高中物理必修2：第一宇宙速度的含义及推导过程详解

在阐述第一宇宙速度的推算方法之前，同学们必须明白第一宇宙速度的所指；实际上，我们的推算过程正是基于这个所指展开的。

高中物理必修2课本上关于第一宇宙速度的概念：

环绕地球近地做等速圆周运动的物体，其运行速率，即为第一宇宙速度。

这种说法有个先决条件，就是地球必须是个纯粹的球状体，不能有高山等起伏，而且它还忽略了地球外层的大气覆盖层。

围绕中心旋转，必定需要满足旋转的基本要求，即要有外力产生向心效果。而唯一能够指向中心的外力，就是地球对物体的引力作用。

王尚注：物体已经飞离地面，变成一颗“自由”的卫星，所以地面不再对其提供支撑力；此时，仅有万有引力施加在物体之上。

理解了上面的分析过程，下面的方程同学们就很容易理解了。

由【万有引力=向心力】可得：

可得第一宇宙速度：v1

地球表面的引力作用，基本上等同于重力作用，所以，也能够

这也是计算第一宇宙速度的公式，与包含G和M的版本不同，代入数值进行运算，两种方式得出的答案完全相同。根据高中物理教材wuli.in的记载，第一宇宙速度的具体数值为7.9公里每秒。

根据万有引力等于向心力的公式，随着R的增加，速度v减小的。

所以，第一宇宙速度，指的是航天器能够发射成功的最低速度，同时也是航天器环绕运行时的最高速度。

关于第一宇宙速度比较通俗的解释

从地面向远处发射炮弹，炮弹飞得越快，前进的距离就越远，当炮弹的速度达到每秒7.9千米时，它就不会再回到地面（假如没有大气的影响），而是围绕地球做圆形运动，这就是第一宇宙速度。当然，在炮弹发射时，我们也是假设它的周围没有山脉和空气阻碍的。

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