Question

10．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它離開(kāi)平衡位置后，總是要受到一個(gè)指向平衡位置的力的作用，我們把這個(gè)力稱之為回復(fù)力；這個(gè)力可以由某一個(gè)力提供，也可以幾個(gè)力的合力提供或者是由某個(gè)力的分力提供；單擺是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的回復(fù)力，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 單擺受到一個(gè)回復(fù)力的作用
• B． 單擺的回復(fù)力是重力和擺線的拉力的合力提供的
• C． 單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的分力提供的
• D． 單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧半徑方向的分力提供的

Answer 1

分析 A、根據(jù)回復(fù)力的命名可得知選項(xiàng)A的正誤
BCD、通過(guò)對(duì)單擺的回復(fù)力的推導(dǎo)，可得知回復(fù)力是由重力沿半徑方向上的分力提供的，由此可得知選項(xiàng)BCD的正誤．

解答 解：A、單擺的回復(fù)力是由某一個(gè)力或幾個(gè)力的合力提供，或者是由某個(gè)力的分力提供，是按力的作用效果命名的，不能理解成單擺受到一個(gè)回復(fù)力的作用，故A錯(cuò)誤
BCD、忽略空氣阻力，對(duì)擺球進(jìn)行受力分析，擺球受重力（豎直向下）和擺線拉力（擺線收縮方向），由于擺球運(yùn)動(dòng)速度為圓弧切線方向，以切線方向?yàn)橄胼S建立坐標(biāo)系，分解重力，如圖所示；
y軸：F₂沿著運(yùn)動(dòng)切線垂直
x軸：F₁沿著擺球運(yùn)動(dòng)切線方向，有F₁=mgLsinθ，因θ≤5°，所以sinθ≈θ（單位為弧度），所以有：F₁=-mgx（x=Lθ）
此時(shí)F₁為擺球擺動(dòng)方向上的合力，方向指向平衡位置，與位移方向相反，且與位移的大小成正比
所以單擺的回復(fù)力是由重力沿圓弧切線方向的分力提供，故C正確，BD錯(cuò)誤
故選：C

點(diǎn)評(píng) 該題主要是考察了單擺的回復(fù)力，對(duì)回復(fù)力要從以下幾點(diǎn)加以理解
回復(fù)力：使振子返回平衡位置并總指向平衡位置的力．
作用：使振子返回平衡位置．
回復(fù)力是一種效果力．
回復(fù)力是物體合外力在振動(dòng)方向上的投影．
同時(shí)還要注意單擺的回復(fù)力與向心力的相同點(diǎn)（都是按效果命名的）和不同點(diǎn)（回復(fù)力沿切線方向，向心力沿半徑方向）．