《流浪地球》最全高考知识清单 又是一大波考点(2)

　　考点1：牛顿第二定律 F合 =ma

　　为了移动地球，地球人建造了万台超级聚变发动机，每座11公里高，总共能产生150万亿吨的推力，约为150亿亿牛顿。地球的质量大约6亿亿亿千克，利用牛顿第二定律，可以粗略计算除发动机推动地球产生的加速度约等于0.000000025倍的地球表面重力加速度，也就是0.00000025m/s2，相当于地球在一年后的速度只有大约7.9m/s，尚且不如博尔特在100m赛道上的速度，根本无法驱动地球逃离太阳系的束缚。

　　大刘也曾后悔说“当时没有经验，竟把地球发动机的具体参数全部详细列出，详细到可以很方便地直接计算地球得到的加速度，计算的结果是：发动机只能给地球零点（N多个零）几的加速度，别说航行，改变轨道都不可能”。

　　考点2：卫星的发射与变轨

　　影片中，地球为了逃离太阳系，设定了一个飞往木星的冒险轨道，差点毁掉地球。这种冒险的原因是为了利用木星给地球加速。这种加速的方式俗称引力弹弓（gravitational slingshot）或者叫引力助推（gravity assist）。这样地球就获得了木星的轨道速度，再加上原有的速度，速度增加到了二者之和，地球的速度和能量都增加了，却没有消耗任何燃料。

　　其实不仅在“流浪地球”计划中使用这个原理使得地球加速，在2007年7月6日，旅行者1号距离太阳154.4亿公里（103.2天文单位），它在经过木星和土星时通过引力助推获得了足以完全摆脱太阳引力的动能。目前是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带。

　　在日常的卫星发射过程中，科学家们也会利用地球的自转，使得卫星在发射的时候就先天的具有地球自转的线速度，从而节省燃料。

　　例题：

　　考点3：动量守恒中的反冲模型

　　影片中，为了移动地球，地球人建造了万台超级聚变发动机。这些发动机喷射火焰产生推力，推动地球。这正是动量守恒定律中的应用——反冲运动。

　　喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过l000m/s。

　　例题：

　　考点4：核反应中的核聚变

　　影片中提到地球发动机的能量来自“重元素聚变”。核聚变这个概念我们并不陌生，“两弹一星”中氢弹就是一种剧烈的核聚变现象。所谓重元素聚变一般发生在大质量恒星演化末期的核心处，这里说的大质量最少也要8颗太阳质量以上了。

　　实际上，我们身边的元素，除了氢和氦，基本都是在恒星燃烧、超新星爆炸以及中子星合并过程中形成的。有句话说的很好“我们其实都是核废料”。

　　例题：

　　考点5：光年和比邻星

　　稍有天文常识的人都知道，距离太阳系最近的恒星是“比邻星”，只有4.2光年。虽说是只有4.2光年，但是对于我们来说也是遥远不过的距离了，要知道1光年大约等于9.5万亿公里。如果用最快的宇宙飞船，到比邻星去旅行的话，来回就得17万年。在广袤的宇宙系统中，虽说是比邻也远在天涯。

　　比邻星和太阳也就是离地球最近的两颗恒星，因科学家研究恒星的相互影响，测量科学数据时，最喜爱以比邻星和太阳为样本，这就是比邻星在科学上的最大价值。

　　例题：

　　知识点一：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。

　　知识点二：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 

　　知识点三：地球存在生命的条件

　　外部条件：相对稳定、安全的宇宙环境

　　1。太阳的稳定——提供光和热

　　2。安全的行星际空间——轨道共面同向，大小行星各行其道

　　自身条件：

　　温度——①地球与太阳距离适中，使地球表面的平均气温适度

　　大气——②地球的体积和质量适中，形成大气层

　　3。生物的作用对大气成份的改造：水——③结晶水汽化 原始的大洋

　　4。地球的宇宙环境比较安全，太阳在漫长的时间比较稳定

　　知识点四：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增加。这也是高考的一个命题切入点。

　　知识点五：地球在太阳系中的位置，通过木星推动地球的情节是否合理

　　影片中介绍地球想寻找新的栖息地，因为太阳系中唯一的恒星太阳即将毁灭，那么问题来了，地球怎么逃离太阳系。影片中所说的靠助推器或木星推动是否合理？

　　地球处于太阳系八大行星中的第三颗行星。那么想逃离太阳系必须要摆脱当前的轨道，也就是黄道。必须具备强度的推力和逃逸速度。从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发，人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小发射速度，分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度，第三宇宙速度。第一、二、三宇宙速度分别为7.9km/s ，11.2km/s ，16.7km/s。也就是说地球想逃出太阳系必须达到第三宇宙速度。

　　影片中说到地球需要借助外力脱离轨道，即便木星可以提供强大的推力，但是地球是否能承受住，这就是一个问题。地球从外到内，分为三大圈层分别是地壳、地幔和地核。地壳的最大厚度约为33km，但是这33km对于地球的整个半径来说，就相当于鸡蛋的蛋壳与整个鸡蛋相比。因此强大的推力会使得整个刚性的岩石圈完全破碎，陆壳和洋壳会大规模水平运动和垂直运动，而被卷入地幔。而最终地表会面目全非。

　　当然，在这里会有很多的命题切入，比如地球远离太阳，通过木星轨道的时候，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？

　　知识点六：新的家园比邻星，是否宜居

　　2017年3月24日，南美智利的阿塔卡马望远镜观测到了比邻星的一次超级耀斑爆发，仅仅只持续了10S，但比邻星在这短短的时间之内亮度上升了1000倍，很多科学家推测假如比邻星的行星上存在生命的话，此次耀斑就会要了它们的命！

　　而另外两颗这距离比较近，类似伴星一般的存在，因此以它们为母星导致行星轨道不稳定，两者中的A星比太阳大，也要更热一些，B星则稍小，但也差不多，因此这个三星系并非宜居之地！比邻星距地球4.22光年，还记得书本上说的，离太阳系最近的一颗恒星距太阳4.2光年吗？对这颗恒星就是比邻星。《流浪地球》中设定的是2500年左右到达，天仓五理论上需要7500年左右，但与比邻星的不稳定恒星以及三星系同相比。因此在木星引力弹弓作用下直接转向前往天仓五，当然半路有那么长时间的转向也是没有问题的哈。。。