题目内容

同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝,地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离和地球接受太阳的辐射能的变化趋势”的问题时有下列结论.请你判断哪些结论正确(  )
①太阳内部进行剧烈的热核反应,辐射大量光子,太阳质量应不断减小
②日地间距离应不断增大,地球公转速度应不断减少,公转周期将不断增大
③日地间距离应不断减小,地球公转速度应不断增大
④地球表面单位面积平均接受的太阳辐射能将不断减小.
分析:太阳辐射能量,能量是由热核反映发生的,向外辐射的是由质量的粒子.
由太阳质量减小,故对地引力会减小,地球会做离心运动,则由引力提供向心力可分析速度.
由万有引力提供向心力的周期公式可以分析周期.
由于太阳是向外以球形辐射能量,故越远的地方单位面积接收到的能量越少.
解答:解:
①太阳在不断地向外辐射能量,内部进行的热核反应有质量亏损,因此太阳质量在不断减小,故①正确;
②③由于太阳质量的减小,太阳对地球的引力也随之减小,地球将做离心运动,轨道半径增大,由:
G
Mm
r2
=m
v2
r

解得:v=
GM
r

由于M减小,r增大,故v减小,因此地球速度变小.
由万有引力提供向心力的周期表达式G
Mm
r2
=mr
4π2
T2
,解得:
T=
4π2r3
GM

M减小,r增大,故T增大,即地球公转周期增大,故②正确,③错误
④由于地球逐渐远离太阳,因此地球表面单位面积上平均接收的太阳辐射将不断减小,故④正确.
故选:A
点评:本题重点之一是要知道辐射是怎么回事,辐射会使物体的质量减小,且原则上任何物体都在发生辐射.之二是要对离心运动理解好,对圆周运动来说,提供的向心力减小物体就会做离心运动,反之若提供的向心力增大,则物体就会向着中心天体运动(原则上不能称为向心运动,因为没这种说法.)
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