本节将学习万有引力定律的另一个实际用途——发射人造卫星。
既然地面上物体受到的力和地球对月球的力是同一种力，那么为什么抛出的物体最终会掉到地面上，而不像月球一样绕着地球做圆周运动？牛顿提出万有引力定律后就想过，如果将物体从高山上水平抛出，如果速度足够大，物体就不会掉到地球上，而是会绕着地球做圆周运动，成为地球的人造卫星，那么这个速度需要多大呢？
牛顿《自然哲学的数学原理》中的设想
宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）：卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，第一宇宙速度大小为7.9km/s。
第一宇宙速度推导过程：万有引力提供向心力，
，解得
（其中r为地球的半径，M为地球的质量），带入有关数据即可求出v=7.9km/s。
说明：7.9km/s是最小的发射速度，也就是说在地面上要发射一颗人造卫星，最小的速度为7.9km/s；7.9km/s是最大的环绕速度，环绕地球的卫星速度不可能比7.9km/s还大。
2、第二宇宙速度（脱离速度）：如果卫星的速度继续增大，增大到等于或者大于11.2km/s时，卫星会克服地球的引力，逃离地球，11.2km/s称为第二宇宙速度。
3、第三宇宙速度（逃逸速度）：到达第二宇宙速度的卫星还受到太阳的引力，如果卫星的速度还继续增大，增大到等于或者大于16.7km/s，卫星就会挣脱太阳引力的束缚，飞离太阳系，16.7km/s称为第三宇宙速度
宇宙速度简图
人造卫星的运动规律
由地球对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，可分别列出以下等式。
从图中可知：
（1）只要卫星运动的轨道半径r一定，那么卫星的v、w、T就一定。
（2）r越大，v、w就越小，T就越大；r越小，v、w就越大，T就越小。（通俗的话说就是卫星离地球越近，转的越快；越远，转的越慢）
（3）由牛顿第二定律可知，r越大a就越小。
同步卫星
定义：卫星环绕地球的周期与地球自转周期相同称为同步卫星。
特点：速度一定、角速度一定、周期一定（24小时）、高度一定（距地球表面36000km）。
近地卫星：环绕地球表面运动的卫星。（近地卫星的轨道半径为地球的半径）
近地卫星和同步卫星
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高中物理知识点总结
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