Question

16．超高壓水切割又稱“水刀”，它是將普通水經過多級增壓后，通過一個極細的噴嘴噴出一道高速“水箭”，對切割表面產生較大的壓強．工業(yè)上常用“水刀”來切割大理石、牛皮、鋼板等堅硬物體．下面是某高壓水切割機技術參數(shù)：

型號	壓強（Pa）	噴嘴橫截面積 （m2）	排量 （L/min）	油泵電機功率 （kW）	電源（V）
2230	3×108	5×10-8	2.7	22.5	380

（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沙、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，加入磨料后切割能力大大提高是因為速度一定時流體的質量增加從而動能增加．
（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？
（3）此高壓水切割機工作2小時消耗的電能為多少？

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量有關；速度一定時流體的質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，代入數(shù)值即可求出；
（3）根據(jù)W=Pt計算消耗的電能．

解答 解：（1）速度一定時流體的質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量增加從而動能增大．
（2）根據(jù)公式：F=pS=3×10⁸Pa×5×10^-8m²=15N；
（3）由P=$\frac{W}{t}$得，消耗的電能：
W=Pt=22.5kW×2h=45kW•h．
故答案為：（1）動能；速度一定時流體的質量增加從而動能增加；
（2）壓水流對切割面的壓力為15N；
（3）此高壓水切割機工作2小時消耗的電能為45kW•h．

點評 考查了動能的影響因素、壓力的大小以及電功的計算的知識點，要求學生牢記相應的基本公式，關鍵是能夠從表格中獲取所需的數(shù)據(jù)信息．