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流浪地球物理题(《流浪地球》物理知识点)

发布时间:2025-01-20 02:20:15 奥数 335次 作者:合肥育英学校

今年春节的三大热点话题是什么?毫无疑问,回家、团聚、《流浪地球》!这部被称为中国科幻电影里程碑的作品,正日益成为高考命题热点!今天为大家分享一下《流浪地球》高考知识清单。

一、物理方面考点

流浪地球物理题(《流浪地球》物理知识点)

考点1:牛顿第二定律F合=ma

为了移动地球,地球人建造了数万台超级聚变发动机,每台高11公里,总共能够产生150万亿吨的推力,约150亿牛顿。地球的质量约为60亿公斤。利用牛顿第二定律,我们可以粗略计算出发动机推动地球产生的加速度约等于地球表面重力加速度的0.000000025倍,即0.00000025m/s2,相当于一年后的地球重力。速度只有7.9m/s左右,还不如博尔特在100m跑道上的速度快。它根本无法带动地球逃离太阳系的束缚。

考点2:卫星的发射与变轨

影片中,为了逃离太阳系,地球设定了一条冒险轨道前往木星,这几乎摧毁了地球。这次冒险的原因是利用木星来加速地球。这种加速方法通常称为重力弹弓或重力辅助。这样,地球就获得了木星的轨道速度,加上原来的速度,速度增加到两者之和。地球的速度和能量在不消耗任何燃料的情况下增加。

事实上,这一原理不仅被运用在《流浪地球》加速地球的项目中。2007年7月6日,航海者一号距太阳154.4亿公里(103.2天文单位)。当它经过木星和土星时,受到重力的推动。获得了足够的动能来完全摆脱太阳的引力。它是目前距离地球最远的人造物体,位于太阳系和星际空间之间的边缘地带。

在日常的卫星发射过程中,科学家也会利用地球的自转,让卫星在发射时具有地球自转的线速度,从而节省燃料。

考点3:动量守恒中的反冲模型

影片中,为了移动地球,地球人建造了一万个超级聚变发动机。这些发动机喷射火焰产生推力,推动地球前进。这正是动量守恒定律在——反冲运动中的应用。

喷气式飞机和火箭的飞行利用了反冲原理。它们都是通过喷射气流的反冲力获得巨大的速度。现代喷气式飞机可以通过不断向后喷射气体以超过1000m/s的速度飞行。

考点4:核反应中的核聚变

影片中提到,地球引擎的能量来自于“重元素的融合”。核聚变的概念对于我们来说并不陌生。“两弹一星”中的氢弹是一种剧烈的核聚变现象。所谓的重元素聚变通常发生在大质量恒星演化末期的核心。这里所说的质量至少是8个太阳质量。

事实上,我们周围的元素除了氢和氦之外,基本上都是在恒星燃烧、超新星爆炸、中子星合并过程中形成的。有句话说得好:“我们其实都是核废料”。

考点5:光年和比邻星

稍微懂点天文学的人都知道,距离太阳系最近的恒星是比邻星,距离只有4.2光年。虽然只有4.2光年,但对于我们来说仍然很遥远。要知道1光年约等于9.5万亿公里。如果我们用最快的宇宙飞船前往比邻星,往返需要17万年。在浩瀚的宇宙体系中,我们虽然近邻,但仍然相距遥远。

比邻星和太阳是距离地球最近的两颗恒星。因为科学家研究恒星的相互影响并测量科学数据,所以他们最喜欢使用比邻星和太阳作为样本。这就是比邻星在科学上的最大价值。

二、地理方面考点

考点1:太阳的天体意义及能量来源据影片中介绍,地球流浪的原因是因为太阳即将毁灭。太阳属于恒星,根据湘教版地理必修一对天体意义的解读,太阳属于恒星,恒星是什么?恒星是由气态或等离子态组层的自己发光发热的球状或类球状天体。太阳的能量来源是氢和氦产生的核聚变反应。太阳正处于壮年期,科学家预测还有50亿年的寿命,太阳自然死亡,也就是能量衰竭是会退化为白矮星。太阳辐射主要集中在波长较短的可见光波段。

考点2:太阳对地球的影响1.太阳辐射对地球的影响

2.太阳活动对地球的影响

测试点三:地球生命存在的条件外部条件:相对稳定安全的宇宙环境

1.太阳的稳定性——提供光和热

2、安全星际空间——个轨道同平面同方向,大小行星各行其道

自身条件:

温度——地球与太阳的距离适中,使得地球表面的平均温度适中

大气层——地球的大小和质量适中,形成了大气层

3、生物效应对大气成分的转化:水——结晶水的汽化原始海洋

4、地球的宇宙环境相对安全,太阳在很长一段时间内相对稳定。

考点4:全球气候变化影片中描述到太阳即将衰竭,地表各地出现了极端变冷天气,影片中,主人翁从地下城出来,发现杭州,北京、上海等大城市已经成为冰封的世界。其实计算太阳还是存在,由于人类活动,温室气体排放等,使得地球上极端天气的频率与强度大大增加。这也是高考的一个命题切入点。

测试点5:地球在太阳系中的位置。将地球推过木星合理吗?影片介绍,由于太阳系唯一的恒星太阳即将毁灭,地球想要寻找新的栖息地。那么问题来了,地球怎样才能逃离太阳系呢?说是由助推器驱动还是片中的木星驱动合理吗?

地球是太阳系八颗行星中的第三颗行星。所以如果想要逃离太阳系,就必须摆脱现在的轨道,也就是黄道。必须有强大的推力和逃逸速度。从研究两个粒子在重力作用下的运动规律出发,人们通常将航天器绕地球运行、脱离地球、飞出太阳系所需的最小发射速度分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。三个宇宙速度。第一、第二和第三宇宙的速度分别为7.9公里/秒、11.2公里/秒和16.7公里/秒。也就是说,地球要想逃离太阳系,就必须达到第三宇宙速度。

影片中提到地球需要借助外力才能脱离轨道。即使木星能够提供强大的推力,地球能否承受还是一个问题。地球从外到内分为三个主要层:地壳、地幔和地核。地壳的最大厚度约为33公里,但对于地球的整个半径来说,这33公里与整个鸡蛋相比就相当于一个鸡蛋的壳。因此,强大的逆冲力将彻底打破整个刚性岩石圈,大陆和洋壳将发生大规模的水平和垂直运动并被吸入地幔中。最终表面将变得面目全非。

当然,这里会涉及到很多命题,比如地球何时远离太阳,经过木星轨道时,会经历小行星带,木星的卫星的形成与小行星带有关。地球走了,月球会怎样?是不是也要带走?

测试点6:新母星比邻星是否适合居住?2017年3月24日,南美洲智利的阿塔卡马望远镜观测到来自比邻星的超级耀斑爆发。只持续了十秒,但比邻星就在这短短的时间里。一段时间内亮度增加了1000倍。许多科学家推测,如果比邻星的行星上存在生命,这种耀斑就会杀死它们!

另外两颗距离较近,像伴星一样存在。因此,使用它们作为母星会导致行星轨道不稳定。两者中的A星比太阳大,温度也更高,而B星则稍小一些,但几乎是一样的,所以这个三星级系统并不适合居住!比邻星距地球4.22光年。你还记得书上说的距离太阳系最近的恒星距离太阳有4.2光年吗?这颗恒星是比邻星。《流浪地球》预计将在大约2500年后到达。理论上,天罡五号大约需要7500年,但与比邻星和三个星系不稳定的恒星相比。于是,在木星引力弹弓的作用下,我们直接转向了天苍梧。当然,中途要转这么长时间也是没有问题的……