(文/王尚)本文包含兩個(gè)視頻,通過對(duì)典型問題的詳細(xì)分析,幫助學(xué)生更好地理解第一宇宙速度,視頻還講解了萬有引力與向心力公式之間關(guān)系的幾個(gè)推導(dǎo)過程。
對(duì)于對(duì)第一宇宙速度基本概念還沒有完全了解的同學(xué),建議在觀看視頻前先閱讀視頻下方的詳細(xì)概念解析。
對(duì)于高一學(xué)生來說,第一宇宙速度是物理試卷的必考點(diǎn),也是高考物理的核心點(diǎn)之一。
視頻 1
視頻 2
對(duì)于已經(jīng)購買了《身體自我診斷》的同學(xué)第一宇宙速度推導(dǎo),建議大家結(jié)合以上兩個(gè)視頻,然后再復(fù)習(xí)《身體自我診斷》主題16中的例2、4、9、10和主題17中的例4、5、6、9,會(huì)對(duì)這部分內(nèi)容有更加扎實(shí)的理解。
第一宇宙速度的概念
在我們高中物理必修課本2中,有對(duì)第一宇宙速度概念的描述:
[物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫第一宇宙速度。第一宇宙速度為7.9公里/秒;]
第一宇宙速度概念的先決條件
王尚老師提醒,上述解釋是理想情況,或者說是有前提條件的:
我們假設(shè)地球是一個(gè)完美的球形體網(wǎng)校頭條,質(zhì)量分布均勻(沒有山脈等)第一宇宙速度推導(dǎo),并且忽略地球表面的大氣層。
引力充當(dāng)?shù)谝挥钪嫠俣鹊南蛐牧?span style="display:none">tCc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),也必須滿足圓周運(yùn)動(dòng)的前提條件,必須有外力提供向心力。
指向圓心的唯一外力是地球?qū)ξ矬w的引力。
王上老師注:物體已經(jīng)離開地面,成為一顆自由衛(wèi)星,因而不再受到地面支撐力的作用;作用在物體上的只有重力。
而且此時(shí)物體已經(jīng)離開地面,繞著地心旋轉(zhuǎn),引力就談不上了。
第一宇宙速度
第一宇宙速度有兩個(gè)昵稱:
1航天器最小發(fā)射速度
2 航天器的最大運(yùn)行速度。
在課堂上,很多物理老師都會(huì)用一個(gè)口頭禪來描述第一宇宙速度,也就是衛(wèi)星擦過地球的速度。
第一宇宙速度的大小
有些題目講到宇宙飛船做第一宇宙速度時(shí),是指飛船沿著地球表面運(yùn)動(dòng),根據(jù)力學(xué)理論可以計(jì)算出v1=7.9km/s,同學(xué)們可以自己看課本上的證明過程,也可以點(diǎn)擊本文底部原文鏈接,到我們高中物理網(wǎng)站上看推導(dǎo)過程。
當(dāng)炮彈從地面發(fā)射到遙遠(yuǎn)的地方時(shí),炮彈的速度越高,飛得越遠(yuǎn)。當(dāng)炮彈的速度達(dá)到7.9公里/秒時(shí),炮彈就不再回落地面(不考慮大氣層的影響),而是繞著地球飛行一圈。這就是第一宇宙速度。
衛(wèi)星軌道半徑越大,速度越低
第一宇宙速度也是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須的速度。
但隨著海拔高度的升高,地球引力減小,繞地球飛行所需的飛行速度也減小。所有航天器都是在高海拔大氣層外飛行,因此其飛行速度均低于第一宇宙速度。同學(xué)們課后可以結(jié)合王尚老師上述視頻,自行推導(dǎo)。
廣告:王尚老師的輔導(dǎo)書《物理自診》每道題都有視頻講解,如果不會(huì)答題,可以掃描題目旁邊的二維碼觀看視頻,學(xué)習(xí)效率更高,考試分?jǐn)?shù)更高。書中所有題目我都提供問答服務(wù),看完視頻有什么疑問,或者有其他解題方法,可以和我討論。