Question

1．工業(yè)上常用一個極細的噴嘴噴出的高壓水流切割鋼板等堅硬物體，相應(yīng)的工具叫高壓水切割機．某型號的高壓水切割機的部分參數(shù)如表：

壓強/106pa	噴嘴橫截面積/m2	排量/（L．min-1）	油泵電動機功率KW
400	5×10-8	3	25

高壓水流能切割鋼板等堅硬物體，原因是它具有很大的動能；若忽略水流橫截面積的變化，它對切割面的壓力大小為20N．高壓水切割機的效率為80%．

Answer 1

分析 （1）知道壓強和受力面積，根據(jù)公式F=pS即可求出壓力；
（2）求切割效率，需要知道有用功和總功，根據(jù)電機的功率和時間可求出總功，根據(jù)切割機水的排量和噴嘴的橫截面積，求出切割線長度，由（1）中的壓力和切割線長度可求出有用功，根據(jù)效率公式，代入數(shù)值即可求出效率．

解答 解：（1）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$得壓力：
F=pS=400×10⁶Pa×5×10^-8m²=20N；
（2）已知P=25kW=25000W，
則1min消耗的電能W_總=P_電t=25000W×60s=1.5×10⁶J；
由于1min水的流量為V=3L=3×10^-3m³，
則1min內(nèi)水的流動距離H=$\frac{V}{S}$=$\frac{3×1{0}^{-3}{m}^{3}}{5×1{0}^{-8}{m}^{2}}$=6×10⁴m，
則W_有=FS=20N×6×10⁴m=1.2×10⁶J；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{6}J}{1.5×1{0}^{6}J}$×100%=80%．
故答案為：20；80．

點評 本題考查壓力的大小以及效率的計算的知識點，難點是必須明確高壓水流切割鋼板時是壓力對水做功為有用功．