流浪地球物理題(《流浪地球》物理知識點(diǎn))

一、物理方面考點(diǎn)

考點(diǎn)1：牛頓第二定律F合=ma

為了移動地球，地球人建造了數(shù)萬臺超級聚變發(fā)動機(jī)，每臺高11公里，總共能夠產(chǎn)生150萬億噸的推力，約150億牛頓。地球的質(zhì)量約為60億公斤。利用牛頓第二定律，我們可以粗略計(jì)算出發(fā)動機(jī)推動地球產(chǎn)生的加速度約等于地球表面重力加速度的0.000000025倍，即0.00000025m/s2，相當(dāng)于一年后的地球重力。速度只有7.9m/s左右，還不如博爾特在100m跑道上的速度快。它根本無法帶動地球逃離太陽系的束縛。

考點(diǎn)2：衛(wèi)星的發(fā)射與變軌

影片中，為了逃離太陽系，地球設(shè)定了一條冒險軌道前往木星，這幾乎摧毀了地球。這次冒險的原因是利用木星來加速地球。這種加速方法通常稱為重力彈弓或重力輔助。這樣，地球就獲得了木星的軌道速度，加上原來的速度，速度增加到兩者之和。地球的速度和能量在不消耗任何燃料的情況下增加。

事實(shí)上，這一原理不僅被運(yùn)用在《流浪地球》加速地球的項(xiàng)目中。2007年7月6日，航海者一號距太陽154.4億公里（103.2天文單位）。當(dāng)它經(jīng)過木星和土星時，受到重力的推動。獲得了足夠的動能來完全擺脫太陽的引力。它是目前距離地球最遠(yuǎn)的人造物體，位于太陽系和星際空間之間的邊緣地帶。

在日常的衛(wèi)星發(fā)射過程中，科學(xué)家也會利用地球的自轉(zhuǎn)，讓衛(wèi)星在發(fā)射時具有地球自轉(zhuǎn)的線速度，從而節(jié)省燃料。

考點(diǎn)3：動量守恒中的反沖模型

影片中，為了移動地球，地球人建造了一萬個超級聚變發(fā)動機(jī)。這些發(fā)動機(jī)噴射火焰產(chǎn)生推力，推動地球前進(jìn)。這正是動量守恒定律在——反沖運(yùn)動中的應(yīng)用。

噴氣式飛機(jī)和火箭的飛行利用了反沖原理。它們都是通過噴射氣流的反沖力獲得巨大的速度?，F(xiàn)代噴氣式飛機(jī)可以通過不斷向后噴射氣體以超過1000m/s的速度飛行。

考點(diǎn)4：核反應(yīng)中的核聚變

影片中提到，地球引擎的能量來自于“重元素的融合”。核聚變的概念對于我們來說并不陌生。“兩彈一星”中的氫彈是一種劇烈的核聚變現(xiàn)象。所謂的重元素聚變通常發(fā)生在大質(zhì)量恒星演化末期的核心。這里所說的質(zhì)量至少是8個太陽質(zhì)量。

事實(shí)上，我們周圍的元素除了氫和氦之外，基本上都是在恒星燃燒、超新星爆炸、中子星合并過程中形成的。有句話說得好：“我們其實(shí)都是核廢料”。

考點(diǎn)5：光年和比鄰星

稍微懂點(diǎn)天文學(xué)的人都知道，距離太陽系最近的恒星是比鄰星，距離只有4.2光年。雖然只有4.2光年，但對于我們來說仍然很遙遠(yuǎn)。要知道1光年約等于9.5萬億公里。如果我們用最快的宇宙飛船前往比鄰星，往返需要17萬年。在浩瀚的宇宙體系中，我們雖然近鄰，但仍然相距遙遠(yuǎn)。

比鄰星和太陽是距離地球最近的兩顆恒星。因?yàn)榭茖W(xué)家研究恒星的相互影響并測量科學(xué)數(shù)據(jù)，所以他們最喜歡使用比鄰星和太陽作為樣本。這就是比鄰星在科學(xué)上的最大價值。

二、地理方面考點(diǎn)

考點(diǎn)1：太陽的天體意義及能量來源據(jù)影片中介紹，地球流浪的原因是因?yàn)樘柤磳?。太陽屬于恒星，根?jù)湘教版地理必修一對天體意義的解讀，太陽屬于恒星，恒星是什么？恒星是由氣態(tài)或等離子態(tài)組層的自己發(fā)光發(fā)熱的球狀或類球狀天體。太陽的能量來源是氫和氦產(chǎn)生的核聚變反應(yīng)。太陽正處于壯年期，科學(xué)家預(yù)測還有50億年的壽命，太陽自然死亡，也就是能量衰竭是會退化為白矮星。太陽輻射主要集中在波長較短的可見光波段。