第一宇宙速度公式(第一宇宙速度的推导过程)

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第一宇宙速度的推导过程

第一宇宙速度的定义

第一宇宙速度的推导其实并不是很麻烦的过程。把这个推导的过程需要的分析方法和公式掌握了，理解了其前因后果关系，对高中物理必修2中《万有引力与航天》这个章节的学习是非常有帮助的。

在讲解第一宇宙速度的推导过程前，同学们一定要知道第一宇宙速度的含义；其实第一宇宙速度公式，我们就是根据其含义推导的。 笔者希望同学们能够通过这篇文章，了解到所有的推论，其实都源于基本概念。

高中物理必修2课本上关于第一宇宙速度的概念描述：

物体在地面附近绕地球作匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度大小为7.9km/s；

这种解释是有前提描述的，假设为地球是一个绝对的球体（没有山脉等），同时也忽视了地球表面大气层。

绕地做圆周运动，也必然满足圆周运动的前提条件，必须有外力提供向心力。而唯一存在的指向圆心的外力，也就是地球对该物体的万有引力。

王尚注：物体已经离开地面，成为一颗“自由”的卫星，因此不再受到地面的支持力作用；只有万有引力作用在该物体上。

理解了上面的分析过程，下面的方程推导过程就很容易理解了。

第一宇宙速度的推导过程

第一宇宙速度计算结果有两个表达公式，我们分别来做推导。如下：

（1）因靠近地面时，轨道半径近似等于地球半径R，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地球表面所受的重力．也就是说重力提供向心力：

如果速度小于

，

那wuli.in么由于重力比所需的向心力大，导致卫星掉回地面第一宇宙速度公式，故这也是最小的发射速度。

（2）第一宇宙速度还可用

来导出v=

在卫星同绕地球运行的轨道中，地球半径是最小的轨道半径，可知此速度是最大的绕行速度。

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