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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)
22303005×10-82.722.5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______(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)高压水切割机的切割效率是多少?
【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,代入数值即可求出;
(3)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(1)中的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;
(3)根据公式:22.5kW=22500W,1min=60s,W=Pt=22500W×60s=1.35×106J
H===5.4×104m,W=FS=15N×5.4×104m=8.1×105J
η=×100%=×100%=60%
答: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,加入磨料后切割能力大大提高了,这是因为增加了冲量;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15N;高压水切割机的切割效率是60%.
点评:考查了动能的影响因素;压力的大小以及效率的计算的知识点,要求学生牢记压力与效率的计算公式.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

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?

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科目:初中物理 来源: 题型:

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”,对切割面表面产生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(Pa) 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 3×108 5×10-8 2.7 22.5 电子 380
请回答:高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的
能;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
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N.

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科目:初中物理 来源:不详 题型:填空题

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?

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科目:初中物理 来源:2006-2007学年江苏省苏州市立达中学九年级(上)期中物理试卷(解析版) 题型:解答题

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)
22303005×10-82.722.5电子380
表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升.1MPa=106Pa,1L=1×10-3m3.求:
(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______.

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科目:初中物理 来源:2008-2009学年广东省广州市海珠区九年级(上)期末物理试卷(解析版) 题型:填空题

超高压水切割又称“水刀”(已知:ρ为1.0×103kg/m3),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:

(表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升,1L=1×10-3m3
“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.从能量的角度分析,高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的    ,水刀工作1min后,射出水的质量是    ;当加入磨料后,水刀的切割能力大大提高,这是因为速度一定时,流体的   

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