Question

14．阅读《长征五号》回答问题．
                                                    长征五号
       2016年11月3日，伴随着一声长啸，我国新一代大型运载火箭长征五号腾空而起，燃料燃烧产生的巨大火焰推动火箭上升，火光映红了天空．约30分钟后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，长征五号首飞圆满成功．
      长征五号作为我国运载火箭升级换代的里程碑工程，火箭在大直径、大结构、大推力的同时，还能保持最轻的自重．除了智能减载、优化结构外，我国科研人员还通过更换材料、优化工艺等措施在制造环节减重．例如，一开始火箭大量使用钢螺母，结构强度大、质量大．经过试验，科研人员将大量螺母替换成钛合金材料，减轻了几百千克．
       长征火箭助推器的斜头锥有着优异的气动外形，对减小空气阻力发挥了重要作用．斜头锥不仅圆润，而且还很强悍．锥头不足0.1m²的前捆绑点处，能够承受约3×10⁶N压力．所以在发射瞬间，每个助推器需要将底部支撑点的推力最高效地传送到头锥内侧的那个前捆绑点上，带动火箭起飞．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）火箭升空时是将内能转化为机械能．
（2）用钛合金替代钢螺母是因为钛合金的密度比钢的密度小．（选填“大”或“小”）
（3）头锥处受到的压强约为3×10⁷Pa．

Answer 1

分析 （1）火箭属于热机的一种，是利用内能做功的机器；
（2）在体积相同的情况下，选用密度小的材料可减小物体的质量；
（3）根据压力和受力面积的大小，利用公式p=$\frac{F}{S}$可计算压强的大小．

解答 解：（1）火箭发动机属于热机的一种，火箭升空时是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能．
（2）由短文内容可知，用钛合金替代钢螺母是因为钛合金的密度比钢的密度小，在体积相同的情况下，可减小螺母的质量．
（3）由题可知，锥头不足0.1m²的前捆绑点处，能够承受约3×10⁶N压力，
则头锥处受到的压强约为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3×1{0}^{6}N}{0.1{m}^{2}}$=3×10⁷Pa．
故答案为：（1）机械；（2）小；（3）3×10⁷．

点评 本题以火箭为例，考查了能量的转化、密度的应用，以及压强公式的计算，有一定综合性，但难度不大．