题目

当摆角很小时,单摆的振动是简谐振动,此时单摆的回复力是
是摆球重力沿圆弧方向的分力,为什么?

提问时间：2020-10-30

答案

在高中阶段研究单摆是这样的：
单摆的运动是简谐运动,简谐运动要求回复力与位移成反比 ：F=-KX 由于位移是变化的,说明回复力F是变化的
忽略空气阻力,对摆球进行受力分析,摆球受重力（竖直向下）和摆线拉力（摆线收缩方向）
由于摆球运动轨迹为圆弧切线方向,以切线方向为基础建立坐标系,分解重力
X轴：Gx沿着摆球运动切线方向
y轴：Gy运动切线垂直
X轴切线方向方程,Gx=ma
此时Gx的为摆球的合力,方向指向平衡位置
运动过程重力沿X轴方向分力不断减小,直到摆球运动到水平位置,重力分量为0
综上,实际上单摆的回复力由重力分量提供