六大速度第一宇宙速度：v1=7.9千米／秒，人造地球衛(wèi)星發(fā)射最小速度；第二宇宙速度：v2=11.2 千米／秒，擺脫地球引力束縛；第三宇宙速度：v3=16.7 千米／秒，擺脫太陽(yáng)引力束縛；第四宇宙速度：v4=110～120 千米／秒，擺脫銀河系引力束縛；第五宇宙速度：v5=1500～2250 千米／秒，擺脫本星系群；第六宇宙速度：接近光速，擺脫本超星系群。辣語(yǔ)遠(yuǎn)遠(yuǎn)看到一位老奶奶B-box挺厲害的，上前一看，才發(fā)現(xiàn)她嘴里進(jìn)蒲公英了。

35100)宇宙速度是從地球表面向宇宙空間發(fā)射人造地球衛(wèi)星、行星際和太陽(yáng)際飛行器所需的最低速度。1 第一宇宙速度牛頓曾在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出了一個(gè)設(shè)想:如圖1所示,在高山上水平拋出一個(gè)物體,若速度一次比一次大,其射程就一次比一次遠(yuǎn),當(dāng)速度足夠大時(shí),它將會(huì)圍繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)而不再落回地球表面,成為一顆人造地球衛(wèi)星,這個(gè)足夠大的速度稱之為第一宇宙速度vⅠ。圖12 第二宇宙速度如圖2所示,若衛(wèi)星發(fā)射的速度在第一宇宙速度的基礎(chǔ)之上逐漸增加,衛(wèi)星的軌跡將

一直在以第一宇宙速度圍繞地球運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛船從空間站返回地球的時(shí)候，其初速度也與空間站相等，要知道第一宇宙速度大約是每秒鐘7.9公里，如此高的速度根本不適合在地球表面著陸，因此我們必須要讓飛船在著陸之前進(jìn)行大幅減速，怎么做呢？答案就是利用空氣的阻力。對(duì)于一個(gè)在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體而言，它的速度越快，其受到的空氣阻力就越強(qiáng)，利用這個(gè)原理，我們就可以讓返回的飛船大幅減速。當(dāng)飛船在空氣中高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)劇烈地壓縮其迎風(fēng)面的空氣，并因此產(chǎn)生大量的熱能，從而導(dǎo)致飛船表面的

被稱為“第一宇宙速度”，亦稱“環(huán)繞速度”?？磥?lái)，不論什么物體，只要速度能達(dá)到第一宇宙速度，并在高空水平飛行（不考慮阻力），就不會(huì)從天上掉下來(lái)，可以扮演衛(wèi)星的角色?？墒牵览黼m簡(jiǎn)單，做起來(lái)卻很難。要讓物體的速度達(dá)到7.9 千米/秒，并不容易。豈不知，出膛的子彈和炮彈速度，通常也不超過(guò)2 千米/秒。所以，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)必須用大推力火箭來(lái)加速，使其達(dá)到第一宇宙速度后，送入繞地軌道，此后不用再施加動(dòng)力，衛(wèi)星也能自動(dòng)運(yùn)行。人們總是認(rèn)為，扔出去的東西掉下來(lái)是天經(jīng)地義的事，

以被稱為第一宇宙速度。道理說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)卻很難。子彈和炮彈出膛速度夠快吧？其實(shí)，它們這時(shí)的速度一般小于2千米/秒。所以，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，人類必須用大推力火箭幫忙，使其達(dá)到第一宇宙速度后入繞地軌道，衛(wèi)星便會(huì)按要求自動(dòng)運(yùn)行。人們認(rèn)為扔出去的東西掉下來(lái)是天經(jīng)地義的事，這是因?yàn)槿藗冮L(zhǎng)期生活在地球上形成了思維定式。如果在太空中，一個(gè)被扔出去的物體并不會(huì)落下。當(dāng)它在地球附近且速度達(dá)到第一宇宙速度時(shí)，它會(huì)一直環(huán)繞地球運(yùn)行（忽略大氣阻力等因素），這就是衛(wèi)星不會(huì)掉下來(lái)的原理

1 引言第一宇宙速度，又稱為環(huán)繞速度是指在地球上發(fā)射的物體（例如航天器或衛(wèi)星）在離地面不遠(yuǎn)處繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的最小初始速度.可見，第一宇宙速度是人類實(shí)現(xiàn)太空探索的一個(gè)重要概念.［1］第一宇宙速度一般是利用萬(wàn)有引力推導(dǎo)出來(lái)的，［2］也可利用重力近似導(dǎo)出.但是，牛頓在其《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出一個(gè)設(shè)想，如果從高山上拋出物體，拋出速度很大，物體就不會(huì)落回地面.［3］這就引出了以下疑問(wèn)：（1）能不能從拋體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出第一宇宙速度呢？（2）為什么拋出速度較

