问题
选择题
如图所示,上层传送带以1m/s的速度水平向右匀速运动,在传送带的左上方有一个漏斗以100kg/s的流量均匀地向传送带的上表面漏砂子.若保持传送带的速率不变,而且不考虑其它方面的损耗,则驱动传送带的电动机仅仅由此而消耗的电功率为( )
A.50W
B.100W
C.150W
D.200W
答案
设足够小的时间△t内落到传送带上煤的质量为△m,显然流量m=
;这部分煤由于摩擦力f的作用被传送带加速,由功能关系得:△m △t
fs=
煤块在摩擦力作用下加速前进,因此有:△mv2 2
s=
t=v+0 2
tv 2
传送带的位移为:s传=vt
相对位移为:△s=s传-s=s,由此可知沙子的位移与沙子和传送带的相对位移相同,
因此摩擦生热为:Q=f△s=
.△mv2 2
传送带需要增加的能量分为两部分:第一部分为煤获得的动能,第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度.所以传送带△t内增加的能量△E为:
△E=
+fs=△mv2△mv2 2
消耗的功率为P=
=mv2=100×12W=100W△mv2 △t
故选:B.