2．定周期：运转周期与地球自转周期相同，T＝24 h.

　　3．定高度(半径)：离地面高度为36 000 km.

　　4．定速率：运行速率为3.1×103 m/s.

　　三、宇宙速度

　　[问题设计]

　　图2

牛顿曾提出过一个著名的思想实验：如图2所示，从高山上水平抛出一个物体，当抛出的速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为人造地球卫星．据此思考并讨论以下问题：

　　(1)当抛出速度较小时，物体做什么运动？当物体刚好不落回地面时，物体做什么运动？

(2)若地球的质量为M，物体到地心的距离为r，引力常量为G，试推导物体刚好不落回地面时的运行速度．若物体紧贴地面飞行，其速度大小为多少？(已知地球半径R＝6 400 km，地球质量M＝5.98×1024 kg)

答案　(1)当抛出速度较小时，物体做平抛运动．当物体刚好不落回地面时，物体做匀速圆周运动．

(2)物体不落回地面，应围绕地球做匀速圆周运动，向心力由万有引力提供，G＝m解得v＝ .当其紧贴地面飞行时v＝ ＝ ≈7.9 km/s.

　　[要点提炼]

　　宇宙速度是地球上满足不同要求的卫星发射速度．

　　1．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s

　　(1)推导

　　方法一：由G＝m得v＝

　　方法二：由mg＝m得v＝

(2)理解：第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度．

2．第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离地球束缚的最小发射速度，又称脱离速度．

3．第三宇宙速度v3＝16.7 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离太阳束缚的最小发