有很大的第二宇宙速度（脫離速度），其理論值可以大于光速，因此黑洞無(wú)法發(fā)射和反射任何光，肉眼無(wú)法觀察;黑洞具有很大的密度，對(duì)任何附近的物體具有很大的萬(wàn)有引力，因此黑洞的第一宇宙速度也很大。7.AD提示：因?yàn)殚L(zhǎng)木板靜止，所以地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力大小等于木塊對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。長(zhǎng)木板會(huì)不會(huì)動(dòng)，完全取決于長(zhǎng)木板的受力情況，因?yàn)殚L(zhǎng)木板受到的木塊對(duì)它的摩擦力已經(jīng)是最大的了，所以無(wú)論怎樣改變力F的大小，都無(wú)法讓長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

也被稱為第一宇宙速度。而如果人造衛(wèi)星的速度高于 11.2千米/秒，它就可以掙脫地球引力，成為一顆可以在行星間穿梭的衛(wèi)星，這個(gè)速度被稱為第二宇宙速度。如果我們想讓人造衛(wèi)星飛出太陽(yáng)系，那么人造衛(wèi)星就需要達(dá)到第三宇宙速度——16.7千米/秒。不過(guò)，實(shí)際上，太空并非完全真空的狀態(tài)。在距離地球數(shù)百千米高度的近地軌道上，稀薄的高層大氣仍然會(huì)對(duì)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不可忽略的阻力。此時(shí)，如果衛(wèi)星沒(méi)有額外的動(dòng)力抵消阻力，就會(huì)在阻力的作用下逐漸減速，軌道高度也會(huì)逐漸降低。隨著軌道高

球去——三種宇宙速度【例8】(2019年北京卷第18題)2019年5月17日，我國(guó)成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)。該衛(wèi)星( )A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少【解析】地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)的工作軌道在赤道平面，運(yùn)動(dòng)中衛(wèi)星不可能通過(guò)或位于北京正上方，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星(軌道半徑等于地球半徑)環(huán)繞地心圓周運(yùn)動(dòng)的

著月壤以第二宇宙速度返回地球。第一：鉆取月壤，無(wú)污染封裝“嫦娥”五號(hào)計(jì)劃在月面采集2千克樣品，并且是通過(guò)兩種方式獲得月壤。一種方式是利用鉆取器，在月球上降落之后，由它來(lái)負(fù)責(zé)鉆取，獲取深度為2米的月球樣品。另一種方式是用機(jī)械臂的電鏟鏟取月壤，取得月球表面具有獨(dú)特信息的月球樣品。獲取的樣品必須盡量保持原樣，不能破壞其層次結(jié)構(gòu)。此外還要在月面真空環(huán)境下完成樣品封裝，并帶回地球，整個(gè)環(huán)節(jié)必須分毫不差。第二：從月面起飛本次任務(wù)的核心是返回，月面起飛是最關(guān)鍵的技術(shù)突破

秒，俗稱第一宇宙速度。地球上的任何物體，只要達(dá)到了這個(gè)速度，就會(huì)離開地表，成為一顆繞著地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。所以，要是你把車開到了第一宇宙速度，也許整輛車就會(huì)飛向天空，永不回頭，成為夜空中陪伴你入睡的第二個(gè)月亮。但很顯然，達(dá)到7.9千米/秒的速度可不容易，環(huán)顧四周，只有兩個(gè)東西能這么快。一個(gè)是空氣——你周圍的空氣分子時(shí)刻都在高速撞擊著你，那么它的速度有多快呢？使用麥克斯韋速度分布律，經(jīng)過(guò)一通兇猛推導(dǎo)，結(jié)果簡(jiǎn)直令人震顫：空氣中的氫氣、氦氣這樣的小鬼頭速度簡(jiǎn)直太快了

宙飛行有第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。只要能夠滿足第一宇宙速度，飛船就可以把人類送進(jìn)地球的低軌道，但是要想把航天員送到更高的軌道上，甚至是送到其他的星球，哪怕是僅僅送到月球而已，也要達(dá)到第二宇宙速度。這就帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題。首先，離開地球引力場(chǎng)和地球電離層的保護(hù)之后，航天員所面臨的宇宙輻射風(fēng)險(xiǎn)就更嚴(yán)重了。所以，星際飛船必須為航天員提供更好的輻射防護(hù)，要比我們所熟悉的“聯(lián)盟”飛船和“神舟”飛船更強(qiáng)。另外，從外星球返回地球的時(shí)候，根據(jù)能量守恒原則，它還

