火箭真的必须达到第一宇宙速度吗？

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以前中学学物理时老师曾跟我们说“火箭若想飞出地球，进入太空，一定要达到第一宇宙速度。”我当时就想不明白，我又不是把火箭扔出地球，火箭自身有持续的动能输出，只要燃料足够多，一直克服自身重力做功，即使上升速度很慢，不是也可以飞出地球吗。尤其最近看了一个博主说太空电梯的事：他说如果我们乘太空电梯去宇宙，上升速度可以不用像电影里演的那么快，要承受8、9个g的超重，慢悠悠的就能出地球，而且我们在天宫空间站高度时其实重力的和地面差不多，由于太空电梯对地球是同步的，在空间站高度离心力抵消的自身重力很少，但空间站相对地球运行速度很快，离心力几乎完全抵消重力，就会出现一个奇妙的现象，我们在电梯里是有重力的，但看同一高度的空间站里的人却是失重的。以前我对空间站高度没概念，以为空间站的高度足够高已经彻底摆脱地球的引力场了。说远了，我想知道是不是我们中学物理老师骗我们或者他说错了

suisuiblue

不是必須。
第一宇宙速度是指你從地面離開後，不繼續提供推力，不考慮空氣阻力，單單只受到地球引力的情況下，能夠完成繞地球無限公轉的速度。簡單說就是沒有空氣阻力的理想情況下一個貼著地面飛行的衛星的速度，又稱環繞速度。比這個速度低，就會掉下來砸到地面；比這個速度高，就會沖到更高的環繞軌道上去。
實際上火箭發衛星，一般衝出大氣層前都是有推力的，那也就意味著在火箭停止提供推力前，是不符合上述第一宇宙速度的理想條件的。
而在離地球距離不一樣的地方的環繞速度是不一樣的。離地球越遠，環繞速度越小。在貼著地面飛的理論衛星的環繞速度是第一宇宙速度，到大氣層外的實際衛星的環繞速度是小於第一宇宙速度的。
換句話說，理論上可以用火箭/太空電梯將衛星以持續提供推力的方式緩慢推到目標軌道的高度，然後再加速到對應軌道高度的環繞速度，讓衛星入軌。
實際上操作的過程中，在火箭自身條件允許範圍內，火箭發射的過程是需要越快消耗燃料越好。因為火箭不斷上升燃燒燃料的過程中是將燃料中的化學能轉換成為火箭和衛星的動能和重力勢能。發衛星的目標是盡可能的將燃料中的化學能轉化為衛星的重力勢能和動能。燃料燒的越慢，意味著你挾帶的燃料上升的高度越高，越多的被燃燒的燃料化學能被轉化成燃料罐子裡燃料的重力勢能。衛星對應獲得的重力勢能就越小，越不高效。
這就意味著絕大多數火箭在還沒有完全衝出大氣層前就已經燒乾燃料失去推力和衛星分離了。這一刻衛星可能剛衝出大氣層，或者差一點衝出大氣層。大氣層的厚度相比地球的半徑是微不足道的。所以在火箭在和衛星分離一刻的位置處的高度上的環繞速度，只比地面零海拔上的環繞速度（第一宇宙速度）慢了一丟丟。而在這一刻衛星的速度必須高過對應軌道的環繞速度才能飛的更高到目標軌道，也使得在這一刻的衛星的飛行速度大於第一宇宙速度。
上述都是考慮地球切線上方向的速度的。加上方向更加複雜。

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必须，而且是在离地面百公里以上的切向速度，否则，就是飞到离地面万公里高，达到每秒十公里的垂直地面的速度，形不成绕地心的轨道面，火箭最终还是要被地心引力拉回来。
当然当达到切向速度，是指绝对速度，当沿赤道发射地球同步轨道卫星，可以利用地球自转的速度省点火箭燃料。

螃蟹357

独立思考的孩子，发现了近似以外的东西。
第一你们老师没错也没骗你们，他是用近似来简化你们的计算。
事实上，绕地球人造天体，全程速度都小于第一宇宙速度。
你说的对，上升过程中全程是靠推力平衡地球引力以外获得加速的，离开地表哪怕只有1厘米，由于距离增加重力减少，在不考虑空气阻力等环境影响，这时候需要的宇宙速度就已经小于第一宇宙速度了，更何况几百公里之上。
但是你不可能完全摆脱地球引力，哪怕到了月亮轨道以外，仅仅是地球引力变小而已。公式你会，自然知道引力能无穷趋近于零，但是一定不为零。
但是如果你想考虑实际情况，高中的你完全无法应对计算难题。八大行星及其卫星的天体摄动力你需要考虑，等离子、宇宙射线、光压、太阳风的各种不均匀受力你要考虑，，，，即使是强大如中国航天、nasa等全世界顶级机构加在一起，对奥陌陌一颗天外来客的太阳内系1/6的轨道也出现预测失误，存在不可知因素影响观测。
老师的说法是为了便与你的思考和学习，真实情况给大家讲了，大家也很难理解。
小学就学的汽车车速“匀速”计算题，但是考虑到周围行人树木的引力影响，轮胎花纹的阻力影响，风阻，各种旋转轴体的缺陷，理论上说你看不到“匀速”，不妨碍你计算并理解匀速概念
你要学会分清简化思维学习思维能力，和实际应用的差距。对实际应用要简化分析，抓住本质和主要矛盾。
是你的理解能力较弱和较好的观察分析能力导致你错误理解了老师的意图和你对物理原理的正确理解。
但是这种质疑有很好的学习正面促进作用，期待你能找出更多的问题。

曹羁奔陈构

排除大气层中的气动效应，包括不考虑空气阻力，毕竟太空中没有空气。这问题就简化为扔石头。
你去扔个石头，看看它的抛物线长，会发现抛出的速度越快，它落地距离越远。
我们不断增加速度，它的落地距离就越远。
那么必然存在一个速度，抛出后，它就能绕着地球一圈都不落地。
这个速度是多少？
自由落体运动的各种参数在中学物理课本里都可以找到，学到初中的数学知识都能自行推算出这个速度是多少。
这就是第一宇宙速度。