相信喜欢看科幻电影的朋友，一般应该听过引力弹弓效应，中国最火的科幻电影《流浪地球》，其实就是讲述了引力弹弓的故事，关于电影里的事儿，我们一会儿再说，我们先来看下面的一个问题。
其实这是讲解引力弹弓效应最常用的例子，只是很少有详细的解算，今天就稍微硬核一下，先来讲一下这个计算，高中物理就完全可以解释，当然看不懂也完全没有关系，不影响引力弹弓效应的理解。
如下图所示，小球m与大球M发生完全弹性碰撞。
完全弹性碰撞
左图为碰撞前的速度，右图为碰撞后的速度，当m远小于M时，即m< 碰撞后的速度解算公式 其实就是动量守恒与动能守恒，从式中可以看到m速度不仅反向了，还获得了2倍的M的速度。是不是有点不可议？ 其实如果定性的理解也是没有问题，如果以M为参考系，m与M发生弹性碰撞，那么碰撞后m与M的相对速度保持不变，只是方向相反，是不是也是一样的结果？然后我们就可以引出下面这张图了。 引力弹弓示意图 备注是我添加的，因为如果m可以从这么一个完整的半圆的话，m应该就会被M捕获了，它想逃逸出M的引力范围没有那么简单，但是这张图和上面的碰撞图意义是一样的，只是M使用引力在接触的情况下实现了完全弹性碰撞。 那么真实的的曲线应该是什么样呢？我做了个简图，如下图所示。 轨道曲线图 有了这个图大家可以再思考一下，速度曲线会是什么样呢？ 引力弹弓效应速度曲线图 为什么会是这样的曲线呢？因为逃逸这个星球还需要消耗一定的动能。 回过头来，我们再说说流浪地球，为什么我们逃离太阳系要去木星转一圈呢?就是依靠地球上的发动机来进行加速太慢了，借助木星的引力弹弓效应可以快速的增加地球的逃逸速度，从而远离太阳系。 
说了这么多，在现实中，引力弹弓效应有没有用呢？答案是肯定的，而且人类已经不止一次利用这个效应了。最出名的莫过于NASA的旅行者1号和旅行者2号了。
旅行者一号和二号都是在1977年发射的，就是因为这是唯一一年最多可利用四颗行星进行引力弹弓加速的年份，下一次出现这种现象要176年以后了，旅行者二号不负重望，就利用了木星、土星、天王星和海王星进行引力弹弓加速，如下图所示。
旅行者1号与旅行者2号飞行轨迹示意图
好啦，关于引力弹弓效应今天也就讲到这里了，如果对我的文章感兴趣，请点赞、留言、评论和转发，关注我，了解更多科普知识！
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