1.万有引力
在大多数人的眼里，一个熟透的苹果从树上掉落下来是司空见惯的现象。但是你是否想过，一个熟透了的苹果从树上掉下来，这种常见的现象同月球环绕地球的运动有什么联系吗？当我们仰望星空的时候，有没有想到星星为什么不像苹果那样掉下来呢？
苹果之所以会从树上掉下来，是因为受到地球引力的作用；月球之所以能够成为地球的卫星，长年累月地环绕地球转动，同样也是因为受到地球引力的作用。这种存在于一切物体之间的引力，被称为万有引力。
1688年，英国科学家牛顿在总结前人经验的基础上，通过对月球运动的深入研究，首次以数学形式表达了万有引力的规律。他指出：任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间，称为万有引力，又叫万有引力定律。
从这一定律我们可以知道：苹果和地球是相互吸引的，由于苹果的质量同地球的质量比起来实在是微不足道，苹果自然被吸到地面上来，而不是地球向苹果靠近。同样的道理，月球和地球之间也要互相吸引，月球质量仅仅是地球质量的1/81，因此地球试图把月球拉向自己的身边。但是为什么地球不像吸引苹果那样，把月球拉到地面上来呢？这是因为月球围绕着地球不停地运动。我们知道，任何作圆周运动的物体，在惯性作用之下，都会产生离开中心的倾向。就像骑自行车拐弯时，自行车会向外倒是一样的，都是离心倾向的表现。离心倾向的大小，同物体作圆周运动的速度成正比，也就是说速度越快，离心倾向越大。月球环绕地球运动产生的离心倾向，刚好被地球对它的引力束缚住，这样一来，引力也就变成了月球绕地球运动的向心力，因此月球既不会掉到地面上，也不会远离地球而去，只能周而复始地环绕着地球运动。存在于太阳系的所有天体，都在万有引力的作用下，按照一定的规律运动着。
2.三种宇宙速度
通过对天体运动规律的研究，我们可以了解到除了月球能够作为地球的卫星之外，任何物体，只要具有环绕地球运行适当的速度，使地球引力恰好等于它绕地球运动所需要的向心力，都能够成为地球的卫星。人造地球卫星的发射，就是建立在这个道理上的。在地面附近的高度上，能够成为卫星的速度大约为7.91千米/秒，这个速度被称为环绕速度，又称第一宇宙速度。当物体的运动超过这个速度时，离心倾向大于地球引力，环绕地球的轨道就会从圆形变成椭圆形，地球处于椭圆的一个焦点上。速度愈大，椭圆轨道也拉得愈长。当速度达到11.18千米/秒时，物体就会挣脱地球引力的束缚，不再围绕地球运行，而沿着一条抛物线的轨道远远地飞离地球，成为环绕太阳运行的人造行星。这个速度，称为逃逸速度或脱离速度，又称第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体，虽然摆脱了地球引力的束缚，但是仍然受到太阳引力的控制。如果想要进一步摆脱太阳的引力，就会飞出太阳系，这样一来，需要的速度更大。经过缜密的计算只要把物体的运动速度增加到16.63千米/秒，就能飞离太阳系。这个速度称为第三宇宙速度，这也是相对于太阳的逃逸速度。宇宙速度这个概念，是学习航天技术的最基本的内容之一。
§§第三章 神鹰凌霄—火箭的发射与飞行
