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

Question

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？

Answer 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=FS得：F=pS=3×108Pa×5×10-8=15N，近似条件：水从喷...