如图甲所示中，一圆柱体置于水平桌面上，其体积为160cm3，高为10cm，用弹簧测力计拉着这个物体从图所示位置开始向上缓慢提升，其示数F与弹簧测力计顶端上升高度h之间的关系如图乙所示

Question

如图甲所示中，一圆柱体置于水平桌面上，其体积为160cm³，高为10cm，用弹簧测力计拉着这个物体从图所示位置开始向上缓慢提升，其示数F与弹簧测力计顶端上升高度h之间的关系如图乙所示．求：

（1）当弹簧上端上升1cm时，圆住体对桌面的压强是___Pa；
（2）整个过程中拉力对圆柱体做了___焦的功；
（3）将该物体完全浸入水中时，弹簧测力计的示数为多少？（列式计算）

Answer 1

（1）由图可知，物体离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为物体所受重力大小，故物体所受重力为G=8N；
由图象知：当h=4cm时，弹簧测力计的示数为8N；
设弹簧上端上升1cm时所需拉力为F_拉，因为弹簧的伸长量与拉力成正比，
所以(F拉)/(8N)=(1cm)/(4cm)，
解得：F_拉=2N．
此时物体受向下的重力、向上的拉力、向上的支持力，
此时物体仍然静止在桌面上，所以F_拉+F_支=G，
则桌面对物体的支持力：F_支=G-F_拉=8N-2N=6N；
压力和支持力为一对相互作用力，大小相等，所以地面受到的压力：F_压=F_支=6N，
圆柱体的底面积：S=(V)/(h)=(160cm3)/(10cm)=16cm²，
则物体对桌面的压强：p=(F)/(S)=(6N)/(16×10-4m2)=3750pa．
（2）0～4cm，测力计示数均匀增大，但物体仍然静止在桌面上，此时拉力对圆柱体做功为0J．
4～10cm，物体离开桌面缓慢匀速上升，此时拉力对圆柱体做的功：W=Fh=8N×（0.1m-0.04m）=0.48J．
故整个过程中拉力对圆柱体做功为：0J+0.48J=0.48J．
（3）将该物体完全浸入水中时，物体受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物=1×10³kg/m³×10N/kg×160×10^-6m³=1.6N；
由称重法测浮力的公式F_浮=G-F_示可得，
弹簧测力计的示数：F_示=G-F_浮=8N-1.6N=6.4N．
故答案为：（1）3750；（2）0.48；（3）将该物体完全浸入水中时，弹簧测力计的示数为6.4N．