我们向太空发射卫星、飞船和空间站，这些航天器要升到多高，飞得多快才能不掉下来？有朋友说，这还不简单，第一宇宙速度呀！只要航天器的速度达到7.9公里/秒，它便能一直在天上转；要是低于这个速度就会掉下来。

真是这样？

天宫空间站绕地球飞行，它目前的近地点轨道高度是383.7公里，远地点高度393.7公里，从数学上来讲它是一个椭圆形轨道。而对于巨大的地球来说，这是一个距地面约388.6公里的接近圆的轨道。天宫空间站在这个圆轨道上高速飞行，每天要绕地球转15圈半，大约每1个半小时，航天员们就要经历一次日出与日落。

天宫空间站上看日出

根据天宫空间站的轨道参数，它目前的轨道速度是7.68公里/秒，虽然比所有已知的飞机都快，但低于书上说的第一宇宙速度：7.9km/s。

第一宇宙速度到底是什么？都说航天器只有高于这个速度才能逃脱地心引力，为什么卫星和空间站不会掉落下来呢？

我们向天上扔一块石头，它会很快就掉下来；扔石头的速度不够快，你向天空开枪，子弹出膛的速度大约是800米/秒，够快了吧？但十几秒后它也要落下来。为什么？因为万有引力。

牛顿认为，两个有质量的物体，它们互相之间会产生引力，引力大小与它们的质量有关，跟它们之间的距离也有关系。万有引力定律已经被无数实验证明是正确的。小到你扔石头，大到天体运行，它的运动都符合万有引力定律。

万有引力公式

地球够大够重，它对周围的一切物体都有引力，换句话说你的重量就是地球对你的引力大小。石块、子弹、你我、卫星还有空间站都是有质量的物体，地球对它们都有引力。地球质量基本固定，引力的大小取决于物体的质量和距离r。我们处于地球表面，r = 地球半径——也就是地球质心（地心）与地表间距离。

从万有引力公式可以看出：地球质量m₁、地球半径r、万有引力常数G都是固定的，那么我们受到地球引力的大小就取决于我们自身质量的不同。

卫星和空间站要在天上持续运行，它就要克服万有引力的影响。怎么克服？科学家想到了“离心力”。奥运会上运动员投掷链球，就是先把球旋转起来，利用“离心力”将球投掷出去，你旋转速度越快，投掷的距离就越远。

运动员利用离心运动投掷链球

“离心力”是一种虚拟力，物理学上并没有“离心力”一说，所以我给它加上了引号。当一个物体绕牵引力中心做非直线运动时，由于物体有质量，质量产生的惯性会强迫物体朝着运动轨迹的切线方向前进，惯性力作用到牵引力的相反方向上，将物体向外拉扯；运动物体的质量越大、运动速度越快，它所产生的惯性力就越大。

我们坐在一辆高速行驶的车上，车转弯时，你会感觉到自己被向外甩，这是因为身体惯性的作用，惯性产生一个向外的虚拟力，这个“力”就被称为离心力。