Question

单摆振动的回复力是（ ）
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力

Answer 1

【答案】分析：回复力：使振子返回平衡位置并总指向平衡位置的力．作用：使振子返回平衡位置． 振动的单摆受到重力G与绳的拉力T作用，绳的拉力和重力的法向分力的合力提供圆周运动的向心力；指向平衡位置的合外力是重力的切向分力，它提供了单摆振动的回复力．
解答：解：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：G_x沿着摆球运动切线方向
y轴：G_y运动切线垂直
X轴切线方向方程，G_x=ma
此时G_x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；
故选B．
点评：回复力可以是合外力，其不单纯是指某一个力．它是根据力的作用效果“总是要把物体拉回到平衡位置”命名的；回复力不是一种特殊性质的力．但回复力也不一定就是合外力．