝品的密度，他首先將重為3.4N的金屬塊和工藝品用細線與彈簧測力計連接，如圖乙所示；然后將工藝品浸入純水中，他發現當工藝品浸入水中一半時彈簧測力計示數為5.5N，剛好全部浸沒時示數為5.4N，則可確定工藝品的密度為kg/m3（g取10N/kg）．

Answer 1

【答案】
（1）將游碼移到標尺左端的零刻度線處；添加砝碼
（2）大燒杯中的水沒有加滿；偏大
（3）；5.5×103
【解析】解：（1）A、使用天平時，應將它放在水平桌面上；調節橫梁平衡對，把游碼放在標尺左端的零刻線處，然后調節橫梁右端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線上； B、稱量物體時，物體放在左盤，砝碼放在右盤，指針偏向左，說明右盤質量小，應向右盤里添加砝碼或者移動游碼；（2）上面實驗操作B中的一處錯誤是：大燒杯中的水沒有加滿，會使溢出水的體積小于工藝品的體積；
若按這種錯誤的方式測出的工藝品的體積會偏小，根據公式ρ= 可知，質量一定時，體積變小，其密度會偏大；（3）物體排出水的質量m水=m2﹣m1 ，
工藝品的體積：V=V水= = ，即為；
工藝品密度的表達式：
ρ工藝品= = = ；（3）設金屬塊的重力為G1 ， 工藝品的重力為G2 ， 工藝品的體積為V，
當首飾浸入水中一半時，工藝品受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水g× V= ρ水gV，
此時根據力的平衡條件有：G1+G2=F浮+F示 ，
即：G1+G2= ρ水gV+5.5N，﹣﹣﹣①
當工藝品全部浸入水中時，工藝品受到的浮力：F浮=ρ水gV排′=ρ水gV，
此時根據力的平衡條件有：G1+G2=F浮′+F示′，
即：G1+G2=ρ水gV+5.4N，﹣﹣﹣②
②﹣①得： ρ水gV=0.1N，
代入數據有： ×1.0×103kg/m3×10N/kg×V=0.1N，
解得工藝品的體積：V=2×10﹣5m3 ，
將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，
解得工藝品所受重力：G2=1.1N，
則工藝品的質量：m2= = =0.11kg，
工藝品的密度：
ρ2= = =5.5×103kg/m3 ．
所以答案是：（1）將游碼移到標尺左端的零刻度線處；添加砝碼；（2）大燒杯中的水沒有加滿；偏大；