二、記住三種宇宙速度1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v1=7.9km/s，它是人造地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。2.第二宇宙速度（逃逸速度）：v2=11.2km/s，它是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。3.第三宇宙速度：v3=16.7km/s，它是物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度。注意：在運(yùn)用萬(wàn)有引力定律時(shí)需要區(qū)分自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的不同、環(huán)繞速度與發(fā)射速度的不同，以及中心天體半徑R和衛(wèi)星軌道半徑r的不同。三、區(qū)分四種特殊的天

43800）宇宙速度是指從地球拋出一物體，在天體的重力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，四個(gè)較有代表性的初始速度的統(tǒng)稱；第一宇宙速度（又稱環(huán)繞速度）：是指拋體緊貼地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)的速度（也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度），大小為7.9km/s；第二宇宙速度：是指拋體完全擺脫地球引力束縛，飛離地球的所需要的最小初始速度，大小為11.2km/s .第三宇宙速度：是指在地球上發(fā)射的拋體擺脫太陽(yáng)引力束縛，飛出太陽(yáng)系所需的最小初始速度，其大小為16.7km/s .假設(shè)地球是均勻球體，萬(wàn)有引

頓算出了第一宇宙速度，第二宇宙速度，第三宇宙速度，接著人類飛向太空，登上月球，發(fā)射衛(wèi)星，建立空間站，發(fā)射各種探測(cè)器……立足地球，放眼太空，在地球生活變得越來(lái)越好的情況下，人類從未停下探索太空的腳步。高曉松曾經(jīng)問(wèn)劉慈欣為什么我們至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外星人，是他們的科技太發(fā)達(dá)導(dǎo)致我們沒(méi)發(fā)現(xiàn)，還是他們太落后了導(dǎo)致我們沒(méi)發(fā)現(xiàn)，劉慈欣說(shuō)這兩個(gè)假設(shè)都不夠震撼，最震撼的結(jié)果是，宇宙中真的只有地球一個(gè)文明，根本沒(méi)有外星人。雖然這么多年一直不乏UFO的影子，然而外星人卻始終沒(méi)有真

二：推導(dǎo)第三宇宙速度的表達(dá)式高中物理教學(xué)中，只要求理解第三宇宙速度的物理意義，不要求推導(dǎo)第三宇宙速度的計(jì)算公式.但是優(yōu)秀學(xué)生還是對(duì)如何得到第三宇宙速度非常感興趣，這個(gè)時(shí)候教師可以因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生通過(guò)查閱大學(xué)教材的方式進(jìn)行學(xué)習(xí).但學(xué)生讀完大學(xué)教材后，還是充滿疑惑.這時(shí)創(chuàng)造性地開展物理教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知背景，通過(guò)構(gòu)建物理模型的方式，逐步推導(dǎo)第三宇宙速度的表達(dá)式.經(jīng)歷這樣一個(gè)教學(xué)過(guò)程，可以很好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維.(1)學(xué)習(xí)大學(xué)物理教材中對(duì)第三宇宙速度的推導(dǎo).

定律提出三種宇宙速度。其中第一宇宙速度又稱軌道速度，即7.91千米每秒，其形成的離心力與地球?qū)臻g站的引力相平衡。于是，空間站就可以在特定的軌道上運(yùn)行了。隨處可見的離心力這是雜技演員表演的“水流星”：細(xì)繩兩端系著盛水的杯子。當(dāng)演員掄起繩子，使杯子像流星一樣快速轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，即使杯子轉(zhuǎn)到杯口朝下時(shí)，水也不會(huì)從杯子里灑出來(lái)。想一想，為什么呢？衣服如何在洗衣機(jī)里變干，7轉(zhuǎn)起來(lái)呀。洗衣機(jī)甩干桶壁上有許多小孔，當(dāng)洗衣機(jī)快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，衣服和水都想往外走，但孔太小，水滴走了，

，推導(dǎo)了第一宇宙速度，并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，是人類征服自然的見證，體現(xiàn)了知識(shí)的力量，是學(xué)生學(xué)習(xí)、了解現(xiàn)代知識(shí)的一個(gè)極好素材。必修2教材在這一節(jié)中不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問(wèn)題的物理方法。因此本節(jié)課是“萬(wàn)有引力與航天”這一章中的重要內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛，增強(qiáng)民族

