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10
8~10
9Pa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 |
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=10
6Pa,1L=1×10
-3m
3.
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?
考点分析:
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今年春,我国西南部分地区发生了特大旱灾,解放军某部在一个很深的山洞中找到了水源,水深4m.官兵们用图所示的装置提取一桶水进行抽样检测,已知金属桶的容积为2×l0
-3m
3,在匀速提起桶韵过程中,桶露出水面前的拉力为l0N,完全露出水面后,拉力变为35N(绳子与滑轮间的摩擦及绳重不汁,g=10N/㎏).求:
(1)水底受到水的压强;
(2)金属桶的质量;
(3)金属桶的金属密度.
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2010年5月31日,一场特大暴雨突袭广西某市,致使该市某中学一千多名师生被洪水围困!武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开辟了水上生命线,该冲锋舟自重为0.6×10
4N,满载时排开水的体积为1.5m
3,吃水深度为0.5m.(已知ρ
水=1.0×10
3kg/m
3,取g=10N/kg),求:
(1)冲锋舟满载时底部所受水的压强多大?
(2)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(3)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人?
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在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m
2,它对桌面的压强为200Pa.
(1)求玻璃杯的重力.
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是如图(a)、(b)、(c)中的哪一种.(水的密度ρ=1.0×10
3kg/m
3,取g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略)
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为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同的圆柱体竖直放置在同一水平沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示.实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小.
表一 (ρ
铜=8.9×10
3kg/m
3)
实验序号 | 材料 | 高度(cm) | 底面积(cm2 ) |
1 | 铜 | 20 | 10 |
2 | 铜 | 20 | 20 |
3 | 铜 | 20 | 30 |
表二(ρ
铁=7.9×10
3kg/m
3)
实验序号 | 材料 | 高度(cm) | 底面积( cm2 ) |
4 | 铁 | 20 | 10 |
5 | 铁 | 20 | 20 |
6 | 铁 | 20 | 30 |
表三(ρ
铜=8.9×10
3kg/m
3)
实验序号 | 材料 | 高度(cm) | 底面积(cm2 ) |
7 | 铜 | 10 | 10 |
8 | 铜 | 10 | 20 |
9 | 铜 | 10 | 30 |
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6,或7、8、9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当圆柱体材料的密度和高度相同时,压力的作用效果与底面积 ______(选填“有关”或“无关”).
(2)分析比较实验序号 ______的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当圆柱体的高度相同时,材料的密度越大,压力的作用效果越显著.
(3)请分析比较实验序号1与7(或2与8,或3与9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论:______.
(4)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______.
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______.
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小明想:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢?
(1)小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计,进行了如下探究:
①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量m
1;
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G;
③如图所示,将圆柱体部分浸入烧杯的水中,静止在某一深度,记下弹簧测力计的示数F,则圆柱体所受水的浮力为______(用弹簧测力计所测得的量来表示);此时向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡,记下天平的读数m
2,则圆柱体对水的压力为______(用天平所测得的量来表示).
(2)下表为小明和小红记录的实验数据:(表中h
2>h
1)
圆柱体的位置 | 圆柱体的重力G/N | 弹簧测力计的示数F/N | 烧杯和水的总质量m1/g | 天平的读数m2/g |
圆柱体部分浸入 | 2.6 | 2.4 | 180 | 200 |
圆柱体浸没深度h1 | 2.6 | 2.2 | 180 | 220 |
圆柱体浸没深度h2 | 2.6 | 2.2 | 180 | 220 |
①通过分析表格中数据,可得出:浮力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)物体对液体压力的大小;此外你还可以得出的结论有:______(写出一条即可).
②由表格中的数据可知,该圆柱体的密度为______.
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