实验 8．2

〔目的］研究单摆的振动。

〔器材〕单摆。

一根长的细线的下端拴一个小摆球，悬挂起来便构成一个单摆（图8-4）。

〔步骤〕1．观察单摆静止时的情况，分析摆球受到哪些力的作用。2．用手将摆球拉离平衡位置到 B 点释放，观察摆球的摆动情况。

［结果］1．摆球静止在 O 点时，受到 和 的共同作用， 处于 状态。

2．摆球由 O 到 B 作 运动；由 B 到 O 作 运动；由 O 到 C 作 运动；由 C 到 O 作 运动。从而完成一次全振动， 以后又周而复始重复上述过程，在 B-O-C 之间作往复运动。

下面来分析是什么力促使摆球不断改变运动状态的。

摆球在 B 点时受到重力和细线拉力的作用，把重力分解为沿着细线方向的力 Gy 和垂直细线方向的力 Gx（图 8-5）。摆球在回复力 Gx 的作用下向平衡位置运动，随着摆角的减小，Gx 的数值也减小，摆球作变加速运动，速度逐渐增大，到平衡位置时，速度达到最大值，而 Gx 为零。过了平衡位置，Gx 的方向跟摆球的运动方向相反，摆球作变减速运动，到

达 C 点时速度为零，以后又从 C 点运动到 B 点，完成了一次全振动。理

论研究表明：当摆线偏离平衡位置的角度不超过 5°时，单摆的振动可以看作简谐振动。