分析 (1)已知水泵电机功率和工作时间,利用W=Pt求出消耗的电能;
(2)已知压强和水柱的横截面积,利用压强公式计算“水箭”对切割面的压力;
(3)根据流速、时间和横截面积求出流出水的体积,结合密度公式求出水的质量;
(4)先求出水刀对水做功的功率(有用功率),又已知水泵电机功率(总功率),再利用效率公式求出水刀的效率.
解答 解:
(1)由P=$\frac{W}{t}$可得,水刀正常工作5min消耗的电能:
W=Pt=20×103W×5×60s=6×106J;
(2)由p=$\frac{F}{S}$可得,高速“水箭”对切割面的压力:
F=pS=300×106Pa×5×10-8m2=15N;
(3)每分钟从喷嘴喷出的水的体积:
V=SL=Svt=5×10-8m2×800m/s×60s=2.4×10-3m3;
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,每分钟从喷嘴喷出的水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.4×10-3m3=2.4kg;
(4)水刀对水做功的功率:
P1=$\frac{W}{t}$=$\frac{FL}{t}$=Fv=15N×800m/s=1.2×104W=12kW,
则水刀的效率为:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{P}_{1}t}{Pt}$×100%=$\frac{{P}_{1}}{P}$×100%=$\frac{12kW}{20kW}$×100%=60%.
答:(1)水刀正常工作5min消耗的电能为6×106J;
(2)高速“水箭”对切割面的压力为15N;
(3)每分钟从喷嘴喷出的水的质量为2.4kg;
(4)水刀的效率为60%.
点评 本题考查了电功、压力、质量、功率和效率的计算,综合性强,有一定难度,关键是对题意的理解.
科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 0.5N | B. | 1N | C. | 2N | D. | 4.5N |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
序号 | 影响因素 | 关系 | 实例 |
1 | 质量 | 质量增大,压强增大 | 充气玩具充气过多易爆裂 |
2 | 体积 | 体积减小,压强增大 | 吹气后的气球用力挤压易爆裂 |
3 | 温度 | 温度升高,压强增大 | 夏天自行车容易爆胎 |
P(×105Pa) | 1.0 | 0.8 | 0.5 | 0.4 |
V(×10-5m3) | 1 | 1.25 | 2 | 2.5 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 温度相同的两个物体之间也可能发生热传递 | |
B. | 0℃的水变成0℃的冰,温度不变,故内能不变 | |
C. | 火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢含有的热量多 | |
D. | 集中供暖采用热水循环,是因为水的比热容大 |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 100℃的水比80℃的水含有的热量多 | |
B. | 0℃的冰块的内能为零 | |
C. | 棉被晒暖,是用做功的方法增加了内能 | |
D. | 锯木头时,锯片的温度升高是用做功的方法增加了内能 |
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