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超高压水切割又称“水刀”（已知：ρ水为1.0×103kg/m3），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108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．下表是某高压水切割机技术参数：
型号 压强
（MPa） 喷嘴横截面积（m2） 排量
（L/min） 油泵电机功率　（kw） 换向
方式 电源
（V） 2230 300 5×10-8 2.7 22.5 电子 380 （表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升，1L=1×10-3m3）则：
（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砂、金刚砂）两种．从能量的角度分析，高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的___，当加入磨料后，水刀的切割能力大大提高，是因为___；
（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___N；
（3）高压水切割机的切割效率为___．

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共1条回复

  • （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）由p=FS可得，高压水流对切割面的压力：
    F=pS=300×106Pa×5×10-8m2=15N；
    （3）由P=Wt可得，总功：
    W总=P电t=22500W×60s=1.35×106J，
    切割线长度：
    H=QS=2.7×10-3m35×10-8m2=5.4×104m，
    有用功：
    W有=FH=15N×5.4×104m=8.1×105J，
    高压水切割机的切割效率：
    η=W有W总×100%=8.1×105J1.35×106J×100%=60%．
    故答案为：（1）动能；速度一定时流体的质量增加从而动能增大；（2）15；（3）60%．

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