高考物理三种宇宙速度知识点精讲
2020届高考物理考点分类解析03三种宇宙速度教学素材
2020届高考物理考点分类解析03三种宇宙速度教学素材〔3〕三种宇宙速度=7.9km/s，它是卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最①第一宇宙速度:v1大围绕速度.=11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小②第二宇宙速度〔脱离速度〕:v2发射速度.=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小③第三宇宙速度〔逃逸速度〕:v3发射速度.〔4〕地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相关于地面静止的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳固轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内，同时只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上，以大小相同的线速度，角速度和周期运行着.〔5〕卫星的超重和失重〝超重〞是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程，此情形与〝升降机〞中物体超重相同.〝失重〞是卫星进入轨道后正常运转时，卫星上的物体完全〝失重〞〔因为重力提供向心力〕，现在，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.五、动量1.动量和冲量〔1〕动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv.是矢量，方向与v 的方向相同.两个动量相同必须是大小相等，方向一致.〔2〕冲量:力和力的作用时刻的乘积叫做该力的冲量，即I=Ft.冲量也是矢量，它的方向由力的方向决定.2. ★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p 或Ft=mv′-mv〔1〕上述公式是一矢量式，运用它分析咨询题时要专门注意冲量、动量及动量变化量的方向.〔2〕公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.〔3〕动量定理的研究对象能够是单个物体，也能够是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.〔4〕动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时刻变化的力.关于变力，动量定理中的力F应当明白得为变力在作用时刻内的平均值.★★★ 3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零，那个系统的总动量保持不变.表达式:m1 v1+m2v2=m1v1′+m2v2′〔1〕动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞咨询题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，能够忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的重量为零，那么在该方向上系统的总动量的重量保持不变.〔2〕动量守恒的速度具有〝四性〞:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.4.爆炸与碰撞〔1〕爆炸、碰撞类咨询题的共同特点是物体间的相互作用突然发生，作用时刻专门短，作用力专门大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理. 〔2〕在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一样有所减少而转化为内能.〔3〕由于爆炸、碰撞类咨询题作用时刻专门短，作用过程中物体的位移专门小，一样可忽略不计，能够把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬时的位置以新的动量开始运动.5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等差不多上利用反冲运动的实例.明显，在反冲现象里，系统的动量是守恒的.六、机械能1.功〔1〕功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积存效应的物理量，是过程量.定义式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移〔对地〕，θ是力与位移间的夹角.〔2〕功的大小的运算方法:①恒力的功可依照W=F·S·cosθ进行运算，本公式只适用于恒力做功.②依照W=P·t，运算一段时刻内平均做功. ③利用动能定理运算力的功，专门是变力所做的功.④依照功是能量转化的量度反过来可求功.〔3〕摩擦力、空气阻力做功的运算:功的大小等于力和路程的乘积.发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd〔d是两物体间的相对路程〕，且W=Q〔摩擦生热〕2.功率〔1〕功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率依旧瞬时功率.〔2〕功率的运算①平均功率:P=W/t〔定义式〕表示时刻t内的平均功率，不管是恒力做功，依旧变力做功，都适用. ②瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分不表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角. 〔3〕额定功率与实际功率：额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率，它能够小于额定功率，但不能长时刻超过额定功率. 〔4〕交通工具的启动咨询题通常讲的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动， .②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
高考物理考点分类解析03 三种宇宙速度教学素材
高考物理考点分类汇编03〔3〕三种宇宙速度①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s，它是卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最大环绕速度.②第二宇宙速度〔脱离速度〕:v 2 =11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.③第三宇宙速度〔逃逸速度〕:v 3 =16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.〔4〕地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内，并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上，以大小相同的线速度，角速度和周期运行着.〔5〕卫星的超重和失重“超重〞是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程，此情景与“升降机〞中物体超重相同.“失重〞是卫星进入轨道后正常运转时，卫星上的物体完全“失重〞〔因为重力提供向心力〕，此时，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.五、动量1.动量和冲量〔1〕动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv.是矢量，方向与v 的方向相同.两个动量相同必须是大小相等，方向一致.〔2〕冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量，即I=Ft.冲量也是矢量，它的方向由力的方向决定.2. ★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p 或Ft=mv′-mv〔1〕上述公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.〔2〕公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.〔3〕动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.〔4〕动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.★★★3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变.表达式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1′+m 2 v 2′〔1〕动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，那么在该方向上系统的总动量的分量保持不变.〔2〕动量守恒的速度具有“四性〞:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.4.爆炸与碰撞〔1〕爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理.〔2〕在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能.〔3〕由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然，在反冲现象里，系统的动量是守恒的.六、机械能1.功〔1〕功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量.定义式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移〔对地〕，θ是力与位移间的夹角.〔2〕功的大小的计算方法:①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算，本公式只适用于恒力做功.②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.〔3〕摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd〔d是两物体间的相对路程〕，且W=Q〔摩擦生热〕2.功率〔1〕功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率.〔2〕功率的计算①平均功率:P=W/t〔定义式〕表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用. ②瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分别表示t 时刻的功率和速度，α为两者间的夹角.〔3〕额定功率与实际功率：额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率. 〔4〕交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动，.②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
高中物理必修二 第三章 第四节 宇宙速度与航天
甲
乙
答案 由 Gmr地2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r 可知，卫星的线速度大小、角
速度、周期与其轨道半径有关.
