2020广东军队文职考试文化科目《物理》高中阶段考点：万有引力定律

万有引力定律：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

公式表示：

F:两个物体之间的引力

G:万有引力常量

m1:物体1的质量

m2:物体2的质量

r:两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量)

依照国际单位制，F的单位为牛顿(N)，m1和m2的单位为千克(kg)，r的单位为米(m)，常数G近似地等于G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²(牛顿平方米每二次方千克)。

从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发，人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小发射速度，分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

第一宇宙速度(V1)：

航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的发射速度，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以上的高空运行，天空对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。

第二宇宙速度(V2)：

当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10.848公里/秒即可。

第三宇宙速度(V3)：

从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度，就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值;如果方向不一致，所需速度就要大于16.7公里/秒了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素，目前只有火箭才能突破该宇宙速度。

第一宇宙速度：在以地球为半径的轨道上运行的速度，万有引力=向心力，

第二宇宙速度：能脱离地球引力到达无穷远处的最小速度。此时在无穷远处总能量为零，根据机械能守恒1/2mV^2(动能)-GM/R(势能，是负的)=0

第三宇宙速度：能脱离太阳的引力到达无穷远处的最小速度。这样只需把第二宇宙速度方程中地球的质量换成太阳的质量，地球半径换成地球公转轨道半径就行了。但不同的是，解出速度后，还要再减去地球的公转速度才是最终的第三宇宙速度;因为地球的公转已经提供了一定的动能了，况且发射速度都是相对于地球来说的。