据中国经济网2009年3月24日报道，英国每日邮报信息：科学家最新研制出一种比钢铁更坚硬的气凝胶，可用于建造“肌肉柔韧”却具有超强力量的机器人．科学家预测新型气凝胶材料可打造未来超强机器人．气凝胶是当前世界上最轻的固体，是在硅化物中填充了大量的空气制成的，其中99.8%是空气泡．科学家已建造了一种具有肌肉作用的气凝胶，只要充电即可具有超强力量，这种气凝胶比空气轻，具有橡胶一样的伸展性，比钢铁更坚硬．（1）为了检验气凝胶的坚硬程度，有人做过一个实验，在一金属板上涂上6mm厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸中

2019-05-04

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据中国经济网2009年3月24日报道，英国每日邮报信息：科学家最新研制出一种比钢铁更坚硬的气凝胶，可用于建造“肌肉柔韧”却具有超强力量的机器人．科学家预测新型气凝胶材料可打造未来超强机器人．气凝胶是当前世界上最轻的固体，是在硅化物中填充了大量的空气制成的，其中99.8%是空气泡．科学家已建造了一种具有肌肉作用的气凝胶，只要充电即可具有超强力量，这种气凝胶比空气轻，具有橡胶一样的伸展性，比钢铁更坚硬．
（1）为了检验气凝胶的坚硬程度，有人做过一个实验，在一金属板上涂上6mm厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损，若金属板的表面积为5m²，则覆盖在金属板上的气凝胶质量为多少克？（已知气凝胶的密度为3mg/cm³）
（2）我国神舟飞船轨道舱采用的多层隔热材料，是一种表面镀铝的聚酯薄膜，其密度约为0.5×10³kg/m³，总体积约为2m³．如果用气凝胶来代替这种聚酯薄膜，可使飞船的质量减轻多少？

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（1）6mm=0.006m；
气凝胶的体积V=Sh=5m²×0.006m=0.03m³；
气凝胶的密度ρ=3mg/cm³=0.003×10³kg/m³=3kg/m³，
由ρ=

m

V

可得，气凝胶质量m=ρV=3kg/m³×0.03m³=0.09kg=90g；
（2）ρ_气凝胶=3mg/cm³=3kg/m³，
∵用气凝胶代替聚酯薄膜时，所需材料的体积相等，
∴飞船减轻的质量：
△m=m_聚酯薄膜-m_气凝胶′
=ρ_聚酯薄膜V-ρ_气凝胶V
=0.5×10³kg/m³×2m³-3kg/m³×2m³
=994kg．
答：（1）覆盖在金属块上的气凝胶质量为90克．
（2）如果用气凝胶代替聚酯薄膜，可使飞船的质量减轻994kg （1）6mm=0.006m；
气凝胶的体积V=Sh=5m²×0.006m=0.03m³；
气凝胶的密度ρ=3mg/cm³=0.003×10³kg/m³=3kg/m³，
由ρ=

m

V

可得，气凝胶质量m=ρV=3kg/m³×0.03m³=0.09kg=90g；
（2）ρ_气凝胶=3mg/cm³=3kg/m³，
∵用气凝胶代替聚酯薄膜时，所需材料的体积相等，
∴飞船减轻的质量：
△m=m_聚酯薄膜-m_气凝胶′
=ρ_聚酯薄膜V-ρ_气凝胶V
=0.5×10³kg/m³×2m³-3kg/m³×2m³
=994kg．
答：（1）覆盖在金属块上的气凝胶质量为90克．
（2）如果用气凝胶代替聚酯薄膜，可使飞船的质量减轻994kg