知识深化
1.人造地球卫星 (1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步 轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以 和赤道平面成任意角度，如图所示. (2)因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球做圆周运动的向 心力，所以卫星圆轨道的圆心必定是地心.
D.36 km/s
由 GMRm2 ＝mvR2得，v＝
GM R
又MM月 地＝811，RR地月＝14
故月球和地球的第一宇宙速度之比v月＝ v地
MM月地·RR月地＝
811×41＝29
故 v 月＝7.9×29 km/s≈1.8 km/s，
即该探月卫星绕月运行的最大速率约为1.8 km/s，因此B项正确.
针对训练
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2.近地卫星、同步卫星、极地卫星和月球 (1)近地卫星：地球表面附近的卫星，r≈R；线速度大小v≈7.9 km/s、 周期T＝2πvR ≈85 min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大 速度和最小周期. (2)同步卫星：位于地球赤道上方，相对于地面静止不动，它的角速 度跟地球的自转角速度相同，广泛应用于通信，又叫同步通信卫星. 同步卫星离地面高度约为36 000 km.
由万有引力提供，GMRm2 ＝mvR2，解得 v＝
GM R.
导学探究
(3)已知地球半径R＝6 400 km，地球表面的重力加速 度g＝10 m/s2，则物体环绕地球表面做圆周运动的速 度多大？ 答案 当其紧贴地面飞行时，r≈R，由 mg＝mvR2得 v＝ gR＝8 km/s.
知识深化
1.第一宇宙速度
答案 当抛出速度较小时，物体做平抛运动.当物体刚好不落回地面时， 物体做匀速圆周运动.当抛出速度非常大时，物体不能落回地球.
高一物理《宇宙航行》知识点总结
高一物理《宇宙航行》知识点总结
一、宇宙速度
1．第一宇宙速度的推导
(1)已知地球质量m 地和半径R ，物体在地面附近绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引
力提供物体运动所需的向心力，轨道半径r 近似认为等于地球半径R ，由Gmm 地R 2＝m v 2R ，可得v ＝Gm 地R
. (2)已知地面附近的重力加速度g 和地球半径R ，由mg ＝m v 2
R 得：v ＝gR . 2．三个宇宙速度及含义
二、判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路
1．判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断．
2．判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小．
3．判断卫星为实现变轨在某点需要加速还是减速时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析．
4．判断卫星的加速度大小时，可根据a ＝F 万m ＝G M r
2判断．。
三种宇宙速度的计算方法
三种宇宙速度的计算方法一、第一宇宙速度。
1.1 概念理解。
第一宇宙速度啊，那可是个很奇妙的东西。
简单来说呢，就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
想象一下啊，就像有个小卫星，紧紧地贴着地球表面飞行，但又不掉下来，这个速度就是第一宇宙速度。
从理论上讲呢，这个速度能让物体刚刚好克服地球的引力，进入到一种圆周运动的状态。
就好比一个调皮的小孩，在地球这个大操场的边缘，以刚刚好的速度跑圈，既不会飞出去，也不会掉进来。
1.2 计算方法。
那这个速度怎么算呢？咱们得用到一些物理知识。
根据万有引力提供向心力这个原理，咱们有公式G(Mm)/(R^2) = mfrac{v^2}{R}。
这里面G是引力常量，M是地球的质量，m是卫星的质量，R是地球的半径，v就是咱们要求的第一宇宙速度啦。
经过计算啊，v=√(frac{GM){R}}。
把地球的质量M = 5.97×10^24kg，地球半径R = 6371km = 6.371×10^6m，引力常量G = 6.67×10^11N· m^2/kg^2代入进去，就能算出第一宇宙速度大约是7.9km/s。
这就像是解开了一道神秘的密码，这个速度就是进入地球轨道的入门钥匙呢。
二、第二宇宙速度。
2.1 概念剖析。
第二宇宙速度呢，它比第一宇宙速度更厉害。
如果说第一宇宙速度是让物体在地球周围转圈的速度，那第二宇宙速度就是让物体彻底摆脱地球引力束缚的速度。
就像一个勇敢的探险家，想要离开地球这个家，到更广阔的宇宙空间去闯荡，那他就得达到这个速度才行。
