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超高压水切割又称“水刀”,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...

超高压水切割又称“水刀”,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)
22303005×10-82.722.5电子380
提示:①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升.
②1MPa=106Pa,1L=1×10-3m3
请回答:
(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.高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的______(填一种能量名称),加入磨料后切割能力大大提高了,这是因为______
(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多大?
(3)高压水切割机的切割效率是多少?
(1)根据动能的影响因素:动能与物体的速度和质量有关;速度一定时流体的质量增加从而动能增大; (2)求压力需要知道压强和受力面积,根据公式,代入数值即可求出; (3)求切割效率,需要知道有用功和总功,根据电机的功率和时间可求出总功,根据切割机水的排量和喷嘴的横截面积,求出切割线长度,由(1)中的压力和切割线长度可求出有用功,根据效率公式,代入数值即可求出效率. 【解析】 (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)根据公式:F=pS=300×106Pa×5×10-8m2=15N; (3)根据公式:22.5kW=22500W,1min=60s,W总=P电t=22500W×60s=1.35×106J H===5.4×104m,W有=FS=15N×5.4×104m=8.1×105J η=×100%=×100%=60% 答: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,加入磨料后切割能力大大提高了,这是因为增加了冲量;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15N;高压水切割机的切割效率是60%.
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考点分析:
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小明家有一电热毯,铭牌上标有“220V,**W”的字样,其中额定功率值不清,40W~60W之间.现在实验室有下列实验器材:
一个蓄电池(电压为6V),一个开关,导线若干.另外,还有可供选择的以下器材:
A、电流表A(量程:0~0.6A,0~3A).
B、电压表V1(量程:0~3V,0~15V).
C、电压表V2(量程:0~3V,0~15V).
D、定值电阻R1(阻值:20Ω).
E、定值电阻R2(阻值:500Ω).
F、滑动变阻器(阻值:0~10Ω).
G、滑动变阻器(阻值:0~1kΩ).
请你帮助小明测量出电热毯的额定功率值.
(1)根据你学过的物理知识,只要测量出电热毯的一个物理量______,即可计算出它的额定功率值.
(2)为进行较准确的测量,选择的实验器材是______(填写器材前面字母序号).
(3)在空白处画出实验电路图.
(4)根据实验电路,写出测量这个物理量的公式.
(5)设计出实验纪录表格.

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如图是小明做“估测大气压的值”的实验示意图.
(1)请将下列实验步骤补充完整.
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器活塞.当注射器的活塞刚开始滑动时,记下______,即等于大气对活塞的压力F.
C.用刻度尺测出注射器______,记为L,读出注射器的容积V,则活塞的面积S=______
D.最后计算出此时大气压的数值p=______(写出表达式).
(2)实验中,小明正确使用了测量仪器,且读数正确,但发现测量结果总是偏小,其主要原因是______
(3)实验中,由于活塞与注射器筒之间存在摩擦,这会导致大气压的测量值______(“偏大”或“偏小”).

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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