射速度，第一宇宙速度是最小發(fā)射速度”，這些都意味著“發(fā)射速度”并不是真的指“最后一級(jí)火箭脫離時(shí)衛(wèi)星的速度”。關(guān)鍵詞：發(fā)射速度；宇宙速度；教材分析；教學(xué)建議衛(wèi)星發(fā)射速度的概念，在教科版物理必修2中是這樣闡述的：“從地球表面發(fā)射人造地球衛(wèi)星，一般使用三級(jí)火箭，最后一級(jí)火箭脫離時(shí)衛(wèi)星的速度稱為發(fā)射速度”。這樣的表述，并不嚴(yán)謹(jǐn)。但編者沒(méi)采用黑體突出，所以態(tài)度上是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｎ也孪刖幷咭膊](méi)有自己認(rèn)同這是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍疃x吧。編者仍然采用了這“發(fā)射速度”的表述，目的應(yīng)該只是

定律以及三大宇宙速度。在高中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中也經(jīng)常遇見該知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)物理例題，這都是一種實(shí)踐應(yīng)用的體現(xiàn)。2.1 開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律又包含了開普勒軌道定律以及開普勒面積定律，這些定律的主要涉及到的內(nèi)容都是天體運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中涉及到的軌跡問(wèn)題。在太陽(yáng)系當(dāng)中，各個(gè)行星之間所擁有的一個(gè)共同之處在與，和太陽(yáng)的連線在同樣時(shí)間掃過(guò)的面積是相等的[1]。因此無(wú)論太陽(yáng)系當(dāng)中哪一個(gè)行星在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，在近日點(diǎn)位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)速率最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)速率最小

楊國(guó)慶一、宇宙速度宇宙速度是指從地面向宇宙發(fā)射人造天體必須具備的初始速度.牛頓在思考萬(wàn)有引力定律時(shí)就曾設(shè)想過(guò)，從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度越大，離山腳越遠(yuǎn)，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上去，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星.人們把人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速網(wǎng)周運(yùn)動(dòng)必須具有的速度叫第一宇宙速度，就是說(shuō)人造地球衛(wèi)星必須要達(dá)到或超過(guò)這個(gè)速度才能克服地球引力，飛離地球不會(huì)掉到地面上來(lái)，即是任何物體想要逃逸地球引力所需

行.這就涉及宇宙速度的計(jì)算.在高中物理教材中，只簡(jiǎn)單介紹了第一宇宙速度的求解方法，對(duì)于第二、第三宇宙速度沒(méi)有進(jìn)行有關(guān)數(shù)學(xué)的推導(dǎo)和運(yùn)算.在物理競(jìng)賽中涉及了三大宇宙速度的具體求解方法.衛(wèi)星繞地球網(wǎng)周運(yùn)動(dòng)速度的參考系是地心，不是地面，衛(wèi)星在地面未發(fā)射時(shí)已經(jīng)具有相對(duì)地心的白轉(zhuǎn)速度.衛(wèi)星發(fā)射速度是衛(wèi)星從地面到達(dá)近地衛(wèi)星高度時(shí)具有的速度，不是衛(wèi)星在地面時(shí)的速度.一、第一宇宙速度從地面發(fā)射一物體，使之能在無(wú)動(dòng)力情況下環(huán)繞地球做網(wǎng)周運(yùn)動(dòng)而不落下，所需的最小速度叫第一宇宙速

.P1的第一宇宙速度比P2的小C.sl的向心加速度比s2的大D. s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大四、衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行例4 （2013年全國(guó)新課標(biāo)I卷第20題）2012年6月18日，神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接，對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣.下列說(shuō)法正確的是（）A.為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)

眾所周知， 宇宙速度是指航天器為擺脫地球引力而達(dá)到的速度，截至目前， 航天器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一、第二宇宙速度， 正在第三宇宙速度掙扎，但這并不是極限。雖然達(dá)不到第六宇宙速度，但科學(xué)家已經(jīng)推算了第六宇宙速度—即理論上比光速要快，可以借此脫離整個(gè)宇宙的速度。第一宇宙速度是指航天器緊貼地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，也是航天器的最小發(fā)射速度，其速度為7.9千米/秒。第二宇宙速度是指航天器完全擺脫地球引力束縛所需要的最小初始速度，其速度為11.2千米/秒。第三宇宙速度是指在

，推導(dǎo)了第一宇宙速度，并介紹了第二、第三宇宙速度。在學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)中，先讓學(xué)生通過(guò)牛頓大炮從平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)渡到繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并聯(lián)系物體做離心運(yùn)動(dòng)和近心運(yùn)動(dòng)的條件，分析、計(jì)算近地衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小，得到第一宇宙速度；其次，明確第一宇宙速度是最小發(fā)射速度、最大環(huán)繞速度，并對(duì)發(fā)射速度和環(huán)繞速度進(jìn)行區(qū)分；最后，根據(jù)物體離心運(yùn)動(dòng)的條件分析得到增大發(fā)射速度時(shí)，物體將做離心運(yùn)動(dòng)，理解第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞著物體做離心運(yùn)