这时候啊，物体就不再被地球的引力拉着做圆周运动了，而是可以飞向远方，“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的感觉。
2.2 计算原理。
它的计算也有自己的门道。
第二宇宙速度v_2和第一宇宙速度v_1是有关系的。
实际上v_2=√(2)v_1。
咱们前面算出了第一宇宙速度v_1 = 7.9km/s，那么第二宇宙速度v_2=√(2)×7.9km/s≈11.2km/s。
高一物理必修2 人造卫星 宇宙速度
高一物理必修２人造卫星宇宙速度学习目标:1．知道人造卫星的运行原理和轨道。
2．知道三个宇宙速度。
3．掌握人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习重点:1．人造卫星的运行原理和轨道。
2．人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习难点: 人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
主要内容:一、人造卫星的运行原理和轨道1．运行原理：2．运行轨道二、宇宙速度：1．第一宇宙速度(环绕速度)：2．第二宇宙速度(脱离速度)：3．第三宇宙速度(逃逸速度)：三、人造卫星的发射速度和运行速度人造卫星的发射速度与运行速度是两个不周的概念。
所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定高度，进入运动轨道。
要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行，如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
所谓运行速度，是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。
根据知，人造卫星距地面越高(即轨道半径r越大)，运行速度越小。
实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。
人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：1 1．2km／．y>v发≥7．9km／s>v运四、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系1．线速度与半径的关系：2．角速度与半径的关系：3．周期与半径的关系：由五、地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。
卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件：1．卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球自转周期相同(即等于24h)。
2．卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。
三个宇宙速度的推导
第二宇宙速度是航天器脱离地球引力的关键，只有达到或超过 这个速度，航天器才能摆脱地球的束缚，飞向太阳系外。
第三宇宙速度
定义
第三宇宙速度是指航天器摆 脱太阳系引力束缚所需的最 小速度，也被称为逃逸速度
。
计算公式
第三宇宙速度的计算公式为 v3=√(2GM/r)，其中 G 是万 有引力常数，M 是太阳质量， r 是航天器与太阳中心的距离。
地球观测卫星
第一宇宙速度有助于地球观测卫 星获取高精度的地理信息和气象 数据，因为低轨道卫星具有更高 的分辨率和更快的图像更新频率。
04
三个宇宙速度的物理意 义
第二宇宙速度的物理意义
1 2
第二宇宙速度（逃逸速度）
指航天器能够完全摆脱地球引力束缚，飞离地球 所需的最小初始速度。
计算公式
第二宇宙速度 = sqrt(2 * 地球质量 * 地球半径 * 重力加速度常数)
3
物理意义
第二宇宙速度是航天器离开地球引力场，进入更 广阔宇宙空间的重要条件。
第三宇宙速度的物理意义
01
第三宇宙速度（逃 逸速度）
指航天器能够完全摆脱太阳系引 力束缚，飞出太阳系所需的最小 初始速度。
计算公式
02
03
物理意义
第三宇宙速度 = sqrt(2 * 太阳质 量 * 地球公转半径 * 重力加速度 常数)
第一宇宙速度推导
总结词
第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动 所需的最小速度，其推导基于牛顿第二定律 、万有引力定律和向心力公式。
详细描述
第一宇宙速度，也称为环绕速度，是物体绕 地球做匀速圆周运动所需的最小速度。根据 牛顿第二定律、万有引力定律和向心力公式， 当物体以一定的初速度v0在平行于地心方向 上持续加速时，其受到的地球引力将提供物 体做匀速圆周运动的向心力，直到达到环绕 速度v环绕时，物体将保持匀速圆周运动。环 绕速度v环绕可以通过以下公式计算：v环绕 = sqrt(GM/r)，其中G为万有引力常数，M为
