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

2025-04-01 00:24:55

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回答1：

（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=

得：
F=pS=3×10⁸Pa×5×10^-8=15N，
近似条件：水从喷嘴喷出后，不考虑横截面积变化．
（3）由排量的物理含义可知：
Q=

=Sv，
所以喷射水的速度：
v=

2.7×10?3m3/min

5×10?8m2

=5.4×10⁴m/min=900m/s，
水刀的有效功率：
P_有=

=Fv=15N×900m/s=1.35×10⁴W=13.5KW，
切割效率：
η=

W有

W总

P有t

P总t

P有

P总

13.5KW

22.5KW

=60%．
答：（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）高压水切割机工作时水流对切割面的压力为15N，在计算过程中用到的近似条件是：水从喷嘴喷出后，不考虑横截面积变化；
（3）高压水切割机的切割效率是60%．