的發(fā)射分析與宇宙速度問(wèn)題【考點(diǎn)分析】宇宙速度就是特殊的發(fā)射速度，第一、第二及第三宇宙速度就是分別成功發(fā)射人造衛(wèi)星、人造行星和星際宇宙飛船的臨界發(fā)射速度(以地球?yàn)橹行奶祗w、人造地球衛(wèi)星環(huán)繞天體為例)。(2)第二宇宙速度v2(脫離速度)：v2=11.2 km/s，這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，若發(fā)射速度11.2 km/s≤v(3)第三宇宙速度v3(逃逸速度)：v3=16.7 km/s，這是物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度，若發(fā)射速度v≥16.7 k

速度被稱為“宇宙速度”，并根據(jù)航天器飛離地球遠(yuǎn)近的需要，分成了三種：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。第一宇宙速度也叫環(huán)繞速度，是航天器能夠在宇宙空間環(huán)繞地球做不同高度的圓周運(yùn)動(dòng)而不被地球引力拉下來(lái)所必須具有的最小速度?？茖W(xué)家計(jì)算出這個(gè)最小速度為7.9千米/秒。由于地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的引力會(huì)隨著兩者距離的增加而減小，所以航天器的環(huán)繞速度也會(huì)隨著飛行高度的變化而變化，軌道越低，環(huán)繞速度越大，環(huán)繞周期越短：軌道越高，環(huán)繞速度越小，環(huán)繞周期就越長(zhǎng)。我們用地球

兆眾所周知，宇宙速度是指航天器為擺脫地球引力而達(dá)到的速度，截至目前，航天器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一、第二宇宙速度，正在第三宇宙速度掙扎，但這并不是極限。雖然達(dá)不到第六宇宙速度，但科學(xué)家已經(jīng)推算了第六宇宙速度——即理論上光速要快，可以借此脫離整個(gè)宇宙的速度。第一宇宙速度是指航天器緊貼地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，也是航天器的最小發(fā)射速度，其速度為7.9千米/秒。第二宇宙速度是指航天器完全擺脫地球引力束縛所需要的最小初始速度，其速度為11.2千米/秒。第三宇宙速度是指在地球

00)對(duì)第三宇宙速度的再解釋*徐繼芳(徐州市第三十六中學(xué) 江蘇 徐州 221000)宇宙速度對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較抽象的概念，特別是對(duì)于第三宇宙速度，很多學(xué)生學(xué)習(xí)后對(duì)這個(gè)概念還是很模糊.從太陽(yáng)對(duì)天體的萬(wàn)有引力提供天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力入手，通過(guò)具體的分析與計(jì)算，得出第三宇宙速度的大小.第三宇宙速度 萬(wàn)有引力 向心力在人教版高中《物理·必修2》第六章第5節(jié)“宇宙航行”一節(jié)中，對(duì)第三宇宙速度是這樣解釋的：“在地面附近發(fā)射一個(gè)物體，要使物體掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)

1 探究第二宇宙速度v2是第一宇宙速度v1的倍(1) 建立物理模型培養(yǎng)學(xué)生理解、推理能力.記地球的質(zhì)量為M,半徑為R,引力常量為G,在距離地表h高處,物體m繞地球運(yùn)行的速度記為v．引導(dǎo)學(xué)生建立圓運(yùn)動(dòng)的物理模型,由萬(wàn)有引力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有整理得(1)(2) 培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力.圖1(3) 應(yīng)用初等數(shù)學(xué)培養(yǎng)處理物理問(wèn)題的能力.如圖1所示,在地表將m以v0發(fā)射,在離地心r遠(yuǎn)處時(shí)速率為v,整個(gè)過(guò)程中,萬(wàn)有引力做負(fù)功,由動(dòng)能定理有(2)2 探究正弦交

周運(yùn)動(dòng).三、宇宙速度問(wèn)題第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，也是人造衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度、最小發(fā)射速度，大小為7.9km/s.它的顯著特點(diǎn)是衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑近似等于被環(huán)繞天體的半徑.根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可以求得天體第一宇宙速度的大小.例3 2013年6月13日，“神舟十號(hào)”與“天空一號(hào)”成功實(shí)施手控交會(huì)對(duì)接，下列關(guān)于“神舟十號(hào)”和“天空一號(hào)”的分析錯(cuò)誤的是( ).A.“天空一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間B.對(duì)接前，“神舟十