2025年高考物理总复习第五章万有引力定律第2讲宇宙航行
近地卫星
联系
等于
地心
6.地球同步卫星
特点
理解
轨道平面一定
周期一定
角速度一定
高度一定
赤道
自转
相同
特点
理解
速率一定
向心加速度一定
绕行方向一定
相同
续表
7.近地卫星、同步卫星与地球赤道上的物体的联系与区别
项目
近地卫星
同步卫星
地球赤道上的物体
图示
C
A. B. C. D.
【解析】依题意可知卫星的绕行周期 ，对卫星根据牛顿第二定律可得,根据黄金代换式,联立解得 ,C正确。
4.［多选］［鲁科版必修二P108第5题设问变式］羲和号是我国发射的首颗太阳探测科学技术试验卫星，用于实现太阳 波段光谱成像的空间探测，该卫星轨道为圆轨道，通过地球南、北两极上方，离地高度约为。如图所示，为羲和号，为地球同步卫星， 为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球半径约为 ，下列说法正确的是( )
A
A.以的速度抛出的物体可能落在 点B.以的速度抛出的物体可能沿 轨道做圆周运动C.以的速度抛出的物体可能沿 轨道做圆周运动D.以的速度抛出的物体可能沿 轨道运动
【解析】物体抛出速度时必落回地面，可能落在点，物体抛出速度 时，物体刚好能不落回地面，绕地球做圆周运动，故A正确，B错误；当物体抛出速度 时，物体在抛出点做离心运动，但物体不能脱离地球引力束缚，故物体的运动轨迹为椭圆，可能沿 轨道运动，故C错误；当物体抛出速度时，物体会脱离地球引力束缚，不可能沿 轨道运动，故D错误。
CD
A.的发射速度大于第二宇宙速度 B.、、的线速度大小关系为 C.的向心加速度大于的向心加速度 D.的运行周期小于
高中物理“宇宙三大速度”知识点详解
高中物理“宇宙三大速度”知识点详解牛顿的设想（1）牛顿对人造卫星原理的描绘设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大。
可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。
（2）人造卫星绕地球运行的动力学原因人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
（3）人造卫星的运行速度设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则∴，可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。
角速度和周期与轨道半径的关系可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长。
第一宇宙速度【问题】牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km。
【分析】在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。
由万有引力提供向心力：【结论】如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。
可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
【意义】第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
第二宇宙速度【大小】V2=11.2 km/s【意义】使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
【注意】发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
第三宇宙速度【大小】V3=16.7km/s【意义】使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
【注意】发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。
如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
三个宇宙速度 参考系
三个宇宙速度参考系
摘要：
1.宇宙速度的定义与分类
2.第一宇宙速度
3.第二宇宙速度
4.第三宇宙速度
5.宇宙速度与参考系的关系
正文：
【宇宙速度的定义与分类】
宇宙速度是指在地球引力场中，物体需要达到的最低速度，才能克服地球引力，进入宇宙空间。
根据物体运行的轨道和速度的不同，宇宙速度可以分为三种：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】
第一宇宙速度，也被称为“轨道速度”，是指物体在近地轨道上运行的速度。
根据地球的质量和半径，第一宇宙速度的数值约为7.9 千米/秒。
只有达到这个速度，物体才能绕地球运行，而不会坠落回地球表面。
