根據出土的石器推測,陀螺已有五千多年的歷史,可稱為最古老的民間玩具。陀螺是一個两端粗細均等、左右對稱的物體。將陀螺的尖端置於地面上,因為重心在支點上方,手一放開它就会立即倒下。如果將細绳绕在陀螺上並猛烈甩出,讓它在地上旋轉,再用鞭子抽打使它持續旋轉,陀螺就能稳稳地直立不倒。可见,陀螺的神奇活力來自於它的旋轉運動。
根據惯性原理推測:如果沒有外力干扰,绕一根轴旋转的物体的旋转轴會在空間中保持方向不變。這一結論可以在我們居住的地球上得到證實。地球不斷绕著南北極的轴旋轉,旋轉轴始终指向北極星方向。如果沒有受到干扰,旋轉中的陀螺也能永久保持直立,但干扰总是不可避免的。當陀螺受到干扰后,旋轉轴偏離垂直轴时,陀螺的重力和地面对尖端的支持力就不在同一条直線上。如果物體不旋轉,重力對支點的力矩會促使物體朝力矩作用方向傾倒。但它無法使旋轉中的物體傾倒,因為旋轉運動的惯性會使力矩的作用只能使旋轉轴朝水平方向偏转。在持續的力矩作用下,旋轉轴在空間中绕垂直轴畫出一個锥面,這種現象稱為陀螺的进动。當陀螺轉速很快時,旋轉轴的偏轉角度很小,锥面運動幾乎和绕垂直轴的旋轉重合。如果停止抽打,陀螺的转速逐渐变慢,就能清楚地观察到這種进动現象。转速越小,受干扰后的偏转角度越大。转速很慢時,陀螺就完全倒下了。
抖空竹是另一种傳統的陀螺遊戲。空竹分为单轮和双轮。双轮空竹两端都有圆盘对称安装,两边的重力矩方向相反互相抵消,空竹的旋转轴就能保持方向不変。抖双轮空竹的人可以站在原地不动。单轮空竹只有一端装有圆盘,圆盘的重力矩使空竹产生进动。抖单轮空竹的人必须随着空竹在原地打转,空竹才不会从线上掉下來。
利用旋轉運動的惯性使旋轉轴保持方向不變,这一現象也在现实生活中得到應用。比如,让發射出的子彈或炮弹旋轉,就能避免子彈在飛行中翻筋斗,从而提高射击的精度。又如,太空中绕对称轴旋转的人造地球衛星可保持姿態稳定。中國第一颗人造地球衛星“东方红一号”就是利用旋轉達到稳定的自旋衛星。

