Question

【題目】如圖所示，氣凝膠是一種多孔狀、類似海綿結(jié)構(gòu)的硅元素固體，孔狀內(nèi)有99.8%的空間．這種新材料密度僅為3kg/m3 ， 看似脆弱不堪，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用，最高能承受1400℃的高溫．若將其壓縮至很小體積之后也能迅速?gòu)?fù)原．據(jù)悉2018年美國(guó)宇航局派宇航員登陸火星時(shí)，就將用它制成隔熱宇航服．
（1）從上述介紹中，可以判斷氣凝膠這種物質(zhì)具有哪些優(yōu)異的物理屬性？請(qǐng)說(shuō)出兩點(diǎn)．
（2）有人做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在一金屬塊表面涂上8mm厚的氣凝膠，結(jié)果在lkg的炸藥爆炸中氣凝膠毫發(fā)無(wú)損．若金屬塊為體積為1m3的立方體，則覆蓋在金屬塊上的氣凝膠質(zhì)量為多少？
（3）某大型飛機(jī)采用現(xiàn)在盛行的超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制造，重2.32×106N，若采用“氣凝膠”代替鋼材來(lái)制造一架同樣大小的飛機(jī)，則需“氣凝膠”的質(zhì)量為多少？（鋼的密度為7.9×103kg/m3 ， g取10N/kg ）

Answer 1

【答案】
（1）解：由題意知，氣凝膠的密度僅為3kg/m3，說(shuō)明其密度��；

氣凝膠非常堅(jiān)固耐用，最高能承受1400℃的高溫，說(shuō)明其耐高溫；

若將其壓縮至很小體積之后也能迅速?gòu)?fù)原，說(shuō)明其彈性好．

（2）解：正方體金屬塊的體積V=1m3，

由V=a3得，正方體金屬塊的邊長(zhǎng)：

a= = =1m，

則正方體的表面積：

S=6a2=6×（1m）2=6m2，

覆蓋在金屬塊上氣凝膠的體積：

V=Sh=6m2×8×10﹣3m=0.048m3，

由ρ= 得，覆蓋在金屬塊上的氣凝膠質(zhì)量：

m=ρV=3kg/m3×0.048m3=0.144kg；

（3）解：由G=mg得，鋼材的質(zhì)量：

m= = =2.32×105kg，

由ρ= 得，鋼材的體積：

V鋼= = ≈29.37m3，

由題意知，氣凝膠的體積：

V=V鋼=29.37m3，

氣凝膠的質(zhì)量：

m′=ρV′=3kg/m3×29.37m3≈88kg．

【解析】（1）根據(jù)題意提供的信息找出氣凝膠突出的物理特性；（2）根據(jù)題意求出覆蓋在金屬塊上氣凝膠的體積，根據(jù)密度公式的變形公式求出氣凝膠的質(zhì)量；（3）知道鋼材的質(zhì)量和鋼的密度，利用密度公式的變形公式V= 求出鋼材的體積即氣凝膠的體積，然后利用公式m=ρV求出氣凝膠的質(zhì)量．
【考點(diǎn)精析】利用物質(zhì)的物理特征對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知物質(zhì)存在的三種狀態(tài)：固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)．