【第二宇宙速度】
第二宇宙速度，也被称为“逃逸速度”，是指物体需要达到的速度，才能完全摆脱地球引力，进入太阳系空间。
根据地球的质量和半径，第二宇宙速度的数值约为11.2 千米/秒。
【第三宇宙速度】
第三宇宙速度，也被称为“太阳系逃逸速度”，是指物体需要达到的速度，才能完全摆脱太阳引力，进入银河系空间。
根据太阳的质量和半径，第三宇宙速度的数值约为16.7 千米/秒。
【宇宙速度与参考系的关系】
宇宙速度是相对于地球参考系而言的。
在不同的参考系下，物体的宇宙速度会有所不同。
例如，在月球表面，由于月球的质量和半径较小，物体的第一宇宙速度也会相应减小。
而对于更远的天体，如行星或恒星，宇宙速度的数值则会更大。
高一物理宇宙速度标准文档ppt
m
/
s
7.9km
/
s
gR
人造卫星的三个宇宙速度：
1.第一宇宙速度：V1
GM R
gR
近地卫星的环绕速度
第一宇宙速度：是所有绕地做匀速的圆周运动的卫星 的最大环绕速度，同时是所有卫星的最小发射速度
2.第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于时，卫星就会脱离 地球的引力，不再绕地球运行。我们把这个 速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的 物体还受到太阳的引力。
m
4 2
T2
(R h)
h3
GMT 2
4 2
R
把T=86400s,M=5.98x1024kg,R=6.37x106m得h=3.58x107m
想一想:哪一个是同步卫星？
卫星变轨
1.运行速度 V低 > V高 2.低轨 → 高轨： 加速 → 离心 → （重力使速度减小） → 高轨
高轨 → 低轨：减速 → 近心 → （重力使速度增大） → 低轨
同步卫星:(气象卫星、通讯卫星等)
定义：所谓地球同步卫星是指与地球自转同步,相对于地面 静止的人造卫星.
特点：1.角速度 ,周期(T=24h)与地球相同,是一个恒量. 2.轨道一定在赤道平面上. 3.距地面高度一定(h=3.6×107m)
即轨道平面一定,高度一定,运动快慢一定
G
Mm (R h)2
ma mg /
Mm G
r2
向
V2
m r
m2r
4 2
m T2
r
结论: V、ω、a向、g/ 越小
r越大 T 越大
得a
GM g/
向
r2
得V GM r
GM
T r
三大宇宙速度的区别和概念
三大宇宙速度的区别和概念你有没有想过，天上的星星、行星、卫星，甚至我们自己身处的地球，究竟是怎么能保持在太空中不掉下来的？对了，这里不是拍电影，而是科学问题，今天我们就来聊聊所谓的“三大宇宙速度”。
可能很多人都听说过这个词，但真要弄懂它们是干啥的，还真不是那么简单。
你可以把它理解为飞船起飞的速度要求，或者说是天文级别的“极速挑战”。
别担心，咱们一步一步来，绝对不掉队！首先得说，所谓三大宇宙速度，简单来说就是要让一个物体摆脱地球的引力，顺利脱离大气层，飞向外太空。
不同的速度就意味着它能跑到的地方不一样，甚至能不能跑出去都不一定。
是不是听起来挺酷的？那就先从第一个“宇宙速度”说起，这个速度可以理解为一个物体要脱离地球的表面，但不需要“彻底逃脱”地球的引力。
其实这就像是你跑步的时候，得有一定的速度才能跑起来。
第一个宇宙速度，就是让物体在地球表面围绕地球转圈圈的速度，差不多是每秒7.9公里。
也就是说，只要你在地球上跑到这个速度，物体就能绕地球飞一圈了。
想象一下，假如你能跑得这么快，那地球是不是就变成了一个大跑道，永远跑不完？然后呢，第二个宇宙速度就有点儿意思了，它可就不是普通的速度挑战了。
第二宇宙速度是指，物体要逃离地球的引力，直接“跳出”地球的束缚，飞得更远，甚至可以飞出太阳系！具体来说，这个速度是每秒11.2公里，光听数字可能觉得不够直观，但想想看，要达到这个速度，几乎比现在任何地球上的最快交通工具都要快多了。
所以呢，第二宇宙速度有点像是什么呢？就像是一个超级英雄飞出地球，要去宇宙里面探险，虽然我们还做不到，但是感觉已经超脱了地球的“地盘”，进入了更广阔的天空。
但是，等等，还有第三个宇宙速度呢。
这个就牛了，基本上是“宇宙逃脱极限”。
要达到这个速度，物体就不仅仅是从地球飞出去那么简单了，它要飞得超远，甚至连太阳的引力都要摆脱。
太阳引力可不是小事儿，它可是把整个太阳系都给牵着走的。
第三宇宙速度的数值更高，是每秒16.7公里。
高中物理试讲稿《三种宇宙速度》
高中物理《三种宇宙速度》试讲稿1、题目：三种宇宙速度2、内容：设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r，飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以由此解释，近地卫星在100-200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地球附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星对地心的距离r，把数据代入上式后，可以算出3、这就是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（first cosmetic velocity）在地面附近发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。
