第3章 刚体定轴转动和角动量守恒定律在前几章质点运动中，我们忽略了物体自身大小和形状，将物体视为质点，用质点的运动代替了整个物体的运动。
但是在实际物体运动中，不仅物体在大小和形状千差，而且运动又有平动和转动之别。
这时我们需要另一个突出主要特征，忽视其次要因素，既具有大小又具有形状的理想模型——刚体。
在受力的作用时，其形状和体积都不发生任何变化的物体，称做刚体。
本章将介绍刚体所遵从的力学规律，重点讨论刚体的定轴转动这种简单的情况。
由于刚体转动的基本概念和原理与前几章质点运动的基本概念和原理相似，因此我们将刚体转动与质点运动对比学习一会事半功倍。
§3-1 刚体定轴转动1. 刚体运动的形式刚体的运动可以分为平动、转动及平动与转动的叠加。
平动的定义为，在刚体在运动过程中，刚体中任意两点的连线始终平行。
如图5-1所示。
由于平动时刚体内各点的运动情况都是一样的，因此描述刚体平动只需要描写刚体内一点的运动，也就是说刚体的平动只要用其中一个点的运动就可以代表它整体的运动。
转动的定义为，刚体运动时，刚体中所有质点都绕同一条直线作圆周运动，这条直线称为转轴。
转轴可以是固定的，也可以是变化的。
若转轴固定，称为刚体定轴转动。
若转轴不固定，运动比较复杂。
刚体的一般运动可以看作是平动和转动的叠加。
平动在前几章已经研究过，本章我们主要研究定轴转动。
2. 刚体的定轴转动研究刚体绕定轴转动时，选与转轴垂直的圆周轨道所在平面为转动平面。
由于描述各质元运动的角量，如角位移、角速度和角加速度都是一样的，因此描述刚体运动时用角量较为方便。
因为刚体上各质元的半径不同，所以各质元的速度和加速度不相等。
角速度和角加速度一般情况下是矢量，由于刚体定轴转动时角速度和角加速度的方向沿转轴方向，因此可用带有“+、-”的标量表示角速度和角加速度。
这种方法我们并不陌生，质点作直线运动时我们也是用带有“+、-”的标量表示速度和加速度。
角速度的大小为 dtd θω= （3-1） 它的方向规定为沿转轴的方向，其指向由右手螺旋法则确定。
