题目
8.[判断题]具有同样抗拉强度的骨骼与铸铁相比,重量轻三倍。A. 对B. 错
8.[判断题]具有同样抗拉强度的骨骼与铸铁相比,重量轻三倍。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查对材料力学性能中比强度的理解,以及对生物材料(骨骼)与工程材料(铸铁)性能差异的认识。
解题核心思路:
- 比强度是材料强度与其密度的比值,反映单位质量下的强度。
- 骨骼作为生物材料,密度远低于铸铁,但题目假设两者抗拉强度相同时,需通过比强度判断重量关系。
- 关键结论:骨骼密度约为铸铁的1/4到1/3,因此在相同强度下,重量轻3-4倍,符合“轻三倍”的表述。
概念解析
- 抗拉强度:材料在拉伸载荷下断裂前能承受的最大应力。
- 比强度:材料强度与其密度的比值,公式为:
$\text{比强度} = \frac{\text{抗拉强度}}{\text{密度}}$
比强度越高,单位质量的材料越强。
数据对比
- 铸铁:密度约 $7.6 \sim 8.0 \, \text{g/cm}^3$,抗拉强度约 $200 \sim 350 \, \text{MPa}$。
- 骨骼:密度约 $1.5 \sim 2.0 \, \text{g/cm}^3$,抗拉强度约 $130 \sim 170 \, \text{MPa}$。
计算与结论
假设两者抗拉强度相同(如均为 $200 \, \text{MPa}$):
- 铸铁的比强度:
$\frac{200}{8.0} = 25 \, \text{MPa/g/cm}^3$ - 骨骼的比强度:
$\frac{200}{2.0} = 100 \, \text{MPa/g/cm}^3$
骨骼比强度是铸铁的4倍,因此在相同强度下,骨骼重量仅为铸铁的 $\frac{1}{4}$,即轻三倍。