我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度。
达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外,必须使它的速度等于或大于16.7 km/s,这个速度叫做第三宇宙速度。
3、基本要求：（1）试讲时间10分钟（2）适当板书（3）要有提问互动环节（4）试讲过程中注意生活生活实际4、基本要求：（1）你是如何激发学生的学习兴趣的？（2）你认为学生在学习这节课的时候难点是什么，怎么突破？二、考题解析环节一：新课导入先播放一段有关卫星发射的视频，并让同学们仔细观察发射过程。
在视频播完之后，提出问题，卫星是如何通过火箭发射到太空中去的，需要多大的速度?学生会给出各种答案，此时引导学生思考人造卫星能够围绕地球旋转的条件是什么。
学生根据前面学习的圆周运动以及万有引力规律可能会提出万有引力提出向心力的推论。
此时表扬学生的态度，并引出下一个问题，具体的发射速度是多大?环节二：新课讲授(一)第一宇宙速度的推导引导学生建立模型，将地球视为球体，人造卫星在围绕地心的圆形轨道上做匀速圆周运动。
此时要明确指出卫星的轨道高度和地球的半径长度，并且告诉学生，近地卫星的轨道高度相比地球的半径是可以忽略不计的，可以认为是将已知条件带入后，可以算出速度的大小为7.9km/s。
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第五章 第2课时 人造卫星 宇宙速度
误，C 正确； “天问一号”探测器挣脱了地球引力束缚，则它的发射速度大于等于
11.2 km/s，故B错误；
g 地＝GRM地地2，g 火＝GRM火火2，联立可得 g 地>g 火，故 D 错误。
考点二 宇宙速度
总结提升
宇宙速度与运动轨迹的关系
1.v发＝7.9 km/s时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动。 2.7.9 km/s<v发<11.2 km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。 3.11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s时，卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆。 4.v发≥16.7 km/s时，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的 空间。
考点二 宇宙速度
(2)该星球的第二宇宙速度的大小。已知取无穷远处引力势能为零，物体
距星球球心距离为r时的引力势能Ep＝－GmrM。(G为引力常量)
答案
2v0R t
考点二 宇宙速度
由星球表面万有引力等于物体重力知GRM2m＝mg， 又星球表面 Ep＝－GmRM，可得 Ep＝－mvt0R， 由机械能守恒定律有12mv22－mvt0R＝0， 解得 v2＝ 2vt0R。
考点二 宇宙速度
思考 (1)试推导第一宇宙速度的两个表达式。
答案 由 GmR地2m＝mvR2得 v＝ 由 mg＝mvR2得 v＝ gR
Gm地 R
考点二 宇宙速度
(2)近地卫星的运行周期大约是多长时间？
(已知地球质量为m地，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常 量为G，其中R＝6.4×103 km，g＝9.8 m/s2)
rr地火33＝23 23，故 A 错误；
火星和地球绕太阳做匀速圆周运动，速度大小均不变，
当火星与地球相距最远时，由于两者的速度方向相反，
高考物理一轮复习 第5章 第2单元 宇宙速度 经典时空观与相对论时空观课件
宇宙速度 [想一想] 卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度是多少？物体要挣脱 地球引力束缚的最小发射速度是多少？物体挣脱太阳引力束缚的 最小发射速度又是多少？ 提示：三种宇宙速度。
[记一记] 三种宇宙速度比较
宇宙速度 数值(km/s)
意义
第一宇宙 速度
[解析] 相对论的建立并没有否定经典力学，而是认为经典 力学是相对论在一定条件下的特殊情形，所以 ABC 均不正确，D 正确。
[答案] D
[随堂巩固落实] 1．[多选]以下说法正确的是
()
