15.2简谐运动的回复力和能量

我们在前面介绍了如果一个物体运动的位移与时间的关系是正弦函数关系，那么该物体所做的运动就是简谐运动。我们是从物体的运动特点角度来描述一个物体在做简谐运动的情况。

我们知道，物体受力情况决定物体的运动，也就是说物体受到什么样的力，物体就会发生与之对应的运动；这是牛顿经典力学告诉我们的真理。

那么，对于简谐运动，我们就要研究了，物体受到什么样的力才会使得物体运动时，其位移与时间的关系是正弦函数呢？

实验和计算都表明，如果物体在其运动方向上受到了一个与其偏离平衡位置的位移成正比并且方向始终指向平衡位置的力的作用，物体就会做简谐运动。我们把此时物体所受到的力称为其简谐运动的回复力。

根据上面描述，那么回复力的计算公式为：

F=-kx

对于弹簧振子来说，其中，k表示弹簧的劲度系数，x表示小球偏离平衡位置的位移，符号表示力F与位移x方向相反。