Question

第一宇宙速度

第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动。

现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远，其运动速度越小。现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大，其运行轨道离地面越远。这两者是否矛盾呢？

Answer 1

第一宇宙速度分为两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出v1=7.9km/s。

当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出v1=7.9公里/秒。实际上，地球表面存在稠密的大气层，航天器不可能贴近地球表面作圆周运动，必需在150千米的飞行高度上，才能绕地球作圆周运动。

航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地球对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于v1。在此高度下的环绕速度为7.8千米/秒。

科学原理

在地面上向远处发射炮弹，炮弹速度越高飞行距离越远，当炮弹的速度达到“7.9千米/秒”时，炮弹不再落回地面（不考虑大气作用），而环绕地球作圆周飞行，这就是第一宇宙速度。

第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。但是随着高度的增加，地球引力下降，环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低，所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行，所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。

以上内容参考：百度百科—第一宇宙速度

Answer 2

Answer 3

不矛盾。当卫星的发射速度变大时，它运行轨道离地面越远，而在这个过程中，它会把一部分动能转变成重力势能，因此在做圆周轨道上的速度就小，但是注意：这个时候的卫星的机械能要大于低轨道上的卫星，因为机械能=势能（重力势能和弹性势能）+动能

Answer 4

第一宇宙速度（V1） 航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出V1＝7．9公里／秒。航天器在距离地面表面数百公里

Answer 5

这个问题很多学生没有搞清楚。同一质量的卫星，高轨道的卫星的机械能一定比低轨道的要大。
为什么？虽然低轨道的卫星速度快，动能大，但是高轨道的卫星的势能比低轨道卫星要大。总的来说就是机械能高轨道比低轨道大。 如果不是这样，低轨道的卫星进入高轨道就不用加速了，也就不用燃料了，也不会有第二宇宙速度的存在了。而事实上低轨道进入高轨道必须提供动力，即把燃料的能量转化为卫星的引力势能。

追问

那是不是高轨道速度就变大了，大于低轨道了？

追答

错，你还是没看明白啊。高轨道的卫星速度比低轨道要慢的，只是高轨道动能+势能>低轨道的动能+势能，而高轨道的动能<低轨道的动能