题文

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？

题型：填空题  难度：偏易

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．

据专家权威分析，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..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，动能的影响因素，速度的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算动能的影响因素速度的计算

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）