题目内容
【题目】如图所示,质量为m1的球1与质量为m2的球2放置在“卫J2130向心力演示仪”上。该演示仪可以巧妙地将向心力转化为竖直方向的效果进行显示,左边立柱可显示球1所受的向心力F1的大小,右边立柱可显示球2所受的向心力F2的大小。皮带与轮A、轮B有多种组合方式,图示为其中的一种组合,此时连接皮带的两轮半径RA=RB.图中两球距离立柱转轴中心的距离rA=rB,下列说法正确的是( )
A. 若m1>m2,撬动手柄,则立柱上应显示F1<F2
B. 若m1=m2,仅将球1改放在N位置,撬动手柄,则立柱上应显示F1>F2
C. 若m1=m2仅调整皮带位置使RA>RB,则立柱上应显示F1>F2
D. 若m1=m2,既调整皮带位置使RA>RB,又将球1改放在N位置,则立柱上应显示F1>F2
【答案】B
【解析】
转动过程中两轮盘边缘靠同一根皮带传动,皮带不打滑,则边缘的点线速度相等,由于皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,因而ωA=ωB。根据Fn=mω2R可知,若m1>m2且rA=rB,撬动手柄,则F1>F2,故A错误;仅将球1改放在N位置,则rA>rB,根据Fn=mω2R可知,若mA=mB,则F1>F2,故B正确;仅调整皮带位置使RA>RB,两轮边缘线速度相等,根据v=ωr可知ωA<ωB,根据Fn=mω2R可知,若mA=mB,则F1<F2,故C错误;调整皮带位置使RA>RB,两轮边缘线速度相等,根据v=ωr可知ωA<ωB,根据Fn=mω2R可知,将球1改放在N位置,则rA>rB,则F1与F2不确定,故D错误;故选B。
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