Question

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

型號(hào)	壓強(qiáng) （MPa）	噴嘴橫截面積（m2）	排量 （L/min）	油泵電機(jī)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(qǐng)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(jiān)硬物體是因?yàn)楦咚偎�流具有較大的動(dòng)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?yàn)樗俣纫欢〞r(shí)流體的質(zhì)量增加從而動(dòng)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(duì)切割面的壓力為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)能的影響因素：動(dòng)能與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；速度一定時(shí)流體的質(zhì)量增加從而動(dòng)能增大；
（2）求壓力需要知道壓強(qiáng)和受力面積，根據(jù)公式F=pS計(jì)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(jiān)硬物體是因?yàn)楦咚偎�流具有較大的動(dòng)能，所以可以切割堅(jiān)硬物體；
速度一定時(shí)流體的質(zhì)量增加從而動(dòng)能增大；加入磨料后切割能力大大提高了，是因?yàn)樗俣纫欢〞r(shí)流體的質(zhì)量增加從而動(dòng)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(duì)切割面的壓力：
F=pS=300×10⁶Pa×5×10^-8m²=15N．
答：（1）動(dòng)能；速度一定時(shí)流體的質(zhì)量增加從而動(dòng)能增大；
（2）高壓水流對(duì)切割面的壓力為15N．

點(diǎn)評(píng) 考查了動(dòng)能的影響因素和壓強(qiáng)計(jì)算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從高壓水切割機(jī)技術(shù)參數(shù)中獲取有用信息．