Question

11．超高壓水切割又稱“水刀”，它是將普通水經(jīng)過多級增壓后，通過一個極細的噴嘴噴出一道高速”水箭”，對切割表面產(chǎn)生10⁸～10⁹Pa的壓強．工業(yè)上常用來切割大理石、鋼板等堅硬物體．下表是某高壓水切割機
技術(shù)參數(shù)：

型號	壓強 （MPa）	噴嘴橫截面積（m2）	排量 （L/min）	油泵電機功率 （kw）	換向 方式	電源 （V）
2230	300	5×10-8	2.7	22.5	電子	380

提示：①表中“排量2.7L/min”表示每分鐘從噴嘴中噴出水2.7升．②1MPa=10⁶Pa，1L=1×10^-3m³．
請回答：
（1）“水刀”有純水切割和加磨料切割（磨料為密度大于水的石英砂、金剛砂）兩種．高速水流能切割堅硬物體是因為高速水流具有較大的動能（填一種能量名稱），加入磨料后切割能力大大提高了，這是因為速度一定時流體的質(zhì)量增加從而動能增大．
（2）若不考慮水從噴嘴噴出后橫截面積的變化，高壓水流對切割面的壓力為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動能的影響因素：動能與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；速度一定時流體的質(zhì)量增加從而動能增大；
（2）求壓力需要知道壓強和受力面積，根據(jù)公式F=pS計算即可．

解答 解：
（1）具有能的物體能夠做功，高速水流能切割堅硬物體是因為高速水流具有較大的動能，所以可以切割堅硬物體；
速度一定時流體的質(zhì)量增加從而動能增大；加入磨料后切割能力大大提高了，是因為速度一定時流體的質(zhì)量增加從而動能增大．
（2）由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$，
所以高壓水流對切割面的壓力：
F=pS=300×10⁶Pa×5×10^-8m²=15N．
答：（1）動能；速度一定時流體的質(zhì)量增加從而動能增大；
（2）高壓水流對切割面的壓力為15N．

點評 考查了動能的影響因素和壓強計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從高壓水切割機技術(shù)參數(shù)中獲取有用信息．