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．经典力学理论的成立具有一定的局限性
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
[审题指导] (1)明确第一宇宙速度的定义。 (2)运用 F 万＝F 向求解。
[解析] 设质量为 m 的某行星绕白矮星做近地飞行。行星
做圆周运动的向心力等于它与白矮星间的万有引力。
即 GMr2m＝mvr2，而 M＝ρV
由上式得 v＝
4πG3ρR2，代入数据求得白矮星的第一宇
宙速度 v＝4×104 km/s。
D．相对论与量子力学否定了经典力学理论 解析：经典力学理论只适用于宏观、低速运动的物体，A 错 B 对。在经典力学中，物体的速度 v≪c，所以物体的质量不随运 动状态而改变，但相对论和量子力学并不否认经典力学，认为 它是在一定条件下的特殊情形，C 正确，D 错误。 答案：BC
2．[多选](2015·广东六校联考)地球同步卫星，离地心距离为 r，
加速度是地球的 2 倍，则行星的第一宇宙速度为
()
A．15.8 km/s
B．7.9 km/s
高考物理知识点精讲：三种宇宙速度巧分辨
高考物理知识点精讲：三种宇宙速度巧分辨下面是编辑老师整理的高考物理知识点精讲：三种宇宙速度巧分辨，希望对您提高学习效率有所帮助.三种宇宙速度巧分辨1.第一宇宙速度第一宇宙速度是卫星在星球表面附近匀速圆周运动时必须具有的线速度，是所有做圆周运动的卫星中最大的线速度.理解第一宇宙速度，要抓住两个要点，一是在星球表面附近，卫星的轨迹半径r与星球的半径R相等;二是匀速圆周运动，卫星所受的向心力由万有引力提供，即，得，又星球表面万有引力约等于重力，即，故 .地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，月球的第一宇宙速度约为1.8km/s.2.第二宇宙速度第二宇宙速度，是指在星球表面附近发射飞行器，使其克服该星球的引力永远离开该星球所需的最小速度，也是能绕该星球做椭圆运动的卫星在近地点的最大速度.地球的第二宇宙速度vⅡ=11.2km/s.我国发射嫦娥一号探月卫星时，卫星在地月转移轨道的近地点(离地面高度约600km)时的速度约为10km/s.3.第三宇宙速度.第三宇宙速度，是指在地面附近发射飞行器，能够挣脱太阳引力的束缚飞到太阳系外的最小速度.地球的第三宇宙速度vⅢ=16.7km/s.4.三个宇宙速度之间的对比以地球为例，三个宇宙速度和相应轨道间的关系如图所示.当卫星在地面附近做圆周运动时，其运行速度即为第一宇宙速度7.9km/s，当卫星到达地面附近时，其速度介于7.9km/s--11.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动;当卫星到达地面附近时，其速度介于11.2km/s--16.7 km/s 之间，则卫星沿椭圆轨道飞离地球，成为绕太阳运动的卫星;当卫星到达地面附近时，其速度超过16.7 km/s，则卫星能飞出太阳系成为太阳系外的卫星.关于高考物理知识点精讲：三种宇宙速度巧分辨就介绍完了，更多信息请关注高考频道!。
高中物理备课参考 宇宙航行
第6章第5节宇宙航行一、三种宇宙速度（1）第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s，它是卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最大环绕速度.（2）第二宇宙速度（脱离速度）:v 2 =11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. （3）第三宇宙速度（逃逸速度）:v 3 =16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.二、人造卫星的运行规律卫星的运行快慢与其本身质量无关，仅由轨道半径决定。
轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越大。
换句话说，离行星越近的卫星运动速度越大。
则第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度。
所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。
要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。
如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
所谓运行速度是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．根据人造卫星的运行参数可知，人造卫星距地面越远（即轨道半径r越大），运行速度越小．实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度．所以第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，也是最大运行速度。
