如圖所示,由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的水平傳送帶以速度為v=2.0m/s勻速運(yùn)行,A端上方靠近傳送帶料斗中裝有煤,打開閥門,煤以流量為Q=50kg/s落到傳送帶上,煤與傳送帶達(dá)共同速度后被運(yùn)至B端,在運(yùn)送煤的過程中,下列說法正確的是( ?。?br/>
A. 電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為100W
B. 電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為200W
C. 在一分鐘內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱為6.0×10
3J
D. 在一分鐘內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱為1.2×10
4J
設(shè)足夠小的時(shí)間△t內(nèi)落到傳送帶上煤的質(zhì)量為△m,顯然Q=△m/△t;這部分煤由于摩擦力f的作用被傳送帶加速,由功能關(guān)系得:
fs=煤塊在摩擦力作用下加速前進(jìn),因此有:
s=t=t傳送帶的位移為:s
傳=vt
相對(duì)位移為:△s=s
傳-s=s,由此可知煤的位移與煤和傳送帶的相對(duì)位移相同,
因此摩擦生熱為:
Q=f△s=.
傳送帶需要增加的能量分為兩部分:第一部分為煤獲得的動(dòng)能,第二部分為傳送帶克服摩擦力做功保持傳送帶速度.所以傳送帶△t內(nèi)增加的能量△E為:
△E=+fs=△mv2功率:
P==Qv2=200W,由此可知A錯(cuò)誤,B正確.
由前面的分析可知單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為:
Q熱=v2.
因此一分鐘產(chǎn)生的熱量為:
Q總=Q熱t=t=6.0×103J,故C正確,D錯(cuò)誤.
故選BC.