开学流浪地球市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。流浪地球讲了一个脑洞十分大故事。流浪地球讲了一个脑洞十分大故事。未来某一天，人们发觉太阳在急速老化，快要炸未来某一天，人们发觉太阳在急速老化，快要炸了，人类唯一生存方法就是逃离太阳系。了，人类唯一生存方法就是逃离太阳系。不过，最近适合居住星系是不过，最近适合居住星系是4.2光年外比邻星。光年外比邻星。第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。于是，大家想出一方法，把地球上安装上上万个发动机。把地球推走。人类建造了1万个行星发动机，遍布世界各地。这么就能把地球推离太阳系。第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。不过把地球迁居步骤也很繁琐，总体需要这么五个步骤：不过把地球迁居步骤也很繁琐，总体需要这么五个步骤：第一步，用地球发动机使地球停顿转动，使发动机喷口第一步，用地球发动机使地球停顿转动，使发动机喷口固定在地球运行反方向；固定在地球运行反方向；第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系；度，飞出太阳系；第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星；第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星；第四步，在中途使地球重新自转，调转发动机方向，开第四步，在中途使地球重新自转，调转发动机方向，开始减速；始减速；第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星卫星。第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星卫星。第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。当这一万个行星发动机全部开启，地球就当这一万个行星发动机全部开启，地球就是如此壮观景象：是如此壮观景象：第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。让地球刹车，并推进地球前进，让板块变动，引发了滔天海啸和地震；地球人口减半，只剩35亿人口城市陷入冰封。不过人类为了这个计划，也付出了巨大代价。不过人类为了这个计划，也付出了巨大代价。第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。幸存35亿人，被迫迁入地下城，因为地面已经低温将至零下84度了。第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。在这时，在地球还没有飞出太阳系时候，飞近了木星时在这时，在地球还没有飞出太阳系时候，飞近了木星时候，被木星引力吸引，地球逐步靠近木星并最终要撞击候，被木星引力吸引，地球逐步靠近木星并最终要撞击木星危险时刻。木星危险时刻。在这危机关头，人们为了脱离危险，上演了一段段潸然泪下求生故事。第8页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。其实，在这部电影中，包括科学知识非常多，设定详实，且高度融入了剧情。电影讲述故事中，明知靠近木星有危险，为何地球还要走这条路？为何靠近了木星地球就会被“撕裂”？带着种种疑问和思索，让我们一起了解这些电影情节里科学解读和科学背景，探寻这个电影故事中科学奥秘！第9页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。故事背景是这么：太阳急速老化，不停膨胀，太阳系已经不适合人类生存，于是人类为自己选了一个新家园比邻星（半人马座三星）。比邻星同太阳一样，都是恒星，但质量只有太阳八分之一。第10页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。地球是个庞然大物，半径6371公里，重达59万亿亿吨。但人类造出了一样庞大行星发动机，足以在5年左右将地球推进到逃逸速度（脱离太阳引力最低速度）。第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。但这个速度还远远不够。比邻星（半人马座三星）距离地球4.3光年，假如按照逃逸速度航行，需要7.7万年才能抵达，这实在是太漫长了！即使行星发动机继续加速，抵达光速百分之一依然不可行。于是人类想到了借助木星人类想到了借助木星“引力弹弓引力弹弓”，令地球零，令地球零消耗改变方向、提升速度，最终抵达比邻星。消耗改变方向、提升速度，最终抵达比邻星。那为何行星发动机不能加速到百分之一光速呢？这是因为行星发动机能量来自“重元素聚变”。第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。所谓重元素聚变并不是什么稀奇玩意儿。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”，内部就在进行着重元素聚变。重元素聚变质能转换效率是相当低。重元素聚变质能转换效率是相当低。最乐观预计，地球要到达逃逸速度，也必须烧掉7亿亿吨石头，相当于把全球地面挖掉40米做为燃料；要到达光速百分之一，则必须削去地壳二分之一。假如无法靠自己力量推进地球，那就借助精巧轨假如无法靠自己力量推进地球，那就借助精巧轨道计算，利用天文尺度力量道计算，利用天文尺度力量万有引力。万有引力。于是人类将目光投向木星，这就是电影前半段上演。第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。航天中存在引力弹弓现象，利用它，能够令航天航天中存在引力弹弓现象，利用它，能够令航天器零消耗低改变方向、提升速度，送达目标轨道。器零消耗低改变方向、提升速度，送达目标轨道。第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。引力弹弓普通发生在一对重量相差悬殊天体之间。引力弹弓普通发生在一对重量相差悬殊天体之间。这里我们用木星（红色球）和地球（蓝色球）举个例子地球以速度V靠近木星，而木星在轨道上以速度U运行第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。足够靠近后，地球被木星引力抓住，牵引，优雅地转体半周，然后像掷铁饼那样甩出去第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。感激木星甘当人梯贡献精神，地球取得了木星轨道速度U，叠加上原有速度V，速度增加到了U+V。地球速度和能量都增加了，却没有消耗任何燃料，就奔着新家园去了。但假如变轨时离一颗巨行星太近话，这趟但假如变轨时离一颗巨行星太近话，这趟“观光观光旅行旅行”可就要不怎么愉快了。可就要不怎么愉快了。第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。当地球靠近木星时，人类突然遭遇了巨大危机：数千台行星发动机故障熄火了，全球地震，火山暴发，岩浆吞没了地下城为何几千台发动机会同时熄火呢？为何地震、火山都赶在这个时候来凑热闹呢？这一切灾难根源是“洛希极限”，简单说就是地球离木星太近了，太近会发生什么呢？第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。洛希极限（Roche limit）是天文学中一个特殊距离。当两个天体距离少于洛希极限时，它们就倾向于被“潮汐力”撕碎。计算表明，地球和木星距离假如低于10.3万公里，那么大气就会在潮汐力作用下脱离地球；假如距离低于7.44万公里，那整个地球都会被撕碎。地球尺寸很大，当它靠近木星时，离木星较近一侧受到引力，将比较远一侧大得多，所以会像水滴一样被逐步撕裂。第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。流浪地球电影中，地球已经抵达了地木“流体洛希极限”（地木距离10.3万公里）。在此处，液体和气体不再能被地球引力束缚，而倾向于逃逸；而岩石还勉强能凭借本身硬度坚持一会儿再靠近木星一点，地球将进入地木“刚体洛希极限”（地木距离约7.44万公里）。在此处，就连坚硬岩石都会被引力差撕碎，地球将彻底解体第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。能够想象流浪地球中，人类面临是怎样绝望了。太靠近木星不行，那样会被潮汐力撕碎；太远离木星也不行，那样无法借助引力弹弓变轨尽管流浪地球中仍有一些不足之处，但它作为一部迎难而上、在工业水平上实现大步飞跃国产科幻片，还是相当不轻易。第21页