高中物理三种宇宙速度

2025-03-07 01:59:59

推荐回答（4个）

回答1：

1.如果是直接像发射大炮那样发射，那么只有大于第一宇宙速度才能够进入外太空。
最大运行速度的意思就如字面意义那样，卫星运转是靠万有引力提供向心力的，如果运转速度超过这个值，万有引力小于应提供的向心力，卫星就会有离心的趋势。事实上最大运行速度的说法不严谨，正确说法是绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度。
2.大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度时，刚刚说了，有离心趋势，但距离达到一定远时，又会因为抵抗地球引力造成能耗，速度下降，从而在引力恰好提供向心力时，受到引力靠近地球（此时到达远地点），然后加速向地球运动，随后又重复类似状况到达近地点并从其返回，从而像地球绕太阳旋转那样绕地球在近地点和远地点之间以椭圆轨道飞行

1/31补充：
daliwa7的说法是完全错误的，事实上如果发射速度大于第二宇宙速度，卫星也不是沿螺旋线形式离开地球，而是按照双曲线的轨迹离开地球，并绕太阳做椭圆运动；大于第三宇宙速度，则会按照双曲线的轨迹离开太阳系。介于第二和第三宇宙速度时，才会绕太阳转动。只有第二宇宙速度相当于太阳的“第一宇宙速度”这点是对的。

Richie2005的说法是错误的，虽然他认为指正了我的错误，许多人都会按照这个错误的观念解题，而且它很好理解，所以如此考虑也似乎不成问题。
如果按照高中知识看来，从我们学习必修2先前部分“离心运动”有关规律来看，这个解析几乎是正确的。但是不然，事实上我们很少考虑到向心力公式里面的r究竟是什么东西，我们只是简单地讲半径，并认为其半径决然不变，所以，当合外力小于我们算出来的“向心力”时，我们认为它做离心运动。
但是任何曲线运动都能够进行如下处理：以曲线中某点为中心，取靠近这个点的另外两个点，由于这三个点不共线，它总能确定一个圆。当这两个点无限靠近中心点时，确定出的圆的半径也会无限逼近某个值，这个值我们称为曲线在所取中心点的曲率半径。向心力公式中的r，实际上指的是曲率半径（你可以查一查）。
所以，事实上椭圆轨道上各点按照正确的物理概念来看，万有引力总是提供向心力，只是每个点上向心力的曲率半径都不一样，当它“离心”的时候，它的曲率半径大于卫星到地心的距离；它“向心”的时候，曲率半径小于卫星到地心的距离。而到了近/远地点，它的曲率半径应当正好和卫星到地心距离重合，从而即使在高中物理意义上，此时其向心力也与万有引力相等。理由如下：
按照完全严谨的物理概念看，我们在计算向心加速度时要利用曲率半径，而计算万有引力时则要用卫星到地心的距离。很明显，两个大小和方向都不同，那么我们可以把万有引力分解为垂直于速度方向（也即沿曲率半径方向）的力F1和平行于速度方向的力F2。F1即为正确意义上的向心力，起到改变速度方向的作用，F2则起到改变速度大小的作用。既然远地点处速度方向显然与卫星到地心连线垂直，我们何以能够说万有引力大于向心力呢？

当然，你仍然可以认为其前往远地点的时候是离心而回到地球的时候是向心，这并不冲突。

如果尚有疑问可以继续问。

回答2：

楼上的错。不要误人子弟啊。
宇宙速度看似简单，但我相信又不少物理老师都没弄明白，书上的简单定义也令人汗颜，我也是经过好久才真正搞清楚，好了，发了一下牢骚，进入正题：
第一宇宙速度：一个物体想要离开地球表面包括绕地飞行的最小发射速度〈注意，宇宙速度都是指发射速度而不是运行速度〉，由于近地卫星离地球近，所以收到地球引力是最大的，因此近地卫星要提供向心力也就最大，也就意味着的速度是最快也就7.9千米每秒，轨道越高速度越小。
速度介于第一和第二宇宙速度之间：卫星的轨道只能是椭圆轨道，因为当卫星在近地点时速度大于第一宇宙速度，向心力大于引力，此时卫星远离地球，速度不断减小〈动能转化为引力势能的过程〉，当减小到引力大于向心力时就是远地点，卫星再次在引力作用下飞往地球，〈此时引力势能转化为动能〉。由于太空没有阻力，因此卫星就绕地球椭圆轨道进行。最大速度越接近第二宇宙速度，椭圆轨道就学扁，越接近第一宇宙速度轨道就越圆。
如果还有不懂可以继续提问，我可以帮你解答你的疑问。

回答3：

Q1：第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度也是其最大运行速度
这是什么意思？是说只有大于7.9才能脱离地面绕地球运转吗？那最大运行速度是什么意思？
A1：前半句话是第一宇宙速度定义，即发射速度不小于第一宇宙速度。但是一旦进入稳定的圆轨道之后，以该速度发射的卫星会贴着地表转动。速度如果再增加，则轨道半径增大，就会落到地球上。
在发射速度大于第一宇宙速度之后，卫星就会脱离地球，以螺旋轨道不断远离地球。当然，这个过程中速度会减小。
发射速度小于第一宇宙速度时，卫星无法脱离地球，做抛物线运动落回地球。
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但是当卫星脱离地球之后，经过减速，使其速度恰为所处轨道半径处的轨道速度时，则稳定做圆周运动，该速度小于第一宇宙速度。这就是后半句话。
Q2：第二宇宙速度是挣脱地球引力束缚需要的最小发射速度那么介于7.9和11.2之间的速度应该做什么运动？是绕地飞行吗？可它大于了第一宇宙速度呀
A2：大于第二宇宙速度的发射速度，如上所述，卫星将脱离地球约束，但是由于小于第二宇宙速度，则会受到太阳约束。所以最后它应该绕太阳转动。
可以这么理解，“第二宇宙速度”就是太阳的“第一宇宙速度”。

回答4：

第一宇宙速度是绕地速度！即按照mg=mv⌒2/R得出的 R是地球半径第二宇宙速度是脱离速度，就是绕着太阳做匀速圆周运动

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