Question

16．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”，对切割表面产生较大的压强．工业上常用“水刀”来切割大理石、牛皮、钢板等坚硬物体．下面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）	电源（V）
2230	3×108	5×10-8	2.7	22.5	380

（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沙、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，加入磨料后切割能力大大提高是因为速度一定时流体的质量增加从而动能增加．
（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）此高压水切割机工作2小时消耗的电能为多少？

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，代入数值即可求出；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能．

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=3×10⁸Pa×5×10^-8m²=15N；
（3）由P=$\frac{W}{t}$得，消耗的电能：
W=Pt=22.5kW×2h=45kW•h．
故答案为：（1）动能；速度一定时流体的质量增加从而动能增加；
（2）压水流对切割面的压力为15N；
（3）此高压水切割机工作2小时消耗的电能为45kW•h．

点评 考查了动能的影响因素、压力的大小以及电功的计算的知识点，要求学生牢记相应的基本公式，关键是能够从表格中获取所需的数据信息．