题目内容
超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．下表是某高压水切割机技术参数：| 型号 | 压强 （MPa） | 喷嘴横截面积（m）2 | 排量 （L/min） | 油泵电机功率 （kw） | 换向方式 | 电源 （V） |
| 2230 | 300 | 5×10-8 | 2.7 | 22.5 | 电子 | 380 |
（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的______，加入磨料后切割能力大大提高了是因为______，
（2）高压水切割机的切割效率为______．
【答案】分析：（1）根据动能的影响因素：动能与物体的速度和质量有关；速度一定时流体的质量增加从而动能增大；
（2）求压力需要知道压强和受力面积，根据公式F=pS，代入数值即可求出；求切割效率，需要知道有用功和总功，根据电机的功率和时间可求出总功，根据切割机水的排量和喷嘴的横截面积，求出切割线长度，由压力和切割线长度可求出有用功，根据效率公式，代入数值即可求出效率．
解答：解：（1）速度一定时流体的质量增加从而动能增大；加入磨料后切割能力大大提高了，是因为速度一定时流体的质量增加从而动能增大．
（2）根据公式：F=pS=300×106Pa×5×10-8m2=15N；
22.5kW=22500W，1min=60s，W总=P电t=22500W×60s=1.35×106J；
H=
=
=5.4×104m，W有用=FH=15N×5.4×104m=8.1×105J；
η=
×100%=
×100%=60%．
故答案为：（1）动能； 质量越大，动能越大；
（2）60%．
点评：本题考查了动能的影响因素和效率的计算的知识点，要求学生牢记效率的计算公式．
（2）求压力需要知道压强和受力面积，根据公式F=pS，代入数值即可求出；求切割效率，需要知道有用功和总功，根据电机的功率和时间可求出总功，根据切割机水的排量和喷嘴的横截面积，求出切割线长度，由压力和切割线长度可求出有用功，根据效率公式，代入数值即可求出效率．
解答：解：（1）速度一定时流体的质量增加从而动能增大；加入磨料后切割能力大大提高了，是因为速度一定时流体的质量增加从而动能增大．
（2）根据公式：F=pS=300×106Pa×5×10-8m2=15N；
22.5kW=22500W，1min=60s，W总=P电t=22500W×60s=1.35×106J；
H=
==5.4×104m，W有用=FH=15N×5.4×104m=8.1×105J；η=
×100%=×100%=60%．故答案为：（1）动能； 质量越大，动能越大；
（2）60%．
点评：本题考查了动能的影响因素和效率的计算的知识点，要求学生牢记效率的计算公式．
练习册系列答案
相关题目
超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．下表是某高压水切割机技术参数：
提示：①表中“排量4.5×10-5m3/s”表示每秒从喷嘴中喷出水4.5×10-5m3．
②排量Q=Sv，S为喷嘴横截面积，v是水流的速度，Q为排量． ③1MPa=106Pa．
请回答：
（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的 （填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为 ．
（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？
（3）喷嘴喷出水流速度是多少？
（4）高压水切割机的切割功率是多少？
（5）10S内油泵电机所做的功能将500N的一位中学生举多高？
| 型号 | 压强（MPa） | 喷嘴横截面积（m2） | 排量（m3/s） | 油泵电机功率（kw） | 切割效率 | 换向方式 | 电源（V） |
| 2230 | 300 | 5×10-8 | 4.5×10-5 | 22.5 | 60% | 电子 | 380 |
②排量Q=Sv，S为喷嘴横截面积，v是水流的速度，Q为排量． ③1MPa=106Pa．
请回答：
（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的
（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？
（3）喷嘴喷出水流速度是多少？
（4）高压水切割机的切割功率是多少？
（5）10S内油泵电机所做的功能将500N的一位中学生举多高？