說(shuō)什么是第一宇宙速度，什么是第二宇宙速度；在知道了直升機(jī)的尾槳作用是為了抵抗主槳的反轉(zhuǎn)力矩后，我終于明白直升機(jī)為什么要設(shè)計(jì)成現(xiàn)在這個(gè)樣子了！每次了解了新的科學(xué)知識(shí)，我就可以把以前學(xué)過(guò)的東西串聯(lián)起來(lái)，有這么多有趣又神奇的收獲，怎么會(huì)不快樂(lè)呢？早就聽爸爸跟我說(shuō)：自然科學(xué)的皇后是數(shù)學(xué)，要學(xué)好自然科學(xué)一定要有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。我五歲時(shí)，爺爺開始教我學(xué)趣味數(shù)學(xué)，我發(fā)現(xiàn)我很有數(shù)學(xué)“天賦”。上小學(xué)后，爸爸告訴我“多做題，多思考，舉一反三”的學(xué)習(xí)方法。我從三年級(jí)開始參加數(shù)學(xué)

來(lái)呢？了解了宇宙速度你就知道是為什么了！宇宙速度向空中拋顆石子會(huì)怎樣？沒(méi)錯(cuò)，無(wú)論你用多大勁，它們總會(huì)回到地球的懷抱。不用解釋，這是地球引力在作怪。現(xiàn)在充分發(fā)揮想象，如果你是個(gè)力大無(wú)比的超人，用足夠大的力，可不可以把石子拋到月亮上去呢？當(dāng)然可以，因?yàn)槿祟愐呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了。當(dāng)宇宙飛船這樣的航天器達(dá)到每秒鐘飛行7.9千米時(shí)，就可以擺脫地球的吸收力，不再落回地面，而是作環(huán)繞地球的飛行。這個(gè)每秒飛行7.9千米“逃逸地球”的速度，叫作第一宇宙速度。我們的人造地球衛(wèi)星就是用這

該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為baD.該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為ab答案A、C解析根據(jù)g=GMR2可得g′g=ba2，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；根據(jù)GMmR2=mv2R，可得v=GMR，故v′v=M2M1·R1R2=ba，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤.點(diǎn)評(píng)判斷C、D選項(xiàng)時(shí)，也可利用黃金代換.根據(jù)g=GMR2，星球表面的第一宇宙速度滿足mg=mv2R，即v=gR可得v′v=ba，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤.3火星表面液態(tài)水存在的發(fā)現(xiàn)例3美國(guó)宇航局

（2）求第一宇宙速度的式中，GMm/r2=mv2/r，此時(shí)繞行天體在近地表飛行，式中的r近似的看成是天體的半徑；（3）當(dāng)題目中出現(xiàn)“在靠近某星球表面飛行”的字眼時(shí)，所列出的一些列萬(wàn)有引力與向心力相等的式子中的r，都近似的看成是該星球的半徑。二、對(duì)“人造衛(wèi)星變軌”問(wèn)題的歸納以前教學(xué)時(shí)，對(duì)人造衛(wèi)星變軌問(wèn)題只講解了“衛(wèi)星奔月的過(guò)程”，并且沒(méi)有系統(tǒng)的歸納出各軌道及幾個(gè)特殊點(diǎn)的線速度、角速度、周期、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能的大小的比較，且判斷大小的原理沒(méi)有講清。導(dǎo)致后面學(xué)

速度”即第一宇宙速度，學(xué)生由于時(shí)間長(zhǎng)了，不一定能夠記得全面，此時(shí)我們可以和學(xué)生簡(jiǎn)單的梳理一下知識(shí).該知識(shí)點(diǎn)有如下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度.（2）第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度.（3）第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度.（4）第一宇宙速度的計(jì)算方法.天體問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)除了第一宇宙速度外，還有開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用、第二宇宙速度和第三宇宙速度等等，再此

用火星的第一宇宙速度原理，環(huán)繞火星飛行.發(fā)生災(zāi)難后，其中五名宇航員乘坐火星上的返回艙，并將其加速到火星第一宇宙速度，在環(huán)星軌道A處和飛船對(duì)接，宇航員進(jìn)入飛船避難，馬可一人被丟在火星.然后，飛船加速到火星第二宇宙速度，該過(guò)程由于動(dòng)量守恒原理，需要消耗大量燃料，在環(huán)星軌道B處飛船脫離火星引力進(jìn)入返回地球軌道，依靠慣性飛向地球（太空阻力約為零）.飛船在途中C處獲知了馬可還活著的消息，但當(dāng)時(shí)飛船正在按照預(yù)定軌道飛向地球，以第二宇宙速度級(jí)別遠(yuǎn)離火星，飛船上的燃料不足

