三大宇宙速度说课稿

各位同学大家好，今天我们一起学习万有引力与航天这一章节有关三大宇宙速度的知识。

在我们前面学习中，我们知道牛顿发现了万有引力。其实，在牛顿研究万有引力的时候，他也在思考这样一个问题，在我们地面上，如果我们站在一座高山上，在山顶水平的抛出一个物体，那么接下来这个物体将做怎样的运动呢？按照基本的思考，可以回到我们前面所学习的平抛运动，当水平抛出的速度很小时，物体将落回地面，并且抛出的初速度越大，它的落地点也将会越远，当初速度很小时，我们可以把山附近的这一块地面看作是一块水平的地面，那么物体所做的运动，完全可以用我们前面所学习的平抛运动的规律进行研究分析。

牛顿进一步推想，如果这个物体的初速度不断地增大，这个物体是不是还能落回地面呢？当水平抛出的速度足够大时，物体将不会落离地面，由于地球是圆的，物体又不能落回地面，那么物体将会绕着地球做匀速圆周运动。在这里，我们把绕地球做匀速圆周运动的物体叫做人造卫星。

人造卫星以一定的速度绕着地球做匀速圆周运动，如果卫星的速度不断增大，那么它将怎样运行呢？随着速度的增大，它将远离地球，由于万有引力的作用，又让它靠近地球。此时，卫星将会绕着地球做椭圆运动。那么我们就会思考，如果我们继续增大速度呢？此时卫星又会怎么运行。当卫星的速度继续增大时，它将会脱离地球引力的束缚而远离地球。卫星虽然离开了地球，但它还要受到太阳的引力，绕着太阳运动。卫星绕着太阳的运动，我们可以类比卫星绕着地球运动来分析，将中心天体地球换成太阳，当速度达到某一个值时，卫星脱离地球的束缚绕着太阳运动，当速度不断增大时，卫星绕着太阳做椭圆运动，当速度继续增大时，卫星将会脱离太阳引力的束缚，逃离太阳系。

在这里，我们需要注意几个速度的转折点。

第一个速度是卫星恰好在地球表面附近绕着地球做匀速圆周运动，它的速度是7.9km/s，我们把这个速度叫做第一宇宙速度，也可以把它叫做环绕速度。第二个速度是卫星脱离地球引力的束缚，永远的离开地球而绕太阳运动，它的速度是11.2km/s，我们把这个速度叫做第二宇宙速度，也可以把它叫做脱离速度。第三个速度是卫星脱离太阳的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间，它的速度是16.7km/s，我们把这个速度叫做第三宇宙速度，也可以把它叫做逃逸速度。

那么，这就是我们所说的三大宇宙速度。在这里，我们需要注意的第一宇宙速度的推导过程，第二宇宙速度和第三宇宙速度的推导过程不需要大家掌握，我们只需要记住他们速度的大小。下面，我们一起来分析一下第一宇宙速度的的推导过程。

第一宇宙速度描述的是卫星恰好能在地球表面附近做匀速圆周运动。做匀速圆周运动的物体需要一个向心力，这个向心力由万有引力提供。我们不妨设地球质量为M，卫星的质量为m,地球半径为R,卫星做匀速圆周运动的线速度为V，那么我们可以结合匀速圆周运动的知识写出这样一个表达式，万有引力提供物体做匀速圆周运动的向心力，由于卫星在地球表面附近做匀速圆周运动，它离地面的高度相对地球半径而言，可以忽略不计，所以我们把卫星的轨道半径当作地球的半径近似处理。这样就可以计算出速度。通过速度表达式，我们可以知道，我们只需要知道引力常量G,地球的质量和半径，我们就可以计算出V。

以上就是我们今天学习的有关三大宇宙速度的知识。在这里，我们需要注意的第一宇宙速度的推导过程，这个知识点是高考的重点和难点，它也会结合我们后面有关同步卫星以及卫星的变轨问题来考查大家。

下面，我们看到这样一个例题。讲题。

其实，这个题的实质还是在考查大家第一宇宙速度的推导过程。通过速度的表达式，来确定他们之间的比例关系。我们还需要注意三大宇宙速度的另一种表述，环绕速度，脱离速度和逃逸速度。

前不久，又有宇航员飞天，那么关于万有引力与航天的相关知识点，必定会成为今年的考试热点。 希望这个知识点能引起大家的足够重视。