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英國物理挑戰(zhàn)賽——體驗《流浪地球》的物理學世界
發(fā)布：國際部 來源：原創(chuàng) 發(fā)布時間：2019年03月01日 閱讀次數(shù)：0
大年初一，中國科幻電影《流浪地球》登陸各大影院，收獲票房冠軍。電影講述了一個發(fā)生在不遠未來的故事：太陽急劇老化，隨時都有可能進入到紅巨星的膨脹階段，地球也將因此被吞噬。在此危急關頭，為了地球人的存亡，地球上的聯(lián)合共和國作出了一項緊急決定，在地球上建造上萬座重核聚變行星發(fā)動機，每個產生上百萬億噸的推力，把地球當成一個龐大的宇宙飛船，駛離現(xiàn)有軌道，駛向距離太陽系最近的一顆恒星——比鄰星，從而開啟了一段長達2500年的星際旅行。
走出影院，在朋友圈驚嘆《流浪地球》的你，發(fā)現(xiàn)了電影中哪些物理學現(xiàn)象？有沒有發(fā)現(xiàn)電影中隱藏的科學破綻呢？我們來簡單聊一聊吧。
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關于木星
木星是一顆氣態(tài)巨行星，是不以巖石或其他固體為主要成分構成的大行星。把地球扔在木星上的話，我們連人家的一個坑都填不滿。木星表面有一塊看起來像梵高不知名作品的東西，是一團激烈的沿逆時針方向運動的下沉氣流，因為氣流物質中含有大量的紅磷化物，所以呈深褐色。由于木星氣流運動變化較大，因此大紅斑長度在20000-30000千米不等。
關于引力彈弓
“引力彈弓”是飛行器加速常用的方法。《流浪地球》電影中，地球逃脫太陽引力的重要情節(jié)里，“引力彈弓”扮演了舉足輕重“角色”。引力彈弓”是一種飛行器加速常用的方法，我們向地球以外的天體發(fā)射飛行器時，常會應用到其他行星或天體做“引力彈弓”，以此來節(jié)省燃料、時間和計劃成本。比如一只乒乓球，當它飛向一面靜止的球拍時，在忽略重力、空氣阻力、摩擦等因素的情況下，反彈速度是相同的。但如果這個球拍向著來球方向移動，那這個球與拍相撞后反彈速度就會變快，這就是‘引力彈弓’效應。現(xiàn)實生活中的經典案例是美國的“卡西尼”號探測器。
但是《流浪地球》中的引力彈弓場景很可能實現(xiàn)不了，因為電影忽視了一個非常重要的先決條件——木星和地球的質量比值不夠大。地球不可能利用木星的巨大引力實現(xiàn)引力彈弓的加速效果，地球一旦被木星引力捕獲，結果必然是地球和木星相互牽扯，兩者相互圍繞旋轉，旋轉半徑會越來越小，最后，地球和木星發(fā)生猛烈碰撞，形成一個新的星球。
關于重聚變發(fā)動機
重聚變，就是由重原子進行的核聚變。“重聚變”釋放出的能量，比氫彈爆炸釋放的能量要大很多很多。當然重聚變需要的溫度也高得多、壓強也要大得多才能實現(xiàn)。電影中利用巖石為主要燃料進行核聚變就是這個過程。我們地球上巖石的主要成分是“硅”。正是有了重聚變發(fā)動機，才能讓“流浪地球”計劃成功，因為巖石在地球上到處都是，提供了無窮無盡的燃料。至于如何實現(xiàn)可控“重聚變”，那就是科學家而非科幻小說家的任務了。
“流浪地球”，這個大膽而美麗的想象值得我們向往。流浪地球涉及到很多天體物理學原理或定律。中國的科幻電影之路，也如中國的科學發(fā)展之路，路漫漫其修遠兮，還需大家的共同努力。書本上學習的科學知識看似遠在天邊，實際上卻近在眼前。我們只有不斷的充實自己，把學識和我們的生活結合，解決全球實際問題，才能無畏的面對未來的挑戰(zhàn)。
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英國物理挑戰(zhàn)賽
英國頂級水平的初高中物理競賽
中英理科精英同等共爭獎牌
成績優(yōu)異者將增加世界名校理工科專業(yè)申請競爭優(yōu)勢
