第一宇宙速度
第一宇宙速度
第一宇宙速度科技名词定义中文名称：第一宇宙速度英文名称：first cosmic velocity定义：地球表面处的环绕速度，其值约为7.9km/s。
应用学科：天文学（一级学科）；天体力学（二级学科）航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。
第一宇宙速度两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。
按照力学理论可以计算出V1=7．9公里/秒。
简介第一宇宙速度（V1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。
第一宇宙速度两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。
按照力学理论可以计算出V1=7．9公里/秒。
航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。
推导在地面上向远处发射炮弹，炮弹速度越高飞行距离越远，当炮弹的速度达到“7.9千米/秒”时，炮弹不再落回地面（不考虑大气作用），而环绕地球作圆周飞行，这就是第一宇宙速度。
第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。
但是随着高度的增加，地球引力下降，环绕地球飞行所火箭的质量比是火箭起飞时的质量(包括推进剂在内的质量)与发动机相关机(熄火)时刻的火箭质量(火箭的结构质量，即净重)之比。
因此，质量比大，就意味着火箭的结构质量小，所携带的推进剂多。
火箭可分为单级和多级，多级火箭又可分为串连、并连、串并连相结合，一般来说，火箭级数越多它的动能越大，但是理论计算和实践经验表明，每增加1份有效载荷，火箭需要增加10份以上的质量来承受，随着火箭级数的增加，使最下面的一级和随后的几级变得越来越宠大，以致于无法起飞。
常识积累：三种宇宙速度
常识积累：三种宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度，指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，是飞离地球最小的速度。
不管是天上的鸟，还是地上的走兽，他们始终没法逃离地球，还是会被地球引力给拉回来。
后来科学家发现了一个有趣的现象，如果往天空扔石头，石头会做抛物线运动，随着力度不断的加大，会抛的越来越高，并且会越来越远。
于是他们设想，假如拿一个很厉害的大炮，用最大的力量把一个物体给轰出去，物体有可能会环绕地球一圈后落回原点，如果再足够大，物体就可以一直环绕地球飞行，这个刚好可以环绕地球飞行的速度就是第一宇宙速度。
经过科学家的一个严谨的计算，最终确定了第一宇宙速度为7.9KM/S。
这个速度以人类的能力来说很难达到，所以很难飞出地球进入外太空，1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基在他的论文中提出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭理想速度公式，按照公式，要想达到最高速度，就必去想方设法的消除一切阻碍速度的因素，随着人类探索星空的深入，出现了多级火箭。
多级火箭就是把几个单级火箭连接在一起形成的，其中的一个火箭先工作，工作完毕后与其他的火箭分开，然后第二个火箭接着工作，依此类推。
由几个火箭组成的就称为几级火箭，如二级火箭、三级火箭。
经过几级火箭的推力，最终达到第一宇宙速度。
第二宇宙速度即使物体达到第一宇宙，它也没法逃离地球引力的束缚，最终会掉回地球，我们把能够摆脱地球引力的最小速度称为第二宇宙速度，如果没能摆脱地球引力的束缚，就没法进更遥远的星空，比如登陆火星，除了能飞出地球，还需要摆脱地球引力的束缚。
所以一般的飞行器都会自带有燃料，环绕地球飞行后，通过自身能源的加速，最终达到第二宇宙速度，经过科学家的测量，最终确定了第二宇宙速度为11.2KM/S。
第三宇宙速度力第三宇宙速度又称为脱离速度，是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系所需的最小初始速度，人类要想飞出更远的星空，飞出太阳系，就不得不摆脱太阳引力的束缚，经过科学家的推算，摆脱太阳引力束缚的最小速度是16.7KM/S。
第一宇宙速度计算方法
第一宇宙速度计算方法
本文将介绍第一宇宙速度的计算方法。
第一宇宙速度是指一个物体能够逃离地球引力的最低速度，也是进入太空必须达到的速度。
其计算公式如下：
v1 = √(GM/r)
其中，G为引力常数，M为地球质量，r为物体距离地心的距离。
通过这个公式，我们可以计算出第一宇宙速度。
例如，当物体距离地心的距离为6371千米时，其第一宇宙速度为7.9千米/秒；当物体距离地心的距离为200千米时，其第一宇宙速度为11.2千米/秒。
需要注意的是，这里的计算结果是理论值，实际情况中可能会受到多种因素的影响，如大气阻力、重力势阱等。
因此，在实际工程中需要考虑这些因素，进行相应的修正和控制。
- 1 -。
关于对第一宇宙速度的理解