刊登了“三個(gè)宇宙速度的多種推導(dǎo)及教學(xué)啟示”一文．文中作者分別介紹了3個(gè)宇宙速度的多種推導(dǎo)方法，其中關(guān)于第一宇宙速度的推導(dǎo)方法3作者將勻速圓周運(yùn)動(dòng)視為沿切線方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿半徑方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，并據(jù)此推出第一宇宙速度的計(jì)算式，筆者認(rèn)為該方法值得商榷，特在此提出并作如下分析，若有不當(dāng)之處敬請(qǐng)同行批評(píng)指正．原文的推導(dǎo)方法：應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律推導(dǎo)．眾所周知，按照第一宇宙速度穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星，其運(yùn)動(dòng)軌跡基本上與地球大圓重合．如圖1所示.圖1發(fā)中

? 要：三個(gè)宇宙速度的推導(dǎo)可以加深對(duì)宇宙速度的認(rèn)識(shí)。本文從不同角度進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)和論證。關(guān)鍵詞：宇宙速度;勻速圓周;運(yùn)動(dòng)合成;引力勢(shì)能;公轉(zhuǎn)中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2015）1-0039-2高中物理（必修2）中的《宇宙航行》一節(jié)對(duì)三個(gè)宇宙速度概念的描述及第一宇宙速度的推導(dǎo)，這一內(nèi)容的引入對(duì)于中學(xué)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義，也是對(duì)人類飛天從夢(mèng)想到圓夢(mèng)這一歷史進(jìn)程的回顧。教參及高考都明確要求學(xué)生掌握

星發(fā)射原理、宇宙速度等宇宙航行知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以對(duì)萬(wàn)有引力定律有更全面、更深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)宇宙航行有一個(gè)更為系統(tǒng)的了解，還能提高利用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛，增強(qiáng)民族自豪感。2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路（1）本節(jié)課是一節(jié)知識(shí)應(yīng)用與擴(kuò)展的課程，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意加大知識(shí)含量，引起學(xué)生興趣。同時(shí)注意方法的培養(yǎng)，讓學(xué)生養(yǎng)成用萬(wàn)有引力是天體運(yùn)動(dòng)的向心力這一基本方法研究問(wèn)題的習(xí)慣，避免硬套公式。在圍繞第一宇宙速度的討論上，讓學(xué)生形成較

理必修2的“宇宙速度”內(nèi)容時(shí)會(huì)有這樣的疑問(wèn)，如果物體以第一宇宙速度拋出但速度方向不是水平，能成為繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星嗎？如果物體以第一宇宙速度豎直向上拋出能脫離地球的引力束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星嗎？……要回答這些問(wèn)題，不僅需要有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的知識(shí)，還需掌握解決這類問(wèn)題的有用的模型與方法，常用的有以下幾種.1 圓軌道模型在忽略大氣阻力的情況下，物體在地球表面附近至少以多大的水平速度拋出，就不再落回地面成為繞地球運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星？如圖1所示，設(shè)地球質(zhì)

導(dǎo)來(lái)看，第一宇宙速度v1“應(yīng)該”是近地衛(wèi)星的繞行速度，但是在給出第二和第三宇宙速度v2和v3的概念時(shí)，教材又提到了“發(fā)射”的概念，那么三種宇宙速度究竟指的是什么速度？(2)教材中的插圖(圖1)給出了宇宙速度與運(yùn)行軌道的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為什么會(huì)是這樣？圖1(3)如果宇宙速度確為發(fā)射速度的話，三種宇宙速度應(yīng)該如何推導(dǎo)？(4)人造衛(wèi)星實(shí)際是如何發(fā)射的？2 三種宇宙速度大學(xué)教材中對(duì)三種宇宙速度的定義為：從地球表面上發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星所需要的最小速度叫第一宇宙速度；從地

為兩個(gè)部分：宇宙速度和夢(mèng)想成真．宇宙速度部分涉及的規(guī)律有萬(wàn)有引力定律及圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)規(guī)律．課堂中重點(diǎn)內(nèi)容是需推導(dǎo)出第一宇宙速度表達(dá)式，同時(shí)了解第二、第三宇宙速度，理解各宇宙速度的物理含義．教學(xué)中可補(bǔ)充衛(wèi)星環(huán)繞速度等相關(guān)量的計(jì)算(含同步衛(wèi)星)及衛(wèi)星變軌問(wèn)題．本部分可涉及的物理方法有邏輯推理法和類比法．夢(mèng)想成真部分是進(jìn)行情感教育很好的素材．通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情．可涉及的物理方法有科學(xué)想象，另外也可培養(yǎng)學(xué)生查找和整合信息的