為你展開流浪地球般的驚險浪漫物理學世界。
英國物理挑戰(zhàn)賽（GCSE和AS年級）是由英國物理奧賽組委會主辦。英國物理奧賽組委會主要由牛津大學、英國物理學會和 Odgen 基金會組成，辦公室設在牛津大學物理系。比賽題型新穎，在試題中將基本的物理原理與生活聯(lián)系在一起，旨在拓展學生的橫向思維能力，激發(fā)學生的物理潛能，是一項極具挑戰(zhàn)性的賽事。該賽事分為兩個難度，一個難度對應 A LEVEL的 GCSE 年級及其相應年級（初二及初三）的同學，另外一個難度對應 A LEVEL 的 AS 年級及其相應年級（高一及高二）的同學。
賽事支持單位
承辦管理單位
牛津大學 University of Oxford
英國物理學會 IOP Institute of Physics
贊助單位
英國勞斯萊斯公司 Rolls-Royce
主要學術支持單位
劍橋大學 University of Cambridge
牛津大學 University of Oxford
英國國家物理實驗室 National Physical Laboratory
德州儀器公司 Texas Instrument
競賽概況
GCSE年級物理挑戰(zhàn)賽 （初中）
時間：2019 年 3 月 9 日（周六）
下午14:00-15:00 （60 分鐘）
比賽規(guī)則：
比賽語言：英文
參賽資格：初二至初三年級學生參加；A Level的IGCSE年級學生參加。
比賽方式：個人比賽，試卷筆試
比賽題型：單選題和解答題
比賽內容：
該比賽一共分為3個section
? Section A：共10道題，每道題1分，總分值為10 分。需在15分鐘之內完成
? Section B： 共2道陳述題，需要明確的解釋物理原理，總分值為10分。需在15分鐘之內完成
? Section C：約2道解答題，需要寫出具體的解答過程，總分值為30分，需要在30分鐘之內完成
? 滿分為50分
（具體每個部分考試數(shù)量與規(guī)定時間以考試卷為主）
答題要求：
英國物理挑戰(zhàn)賽非常注重思維邏輯的展現(xiàn)，所以陳述提與解答題要清楚的寫出過程，步驟以及最終答案。
考試準備學術資源：
歷年真題與解題思路（電子版）
比賽地點：
貴陽一中新世界國際學校
AS年級物理挑戰(zhàn)賽 （高中）
時間：2019 年 3 月 9 日（周六）
下午14:00-15:00 （60 分鐘）
比賽規(guī)則
比賽語言：英文
參賽資格：高一及高二學生參加；A Level的AS年級學生參加。
比賽方式：個人比賽，試卷筆試
比賽題型：單選題和解答題
比賽內容：
該比賽一共分為2個section
? Section A：約10道題，每道題1分。需在10分鐘之內完成
? Section B： 約5道解答題，需要寫出具體的解答過程
? 滿分為50分
（具體每個部分考試數(shù)量與規(guī)定時間以考試卷為主）
答題要求
英國物理挑戰(zhàn)賽非常注重思維邏輯的展現(xiàn)，所以陳述提與解答題要清楚的寫出過程，步驟以及最終答案。
考試準備學術資源
歷年真題與解題思路（電子版）
比賽地點
貴陽一中新世界國際學校
獎項設置
全球獎項
? 金獎 Gold
? 銀獎 Silver
? 銅獎 Bronze Ⅰ
? 銅獎 Bronze Ⅱ
報名須知
報名方式：
1. 本校學生：請在班級物理科任老師處報名并繳費。
2. 外校學生：請發(fā)郵件至vkun_fl@foxmail.com申請報名。
參賽費用：每人 300 元人民幣
（包含：競賽考試費，學術資料費用與獲獎證書費用）
注：競賽費用只通過支付寶轉賬至報名老師處。
報名及繳費截止時間
2019年2月28日（周四）
在英國物理挑戰(zhàn)賽中體驗一把“流浪地球”吧！
圖文：文章轉載自ASDAN
整理：方坤紅
部門：國際教育中心
責任編輯：呂穎