Question

國家大劇院穹頂表面積達3萬平方米，為了使其既堅固又不至過重，設計者選用鈦金屬板作為主要材料．是因為鈦的密度

 

，硬度

 

．如果當地大氣壓為10⁵Pa，穹頂上表面受到大氣壓力為

 

N，設計者

 

（填“要”或“不需”）考慮大氣壓的影響．

Answer 1

分析：（1）以國家大劇院的穹頂表面積問題為背景，涉及的物理知識廣泛，回答問題時，要從鈦的密度、硬度等角度再聯系相應的物理知識，準確地作出判斷．
（2）根據壓強的變形公式可知穹頂上表面受到大氣壓力，注意大劇院內外都有大氣壓的存在．

解答：解：（1）因為鈦金屬板硬度大，穩定性強，再由公式m=ρv可知，體積相同，密度越小，質量就越小，所以設計者選擇了鈦金屬板作主材．
（2）∵p=

F

S

，
∴穹頂上表面受到大氣壓力：F=pS=10⁵Pa×3×10⁴m²=3×10⁹N．
由于大劇院內外都有大氣壓，所以不需要考慮大氣壓的影響．
故答案為：小；大；3×10⁹；不需．

點評：該題型不僅重視了知識與技能的考查，還滲透了情感、態度與價值觀．