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．下打印页面

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

网友投稿 2022-02-18 00:00:00 零零社区

◎ 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：

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
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？

◎ 答案

（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．
故答案为：动能；速度一定，质量越大动能越大．
（2）高压水流对切割面的压力为：F=pS=300×10⁶Pa×5×10^-8m²=15N；
答：高压水流对切割面的压力为15N．
（3）∵Q=Sv，
∴喷嘴喷出水流速度是v=
Q
S
=
4.5×10-5m3/s
5×10-8m2
=900m/s；
答：喷嘴喷出水流速度是900m/s．
（4）高压水切割机的切割功率是P′=P×η=22.5kW×60%=13.5kW；
答：高压水切割机的切割功率是13.5kW．
（5）10S内油泵电机所做的功W=Pt=22.5×10³W×10S=2.25×10⁵J；
学生被举起的高度h=
W
G
=
2.25×105J
500N
=450m；
答：学生被举起450m．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“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…”主要考查了你对【功的计算】，【功率的计算】，【动能的影响因素】，【速度的计算】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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