发射速度越大，能够将卫星送到更高的轨道运行。
运行速度越大，则说明卫星在较低的轨道围绕地球运动。
三、人造卫星的发射速度与运行速度（1）发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
（2）运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。
当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。
人教版必修2 第6章万有引力与航天第五节宇宙航行 三种宇宙速度的推导
宇宙速度的推导①推导第一宇宙速度：第一宇宙速度是卫星在地面附近环绕地球运行的速度，是卫星的最大的轨道速度。
根据 R v m R Mm G 22=，可得第一宇宙速度 s 9km 7s m 104061089510676624111/./...R GM v ≈⨯⨯⨯⨯==-。
第一宇宙速度也可根据Rv m mg 2=，求得 s 9km 7s m 104068961/./..gR v ≈⨯⨯==。
②推导第二宇宙速度：若取无穷远处为引力势能的零点，则地球上的物体所具有的引力势能为：R Mm G E p -= (式中M 、m 分别表示地球和物体的质量，R 表示地球半径)。
要使物体克服地球引力的束缚，即物体能到达无穷远处，由能量守恒定律得E k ＋E p =0，即02122=-+）（R Mm G mv ，得第二宇宙速度 s 2km 11s km 9722212/./.v R GM v ≈⨯===。
③推导第三宇宙速度：地球以约30km/s 的速度绕太阳运动，地球上的物体也随着地球以这个速度绕太阳运动。
正像物体挣脱地球引力所需的最小速度等于它绕地球运动的速度的2倍那样，物体克服太阳引力的束缚所需的最小速度应等于它绕太阳运动的速度的2倍，即s 4km 42s km 302/./≈⨯。
由于物体已有绕太阳运动的速度30km/s ，所以只要使它沿地球运动轨道方向增加12.4km/s 的速度就行。
但要物体获得这个速度，首先必须使它挣脱地球引力的作用。
因此，除了给予物体221mv 的动能外（其中m 表示物体的质量，v 表示增加的速度12.4km/s ），还需给予它2221mv 的动能（v 2表示第二宇宙速度）。
用v 3表示第三宇宙速度（以地球为参考系），则物体应具有的动能为22223212121mv mv mv +=。
所以， s 7km 16s km 211412222223/./..v v v ≈+=+=。
注：要求掌握v 1和v 2的推导方法，v 3的推导方法仅供欣赏。
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高考物理三种宇宙速度知识点精讲宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度，下面是编辑老师整理的三种宇宙速度知识点精讲，希望对您提高学习效率有所帮助.
三种宇宙速度巧分辨
1.第一宇宙速度
第一宇宙速度是卫星在星球表面附近匀速圆周运动时必须
具有的线速度，是所有做圆周运动的卫星中最大的线速度.理解第一宇宙速度，要抓住两个要点，一是在星球表面附近，卫星的轨迹半径r与星球的半径R相等;二是匀速圆周运动，卫星所受的向心力由万有引力提供，即，得，又星球表面万有引力约等于重力，即，故 .地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，月球的第一宇宙速度约为1.8km/s.
2.第二宇宙速度
第二宇宙速度，是指在星球表面附近发射飞行器，使其克服该星球的引力永远离开该星球所需的最小速度，也是能绕该星球做椭圆运动的卫星在近地点的最大速度.地球的第二宇宙速度vⅡ=11.2km/s.我国发射嫦娥一号探月卫星时，卫星在地月转移轨道的近地点(离地面高度约600km)时的速度约为10km/s.
3.第三宇宙速度.
第三宇宙速度，是指在地面附近发射飞行器，能够挣脱太阳引力的束缚飞到太阳系外的最小速度.地球的第三宇宙速度vⅢ=16.7km/s.
4.三个宇宙速度之间的对比
以地球为例，三个宇宙速度和相应轨道间的关系如图所示.当卫星在地面附近做圆周运动时，其运行速度即为第一宇宙速度7.9km/s，当卫星到达地面附近时，其速度介于
7.9km/s--11.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动;当卫星到达地面附近时，其速度介于11.2km/s--16.7 km/s 之间，则卫星沿椭圆轨道飞离地球，成为绕太阳运动的卫星;当卫星到达地面附近时，其速度超过16.7 km/s，则卫星能飞出太阳系成为太阳系外的卫星.
三种宇宙速度知识点精讲就介绍完了，更多信息请关注高考频道!。