Question

【題目】超高壓水切割又稱“水刀”，它是將普通水經過多級增壓后，通過一個極細的噴嘴噴出一道高速“水箭”，對切割表面產生108～109Pa的壓強．工業上常用來切割大理石、鋼板等堅硬物體．下表是某高壓水切割機的技術參數：（1Mpa=106Pa）求：

型號	電源	壓強p（MPa）	噴嘴橫截面 S（m2）	流量 Q（m3/s）
2230	交流	300	5×10﹣8	4.5×10﹣5

（1）若不考慮水從噴嘴噴出后橫截面積的變化，求高壓水流對切割面的壓力大小．
（2）求高壓水從噴嘴噴出時的速度v的大小．

Answer 1

【答案】
（1）解：根據p= 得壓力：

F=pS=300×106Pa×5×10﹣8m2=15N；

（2）解：表中“流量Q=4×10﹣5m3/s”表示每秒鐘從噴嘴中噴出水的體積為4×10﹣5m3；又知噴嘴的橫截面積為S=5×10﹣8m2；

可以根據 計算出每秒種從噴嘴噴出水的長度，即水流的速度v；

v= = =800m/s；

【解析】（1）知道壓強和受力面積，根據公式F=pS即可求出壓力；（2）表中“流量4×10﹣5m3/s”表示每秒鐘從噴嘴中噴出水的體積為4×10﹣5m3；知道噴嘴橫截面積，可以根據v= 計算出水流的速度．
【考點精析】關于本題考查的壓強的大小及其計算，需要了解壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能得出正確答案．