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=

△m
△t
;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:

fs=

△mv2
2
煤块在摩擦力作用下加速前进,因此有:

s=

v+0
2
t=
v
2
t

传送带的位移为:s=vt

相对位移为:△s=s-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=

△mv2
2
+fs=△mv2

消耗的功率为P=

△mv2
△t
=mv2=100×12W=100W

故选:B.

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填空题