材料的力学性能与新材料
材料的力学性能,是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力,通常包括弹性与塑性、脆性与韧性等。无论是何种材料,一般受力时都要发生形变。有的会发生弹性形变,有的会发生塑性形变。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。有些材料当受力达到一定值时,会发生突然断裂,且无明显的塑性形变,这种性质叫做脆性。例如:轻轻一掰,饼干就会变成碎片。
随着科技的发展,人们发明了很多具有特殊性能的新材料。
复合材料是指由两种或两种以上不同物质组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、硬性优良等优点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑等领域。
组成纳米材料的物质尺度在1纳米~100纳米之间,它的物理性质与大尺度时相比,会发生显著变化。纳米金属要比传统金属硬3~5倍,纳米陶瓷的强度、韧性和塑性比普通陶瓷要强很多,使陶瓷具有像金属那样的柔韧性和可加工性。
伴随复合材料、纳米材料等新型材料的发明与应用,人类将不断演进科技文明。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)纳米陶瓷的塑性比普通陶瓷要___________(选填:“强”或“弱”)。
(2)复合材料具有重量轻、强度高…等优点,其中“重量轻”的实质是________(选填:“重力”或“密度”)小。请你举出一种复合材料:_____________。
水平实验桌面上有微小压强计和装有等体积的酒精和浓盐水的A、B两个烧杯。当微小压强计的探头放入液体中不同深度时,发现微小压强计U型管两侧的液面差相同,如图所示,若已知浓盐水的密度大于酒精的密度,由此可以判断甲容器中的液体是___________(选填:“酒精”或“浓盐水”)。
利用“物体在斜面上向下运动”这一情景,可以研究很多问题,如图所示。
小铁球从斜面上滚下。在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察小铁球的运动变化情况
小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在棉布和木板上滑行的距离。
请根据上述实验回答下列问题:
(1)甲实验表明:力可以改变物体的_______________________;
(2)乙实验表明:运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离_____________,进一步科学推理,如果小车运动时不受阻力,它将做___________________。
如图所示,利用一个海绵、小桌、砝码以及蓬松棉探究影响压力作用效果因素的实验。
(1)甲、乙、丙实验中通过海绵________________反映压力作用的效果;
(2)甲、乙实验是为了探究压力的作用效果与________________是否有关。
(3)丙实验中海绵受到的压强________(选填:“大于”、“小于“或“等于”)丁实验中蓬松棉受到的压强。
小明为了验证阿基米德原理,做了如下实验。在溢水杯装满水时,他用弹簧测力计测量石块浸没在水中受到的浮力如图所示。根据图中甲乙可得石块在水中受到的浮力为_____N,根据图中丙丁可得石块排开水的重力为_____N,从这个实验可知,金属块在水中受到的浮力_____金属块排开水受到的重力(选填:“大于”“小于”或“等于”)。
小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均为100g,杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题:
(1)将杠杆安装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调(选填 “左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的B点悬挂了3个钩码,如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态,应该在A点悬挂 ________个钩码。
(3)若撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,应该用弹簧测力计在杠杆______(选填 “A”或“C”)处竖直向上拉,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计的示数为_______N。(g取10N/kg)