颗 质量为 ｍ的卫 星在地球 表面 附近被发射 并
进入 运行轨道 ， 假设 发射 速度为 Ｖ－ 根 据万有 引力 ＯＶ，
匝
得＝ ＝ ： 、 芋 ／
Ｖ 一
定律和牛顿第二定 律有 ：Ｍ ／２ｍ ￣ Ｇ ｍＲ＝ ｖ／ Ｒ （） ３ 即卫星恰好绕 地球的表面 附近做匀速 圆周 运动 ， 若 Ｖ Ｖ ７ ｋｄ ，则 由 （）式可得 ：Ｇ ／ ＞ ｙ／ ｏ ｌ ． ｒｓ ＜＝９ ３ ＭｍＲ２ｍ ｏ ２ Ｒ， 即卫 星所受 到的万有引力大于卫星做匀速圆周运动所 需要 的 向心力 ， 时卫星将会靠 近球心而落到地 面 ， 此
搿串 ２ Ｉ 年第 ｛ 期 ０｛ １
６ １
理综离参
所 以将使卫星进入轨道 ，所需 的发射速度 １ｔ７９ｍ ｓ ３＞ ． ／ ０ ｋ ． 即人造地球卫星 的最小发射速度是 ７９ ｍ ｓ ．ｋ ／． 可见卫星的运行速度大于第一宇宙速度 ，显然不 可能发射一颗周期 为 ８ ０分钟的人造地球卫星． 思维总结： 在知道某两个运行速度和轨道半径大小的 前提下， 可以比饺两颗卫星绕同一天体运动周期的大小． 典型应用二 ：利用第一宇宙速度求天体的质量 例 ４地球质量为 ，半 径为 ，万有 引力 恒量 为 ． Ｇ，发射 一颗 绕地球 表 面 附近做 圆周 运动 的人 造卫 星 ，卫星的速度称为第 一宇宙速度 ，若 已知地球第一 宇 宙 速 度 的 大 小 为 ＝ ．ｋ ／，地 球 半 径 ＝ ． ７ ｍｓ ９ ６ ４ １３ｍ，万有引力恒量 Ｇ ｘ ０ｏ ｍ ０ｋ ＝ ｌ Ｎ・ ，求地球质
Ａ．１ ｍ／ ６ｋ ｓ Ｃ． ｍ／ ４ｋ ｓ Ｂ． ２ ｋ ｓ ３ ｍ／ Ｄ． ｍ ｓ ２ ｋ ／
由此可 得 卫 星 的速 率 为 ：
：
、 ｒ ／ 盟 Ｖ
第一宇宙速度计算公式推导
第一宇宙速度计算公式推导
第一宇宙速度是指一个物体需要达到的速度，以克服地球的引
力并进入轨道。
要推导第一宇宙速度的计算公式，我们可以从牛顿
的万有引力定律和圆周运动的力学方程入手。
首先，根据牛顿的万有引力定律，两个物体之间的引力大小由
引力公式F=G(m1m2)/r^2给出，其中G是万有引力常数，m1和m2
分别是两个物体的质量，r是它们之间的距离。
其次，对于物体在圆周运动中，它所受的向心力由F=mv^2/r给出，其中m是物体的质量，v是物体的速度，r是圆周运动的半径。
当一个物体在地球表面上运动时，它所受的向心力来自于地球
的引力，因此我们可以将地球的引力与物体所受的向心力相等，即
G(m1m2)/r^2=mv^2/r。
接下来，我们可以利用这个等式来解出物体需要达到的速度v。
首先，我们可以消去物体的质量m，然后将r移到等式的另一边，
得到v的计算公式v=sqrt(GM/r)，其中M是地球的质量，r是物体
与地心的距离。
因此，第一宇宙速度的计算公式推导出来为v=sqrt(GM/r)。
这个公式可以帮助我们计算一个物体需要达到的速度，以克服地球的引力并进入轨道。
从这个公式可以看出，第一宇宙速度与物体所处的高度r有关，高度越高，所需的速度就越小。
这是因为高度较高时，物体所受的引力较小，所需的速度也就相应减小。
综上所述，第一宇宙速度的计算公式可以通过牛顿的引力定律和圆周运动的力学方程推导而来，它是进入轨道所需的最低速度，对于航天器的设计和发射具有重要意义。
高一高三物理-宇宙速度
A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1 的Q和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B．卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度等于它在圆轨道 3上经过P点时的加速度 C．卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s， 而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D．由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3被点火加速两次，则 卫星在圆轨道3上正常运行速度要大于在圆轨道1上正常运行的速度
课后作业
（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行
BCD 星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列判断正确的是(
)
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
)
A．5颗同步卫星的轨道半径都相同
B．5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小
例3、(多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，
地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的半径为R，第一宇宙速度为
②由mg＝mvR2得v＝____g_R__.