章第5節(jié) “宇宙速度”中有一段關(guān)于航天飛行器發(fā)射速度的論述：“在地面附近發(fā)射飛行器，若發(fā)射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不是圓，而是橢圓，同時(shí)配有關(guān)于發(fā)射速度和對(duì)應(yīng)軌跡的圖形(圖1).此說(shuō)法在人教版教材中已經(jīng)延續(xù)了幾十年未做變動(dòng)，在各種級(jí)別的考試中也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的考題.但筆者認(rèn)為以上表述會(huì)給學(xué)生的理解帶來(lái)不少疑惑，有商榷的余地.首先,觀察飛行器的實(shí)際發(fā)射過(guò)程，很容易發(fā)現(xiàn),在發(fā)射初始階段的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，飛行器的

算星球的第一宇宙速度是一個(gè)重點(diǎn)．計(jì)算的方法通常是由萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解．而牛頓在求解星球的第一宇宙速度的時(shí)候，用了巧妙的比例和幾何方法，體現(xiàn)了微分的思想；同時(shí)，是對(duì)“月 －地檢驗(yàn)”思考的結(jié)果．在中學(xué)物理教材中，都會(huì)提到牛頓的“月－地檢驗(yàn)”，而在教學(xué)中沒(méi)有能很好地闡述這一思想的光輝之處．很好地理解牛頓的原始思想，對(duì)認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力以及牛頓第一定律具有很大啟示意義．同時(shí)，在求解高中常常涉及的萬(wàn)有引力習(xí)題時(shí)，也能開拓新的思路．1 常規(guī)方法求

無(wú)法達(dá)到第一宇宙速度，但所有的人造地球衛(wèi)星必須要具備第一宇宙速度，以及此次“神七”飛入太空后，都是以第一宇宙速度圍繞地球運(yùn)動(dòng)。焦維新教授介紹說(shuō)，在出艙過(guò)程中，如果航天員碰到飛船，獲得一個(gè)反作用力而被拋離，那么，航天員在飛離飛船后會(huì)一直以這個(gè)速度在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法再回來(lái)?！爸灰M(jìn)入了這個(gè)繞地球飛行的軌道，就會(huì)以第一宇宙速度圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。不光是飛船，處于軌道內(nèi)的太空垃圾等也在以第一宇宙速度圍繞地球運(yùn)動(dòng)。”焦維新教授介紹說(shuō)，由于近地的太空中仍然有極其稀薄的

速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度.第一宇宙速度的計(jì)算公式是v1=,第二宇宙速度的計(jì)算公式是v2=,其中g(shù)=9.8 m / s2,R=6.4×106 m.求 “神六”繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度范圍.(結(jié)果保留2個(gè)有效數(shù)字) 分析:把g=9.8m / s2,R=6.4×106 m代入第一?第二宇宙速度的計(jì)算公式,運(yùn)用算術(shù)平方根可以求得“神六”繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度范圍. 解:因?yàn)間=9.8m / s2,R=6.4×106 m,所以第一宇宙速度v1==≈8.0×103

使它大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度. 第一宇宙速度的計(jì)算公式是v1 =，第二宇宙速度的計(jì)算公式是v2 =，其中g(shù) = 9.8 m/s2，R = 6.4×106 m.求“嫦娥一號(hào)” 繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度范圍.（結(jié)果保留兩個(gè)有效數(shù)字）27． （10分）先閱讀第（1）題解法，再解答第（2）題．（1）已知a、b是有理數(shù)，并且滿足等式5 -a = 2b +- a，求a、b的值．解：因?yàn)? -a = 2b +- a，即5 -a = （2b - a） +，所以2b -

已實(shí)現(xiàn)了三種宇宙速度。所謂第四宇宙速度，是指沖出銀河系的最低的發(fā)射速度。第一宇宙速度是要使航天器繞地球旋轉(zhuǎn)而不掉落到地面的最低發(fā)射速度(7.91公里/秒)；第二宇宙速度是航天器如欲飛離地球而不再返回的最低的發(fā)射速度(11.9公里/秒)；飛出太陽(yáng)系的最低發(fā)射速度稱第三宇宙速度(16.66公里/秒)。由于人類對(duì)銀河系的了解尚在進(jìn)行中，它的精確質(zhì)量和半徑尚未清楚，因此第四宇宙速度的數(shù)值只能估算，大約在110—220公里/秒之間。目前，人類還沒(méi)能實(shí)現(xiàn)第四宇宙速度。