5.1學習提要
一、內容要點
1.剛體運動的兩種基本類型：平動和轉動。
2.描述定軸轉動的物理量
3.角量、線量關係
4.剛體的轉動慣量
二、目標要求
1.理解描述剛體定軸轉動的基本物理量的定義及性質，掌握角量與線量的關係。
2.理解力矩、轉動慣量的概念，會計算簡單形體的剛體對定軸的轉動量。
3.掌握剛體定軸轉動的轉動定律，並能熟練運用。
4.理解力矩的功、轉動動能的概念和轉動動能定理。
5.理解角動量的概念。掌握剛體定軸轉動的角動量定理和:角動量守恒定律，並能熟練運用。
三、重點和難點
1.重點內容
有關轉動的基本概念（力矩、轉動慣量、轉動動能、角動量等）；有關轉動的基本定律（轉動定律、角動量守恒定律）。
2.難點內容
角動量守恒定律的適用條件及其正確應用；質點和剛體的混合係統中綜合問題的分析計算。
四、學習提示
前麵四章所討論的是質點的運動規律。但在所研究的問題當中，有些物體的大小和形狀不能忽略，因此不能把這些物體視為質點。但是若在運動過程中物體的大小和形狀的變化可以忽略不計時，則可以把這種物體看作是剛體。剛體是繼質點之後的又一個理想模型。
與質點相比，剛體的運動情況比較複雜，可分為平動和轉動兩種蕋本形式。平動的剛體可作為質點處理，而轉動的剛體則需要用角量去描述其運動狀態。
剛體力學包括兩部分內容：剛體運動學（解決剛體運動的描述問題）、剛體動力學（研究外界作用與剛體運動狀態變化的規律）。剛體的定軸轉動是一種典型的運.動形式，它是本章的基本內容。
中學物理中對於剛體的有關概念隻作了一般介紹，因此對初學者來說大部分內容是生疏的。但是注意，剛體的力學規律與質點的力學規律在研究方法和表現形式上有某些類似，因此在學習中采用類比方法將大有益處。
5.2概念釋疑
【剛體的轉動慣量】剛體對軸（該軸可穿過剛體，也可不穿過物體）的轉動慣量可以表示為其地位相當於質點力學中質點的質量。理解這一概念，需抓住兩點：
1.轉動慣量的物理意義。轉動慣量是剛體轉動慣性的量度，剛體對某軸的轉動慣量越大，相對該軸的轉動慣性就越大，轉動狀態就越不易改變。轉動慣量從一方麵反映了剛體定軸轉動的特性。
2.影響轉動慣量的因素。從轉動慣量的表示式中我們可以看到，它決定於剛體各部分質量相對於轉軸的分布情況，即轉動慣量與剛體的形狀有關；而形狀一定時，與轉軸位置有關；形狀和轉軸位置一定時，與剛體的質量成正比。
【轉動定律】是反映力矩對繞定軸轉動的剛體的瞬時作用的規律，其數學表達式它在剛體力學中的地位相當於質點力學中的牛頓第二定律。剛體的轉動定律是解決剛體繞定軸轉動問題的基礎，需熟練掌握，應當特別注意的是：表達式中各物理量都是相對於同一轉軸的。M是相對於給定轉軸的合外力矩，P是相對於該轉軸的角加速度，相對於該轉軸的轉動憤量。若轉軸位置變了，式中三個物理量都要相應變化。
【力矩的功與轉動動能】力矩M對繞定軸轉動的剛體所作的功。
作用在繞定軸轉動的剛體上的諸外力的合力矩，當M大小和方向均不變時，外力矩的功等於力矩與剛體轉過的角度的乘積
外力矩的功是外力矩對空間作用的積累，是剛體轉動動能變-化的量度，這一功能關係表。
合外力矩對繞定軸轉動的剛體所作的功等於剛體轉動動能的增量。這就是定軸轉動的動能定理，它與質點力學中質點動能定理相類似。
上式叫角動量原理，表明衝量矩是角動量變化的量度，它與質點力學中的動量原理相類似。角動量原理中的衝量矩和角動量也是對同一轉軸而言。
【角動置】是描述物體運動狀態的重要物理量。根據轉動定律。
剛體對定軸的角動量。角動量在描述物體轉動方麵與描述物體平動的動量相當。