Question

国家大剧院穹顶表面积达3万平方米，为了使其既坚固又不至过重，设计者选用钛金属板作为主要材料．是因为钛的密度

 

，硬度

 

．如果当地大气压为10⁵Pa，穹顶上表面受到大气压力为

 

N，设计者

 

（填“要”或“不需”）考虑大气压的影响．

Answer 1

分析：（1）以国家大剧院的穹顶表面积问题为背景，涉及的物理知识广泛，回答问题时，要从钛的密度、硬度等角度再联系相应的物理知识，准确地作出判断．
（2）根据压强的变形公式可知穹顶上表面受到大气压力，注意大剧院内外都有大气压的存在．

解答：解：（1）因为钛金属板硬度大，稳定性强，再由公式m=ρv可知，体积相同，密度越小，质量就越小，所以设计者选择了钛金属板作主材．
（2）∵p=

F

S

，
∴穹顶上表面受到大气压力：F=pS=10⁵Pa×3×10⁴m²=3×10⁹N．
由于大剧院内外都有大气压，所以不需要考虑大气压的影响．
故答案为：小；大；3×10⁹；不需．

点评：该题型不仅重视了知识与技能的考查，还渗透了情感、态度与价值观．