第三宇宙速度的推导及应用打开文本图片集【摘要】在高中物理的学习中我们只了解了第三宇宙速度的值，但关于第三宇宙速度的导出教科书上并没有具体去分析。本文在通过对广阔文献讨论的基础上，系统地整理了关于第三宇宙速度的推导及在航天事业上的应用价值，以便于其他人借鉴。【关键词】第三宇宙速度；新理念；推导；新数据；航天器；应用辞海上关于第三宇宙速度是这样定义的：脱离太阳系飞向星际空间必须具有的速度是 16.7km/s，称为“第三宇宙速度”。剖析它的含义就是说从地球上发射一枚飞船，要使它先脱离地球的引力，其后再脱离太阳引力所需要的，不考虑空气阻力等影响情形下，理论上的最低速率。根据这一理念，现行的教材上，在推导第三宇宙速度时只考虑了飞船，地球和太阳三个对象，得到的第三宇宙速度是 16.7km／s。从地球起飞的航天器飞行速度达到 16.7 千米/秒时，就可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广袤的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。在教学中我们常提到第一宇宙速度与第二宇宙速度的推导，而很少提到对第三宇宙速度的推导，甚至从教这么多年也没仔细思考过这样的问题，现用一种方法将推导过程叙述如下：从第二宇宙速度的推导出发，假设在地球上将一颗质量为 m 的卫星发射到绕太阳运动的轨道需要的最小发射速度为 V；此时卫星绕太阳运动可认为是不受地球引力，距离地球无穷远；认为无穷远处是引力势能 0 势面，并且发射速度是最小速度，则卫星刚好可以到达无穷远处。由动能定理得：(mv^2)/2-GMm/r^2*dr=0由微积分 dr=r 得解得 V=√(2GM/r)这个值正好是第一宇宙速度的√2 倍。物体要进一步挣脱太阳的引力束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去所必须具有的最小速度，叫第三宇宙速度，也叫逃逸速度．根据推导第二宇宙速度的道理可知，物体为了挣脱太阳的引力飞出太阳系，就必须具有速度 v′＝，式中 M 日＝2×1030kg，R 日地＝1.49×1011m，所以 v′＝42.2km/s，物体是由地面出发的，地球围绕太阳公转的线速度 v 线＝29.8km/s，假如物体顺着地球运动的轨道切向飞出的话，便可借助于地球的公转线速度，因而只需 Δv＝v′－v 线＝42.2-29.8＝12.4km/s 就行了。但是，设飞船作为质点，并设它是以第三宇宙速度发射出，则其动能为：1/2mv^2，这个动能应包含两部分，即脱离地球引力所需的动能和脱离太阳系引力所需的动能。物体要飞出太阳系，需要克服太阳系的引力，首先要...