2．第二宇宙速度
使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其数值为11.2km/s.
3．第三宇宙速度
使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为16.7km/s.
PART 01
例题讲解
B 例1、已知月球质量与地球质量之比约为1∶80，月球半径与地球半径之比约为
第一二三宇宙速度的概念
一．第一二三宇宙速度的概念？
答：第一二三宇宙速度的概念分别是：1、第一宇宙速度众所周知，第一宇宙速度是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度(也是人造地球卫星的最小发射速度，也是最大绕行速度)，其速度为7.9km每秒。
2、第二宇宙速度第二宇宙速度是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球的所需要的最小初始速度，其速度为11.2km每秒。
3、第三宇宙速度第三宇宙速度是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系所需的最小初始速度，其速度为16.7km每秒。
第一宇宙速度是多少
第一宇宙速度是多少阅读精选（1）：对于第一宇宙速度很多人并不陌生，在高中物理课堂都有学习过一二，明白。
但是V1＝7．9公里／秒，这个数字是怎样来的呢，除了第一宇宙，还存在其它的宇宙速度吗？下面是奥秘世界为整理出最详细的第一宇宙速度推导过程及相关宇宙速度的信息。
第一宇宙速度，是指航天器沿地球表面作圆周运动时务必具备的速度，也叫环绕速度。
第一宇宙速度两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。
按照力学理论能够计算出V1＝7．9公里／秒。
航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地应对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。
第一宇宙速度（V1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度。
一、第一宇宙速度推导过程在做第一宇宙推导时理解人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，其轨道半径近似等于地球半径R，其向心力为地球对卫星的万有引力，其向心加速度近似等于地面处的重力加速度。
所以，物体所受重力=万有引力=航天器沿地球表面作圆周运动时向心力，在那里，正好能够利用地球的引力，在适宜的轨道半径和速度下，地球对物体的引力，正好等于物体作圆周运动的向心力。
1、万有引力定律F=Gm1m2/能够读成F等于G乘以m1m2与R的平方的商注：F:两个物体之间的引力G:万有引力常数m1:物体1的质量m2:物体2的质量r:两个物体之间的距离2、物体所受重力=万有引力=航天器沿地球表面作圆周运动时向心力的公式表达为：mg=Gmm/r2=mv2/rmg=mv2/r解得v2=gr将R地=6。
37×106m，g=9。
8m/s2代入，并开平方，得v=7。
9km/s注：①第一个R是卫星的轨道半径，第二个R是地球半径，g是重力加速度。
但是在计算第一宇宙速度时，假定卫星的轨道半径等于地球半径。
也就是卫星在地面的高度飞行。
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第一宇宙速度
【航天术语】
第一宇宙速度：7．9公里／秒
在地面上向远处发射炮弹，炮弹速度越高飞行距离越远，当炮弹的速度达到“7.9千米/秒”时，炮弹不再落回地面（不考虑大气作用），而环绕地球作圆周飞行，这就
是第一宇宙速度。
第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。
但是随着高度的增加，地球引力下降，环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低，所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行，所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。
第一宇宙速度的计算公式是：
V1＝√gR(m/s)，其中g＝9.8(m/s2)，R＝6.4×106（m)。
第二宇宙速度
【航天术语】
第二宇宙速度－－当物体（航天器）飞行速度达到11.2千米/秒时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行。
这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。
各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
第二宇宙速度（V2）当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称逃逸速度。
