我国研制的高压万能水切割机以神奇的水刀切割功能．在国际机床展览会上引起轰动．这种“水刀”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

所属学校：全国通用科目:物理 2022-11-14 08:56:20 物理

问题描述：

我国研制的高压万能水切割机以神奇的水刀切割功能．在国际机床展览会上引起轰动．这种“水刀”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的部分技术参数：

型号	压强（MPa）	喷嘴横截面积（m2）	排量（L/min）	油泵电机功率（kw）
2230	300	5×10^-8	2.7	22.5

提示：1MPa=10⁶Pa，1L=1.0×10^-3m³．（1）高速水流为什么能切割坚硬的物体？（2）根据上表技术参数，高压水切割机工作时水流对切割面的压力为多大？在计算过程中，用到了什么近似条件？（3）高压水切割机的切割效率是多少？

最佳答案：

（1）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；（2）由表可知，对切割表面产生的压强：p=300MPa=3×108Pa，喷出水流的横截面积：S=5×10-8m2，由p=FS得：F=pS=3×108Pa×5×10-8=15N，近似条件：水从喷...

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