从理论力学角度看翻转陀螺——翻转陀螺的部分定性结论

2019年亚洲物理奥林匹克竞赛（APho）第3题考察了翻转陀螺。考生们需要利用刚体定点转动的知识对翻转陀螺进行建模，面临以下两个难点。首先，考生们没有系统的学过刚体定点转动的知识，对诸如转动惯量张量、欧拉角等基本概念不了解。其次，求解过程当中涉及地面参考系、质心参考系和转动参考系之间的变换。学生们需要区分同一个物理量，例如角速度，在不同参考系当中的表达形式以及它的运动方程。为了帮助同学们备考，我们将首先简单介绍刚体定点转动的相关知识，帮助同学们构建基本的理论体系。然后给出详细解答。最后介绍进一步的参考资料。