按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2＝11．2公里／秒。
由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10．848公里／秒即可。
第二宇宙速度的推倒过程：
假设在地球上将一颗质量为m的卫星发射到绕太阳运动的轨道需要的最小发射速度为V；
此时卫星绕太阳运动可认为是不受地球引力，距离地球无穷远；
认为无穷远处是引力势能0势面，并且发射速度是最小速度，则卫星刚好可以到达无穷远处。
由动能定理得
1/2*mV^2-GMm/r=0;
解得V=√(2GM/r)
这个值正好是第一宇宙速度的√2倍。
第三宇宙速度
【航天术语】
第三宇宙速度－－从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时，就可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广漠的宇宙空间。
这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
如果想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或者大于16.7km/s，即第三宇宙速度。
第三宇宙速度（V3）从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度，
就叫做第三宇宙速度。
按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3＝16．7公里／秒。
需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16．7公里／秒了。
可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素，目前只有火箭才能突破该宇宙速度。
爱因斯坦相对论
汽车是运动的，树木是静止的，这样说大家都能接受，但如果反过来说树木是运动的，汽车是静止的则会有很多人说你痴人说梦。
其实在物理学上这两种说法都是正确的，只是所选的参照系不同而已。
这也是爱因斯坦伟大的相对论创建的基本出发点。
相对论创建的第一个假设是：所有参照系都遵循相同的物理定律。
无论在地上还是在匀速行驶的汽车上，用尺子量一个木板或用秒表量一个钟摆晃动10个周期的时间，结果都是相同的。
但是如果木板或钟摆在一个以一定速度驶过测量者面前的车上，重复上面的测量就会得到不同的结果。
这种不同就是由所有参照系都遵循相同的物理定律造成的。
相对论创建的第二个假设是：光速在所有参照系中都是恒定的。
刚一听好像和第一条假设说的是同一件事，可是仔细想想就会发现其中的奥妙。
第二条假设的意思是无论你坐在飞驰的火车里还是静止的躺椅中，光速都保持恒定，和你所处的运动状态无关。
原因就在于我们在处理日常物理目标的速度时得到的都是合速度。
例如你驾驶一辆时速为25千米每小时的越野吉普，一位乘客以相对你10千米每小时的速度用弹弓射击前面的岩石，那么弹珠的实际运动速度就应该是35千米每小时。
可是如果打开前车灯，按照常识光速是334,800,000千米每小时，加上车的运动速度，光的实际速度就应该是334,800,025千米每小时，可实际测量光速还是334,800,000千米每小时。
为什么同样的参照系光和实际物体得到的结果不同呢？
要解释它首先要从速度的定义说起。
单位时间内通过的距离叫做速度，即速度是距离被时间除得到的。
长度收缩学说认为一个具有质量的物体在它运动方向上的测量长度是相对缩短的，达到光速时长度相应缩短为零。
学说成立的基础是测量者和被测量物处于不同的参照系，且只发生在物体运动方向，不会影响和运动垂直方向的长度。
也就是说当你驾驶一辆速度接近光速的汽车时，静止的观察者看到的车长远远小于它的实际车长，而高度方向没有变化。
这种情况反过来说，即当你驾驶飞快的汽车通过一个门洞时，从你的角度来看这段距离要比实际距离短得多。
这种情况在日常生活中经常被忽略不被注意是因为物体运动速度都很慢，长度收缩现象不明显。
时间和长度一样也会随着参照系的变化而变化，这就是所谓的时间膨胀。
随着运动速度的增加时间会相对变慢，一般情况下都比较微弱不易觉察，达到光速时时间会完全停止。
但是这种现象也只有观察者和时钟不在同一参照系时才能发生，为了证明这一结论，两个原子钟被调节成完全相同，一个留在地球上，一个放在高速飞行的航天飞机上，当飞机降落时会发现飞机上的原子钟要比地球上的原子钟慢，慢的时间和由爱因斯坦相对论推算出来的结果相同。
也就是说航天飞机上原子钟记录的时间相对地球上静止的原子钟的时间膨胀了。
理解了近光速或等光速运动时的长度和时间的变化，车头灯光速的问题就不难解释了，因为光运动和我们普通运动所涉及的距离和时间不同而已。
相对论还有一个重要的概念就是同时性，运动状态的不同会使人们观察到物体动作的先后顺序不同，例如屋子中有两盏灯，A站在两盏灯中间，B以一定速度踩着滑板向一盏灯运动正好到达中间。
当两灯同时打开时A看到的现象是两灯同时亮，而B看到的却是面对他的那盏先亮，背对他的那盏后亮。