Question

11．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（m2）	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

提示：①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升．②1MPa=10⁶Pa，1L=1×10^-3m³．
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动能（填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为速度一定时流体的质量增加从而动能增大．
（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？

Answer 1

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计算即可．

解答 解：
（1）具有能的物体能够做功，高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的动能，所以可以切割坚硬物体；
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）由表格数据，根据公式p=$\frac{F}{S}$，
所以高压水流对切割面的压力：
F=pS=300×10⁶Pa×5×10^-8m²=15N．
答：（1）动能；速度一定时流体的质量增加从而动能增大；
（2）高压水流对切割面的压力为15N．

点评 考查了动能的影响因素和压强计算公式的应用，关键是从高压水切割机技术参数中获取有用信息．