如图所示,传送带以1m/s的速度水平匀速运动,砂斗以20kg/s的流量向传送带上装砂子,为了保持传递速率不变,驱动传送带的电动机因此应增加功率(  ) A.10W B.20W C.30W D.40W

问题描述:

如图所示,传送带以1m/s的速度水平匀速运动,砂斗以20kg/s的流量向传送带上装砂子,为了保持传递速率不变,驱动传送带的电动机因此应增加功率(  )
A. 10W
B. 20W
C. 30W
D. 40W

砂子达到传送带速度经历的位移为x1

v
2
t,传送带的位移x2=vt,则相对运动的位移大小为:
△x=x2x1
vt
2

根据动能定理知:fx1
1
2
△mv2

产生的热量为:Q=f△x=fx1
1
2
△mv2

根据能量守恒定律得,增加的能量为:△E=Q+
1
2
△mv2=△mv2

则增加功率为:△P=
△E
△t
△mv2
△t
=20×12W=20W
.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.