Question

同學們根據中學物理知識討論“隨著歲月的流逝，地球繞太陽公轉的周期、日地間的平均距離和地球接受太陽的輻射能的變化趨勢”的問題時有下列結論．請你判斷哪些結論正確（　　）
①太陽內部進行劇烈的熱核反應，輻射大量光子，太陽質量應不斷減小
②日地間距離應不斷增大，地球公轉速度應不斷減少，公轉周期將不斷增大
③日地間距離應不斷減小，地球公轉速度應不斷增大
④地球表面單位面積平均接受的太陽輻射能將不斷減小．

A．①②④

B．①③④

C．①②③

D．②③④

Answer 1

分析：太陽輻射能量，能量是由熱核反映發生的，向外輻射的是由質量的粒子．
由太陽質量減小，故對地引力會減小，地球會做離心運動，則由引力提供向心力可分析速度．
由萬有引力提供向心力的周期公式可以分析周期．
由于太陽是向外以球形輻射能量，故越遠的地方單位面積接收到的能量越少．

解答：解：
①太陽在不斷地向外輻射能量，內部進行的熱核反應有質量虧損，因此太陽質量在不斷減小，故①正確；
②③由于太陽質量的減小，太陽對地球的引力也隨之減小，地球將做離心運動，軌道半徑增大，由：
G

Mm

r2

=m

v2

r

解得：v=

GM r

由于M減小，r增大，故v減小，因此地球速度變小．
由萬有引力提供向心力的周期表達式G

Mm

r2

=mr

4π2

T2

，解得：
T=

4π2r3 GM

M減小，r增大，故T增大，即地球公轉周期增大，故②正確，③錯誤
④由于地球逐漸遠離太陽，因此地球表面單位面積上平均接收的太陽輻射將不斷減小，故④正確．
故選：A

點評：本題重點之一是要知道輻射是怎么回事，輻射會使物體的質量減小，且原則上任何物體都在發生輻射．之二是要對離心運動理解好，對圓周運動來說，提供的向心力減小物體就會做離心運動，反之若提供的向心力增大，則物體就會向著中心天體運動（原則上不能稱為向心運動，因為沒這種說法．）