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当摆角θ很小，且用弧度做单位时，sinθ≈θ，所以θ≈x/L(x为摆球偏离平衡位置的位移，L为摆长)．即sinθ≈x/L．所以F回=mgsinθ=—mgx/L=—kx，式中k=mg/L．
可见，在偏角很小的情况下，单摆所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，单摆做简谐运动．
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