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文檔簡介
1、 戴氏教育-余老師 機械功、功專題訓(xùn)練一、杠桿的動態(tài)平衡分析 例1 如圖所示,一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動,杠桿下端掛一重物,為了提高重物,用一個始終跟杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置,在這個過程中直桿A.始終是省力杠桿 B.始終是費力杠桿C.先是省力的,后是費力的來源:Z D.先是費力的,后是省力的 例2 如圖所示的杠桿提升重物,設(shè)作用在A端的力F始終豎直向下,在將重物慢慢提升到一定高度的過程中,F(xiàn)的大小將()A、保持不變B、逐漸變小C、逐漸變大D、先變大,后變小 例3 (2008南平)南平市政府為了讓市民能親近大自然,在南平濱江路實施“親水工程”施工中,一工人利用如圖所示的滑輪,若沿不同
2、方向?qū)⒁煌澳嗌程岬礁咛帲ú挥嬆Σ粒敲垂と擞玫睦κ牵海ǎ?A、F1大 B、F2大 C、F3大 D、一樣大 例4 如圖所示,若在不計摩擦的情況下把物體勻速向上提起,則拉力F1與F2相比較() A、F1較小 B、F2較小 C、F1與F2一樣大 D、無法確定 例5 重力均為1N的A、B滑輪如圖所示組裝,重物G重20N,繩端拉力為F若不計摩擦,在勻速提起重物時,下面結(jié)論中正確的是() A、B均為定滑輪,F(xiàn)=20N B、B均為動滑輪,F(xiàn)=5.5N C、A為定滑輪、B為動滑輪,F(xiàn)=10.5ND、A為定滑輪、B為動滑輪,F(xiàn)=9.5N 【例6】一根長為1.8m的扁擔(dān),左、右兩端分別掛了24Kg和30Kg的
3、貨物,要使挑的時候扁擔(dān)平衡,肩膀應(yīng)放在距離扁擔(dān)左端 m的位置上(不考慮扁擔(dān)的重)(09·安徽蕪湖)19我們都做過“探究杠桿平衡條件”的實驗。 (1)實驗前沒有掛鉤碼時,若杠桿左端下傾,則應(yīng)將右端的平衡螺母向_(選填 “左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,實驗前使杠桿水平平衡的目的是 _。 (2)實驗中,用圖9所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距),但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式。這主要是因為該種方式( )A一個人無法獨立操作B需要使用太多的鉤碼C力臂與杠桿不重合D力和力臂數(shù)目過多 (3)圖9中,不改變支點O右側(cè)所掛的兩個鉤碼及其位置,保持左側(cè)第_格的鉤碼不
4、動,將左側(cè)另外兩個鉤碼改掛到它的下方,杠桿仍可以水平平衡。答案:(1)右 使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響 (2)D (3)2二 在運用解答滑輪組的問題時,繩子的股數(shù)n的確定; 例8 如圖,分別用不同的滑輪或滑輪組勻速提起重為1800N的物體時,則F1= ,F(xiàn)2= , F3= ,F(xiàn)4= 【例9】如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖它由4個定滑輪和兩個動滑輪組成,繩子的尾端繞在一個固定在墻壁的旋輪上,旋轉(zhuǎn)搖柄可以使晾衣架升降假設(shè)在升降過程中衣架橫梁保持水平,請回答下列問題: (1)假設(shè)衣服和晾衣架(含動滑輪)等的總重是50N,則靜止時繩子拉力是 N;(各種摩擦力忽略不計)
5、160; (2)要使衣架橫梁上升1m,則繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是 m; (3)通過增加滑輪,可以使此裝置更省力,請你在答卷上畫出正確的繞線方法。答案:(1)12.5 (2)4 (3)如下圖所示【例10】(09·廣西玉林)如圖13是小海同學(xué)“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗裝置。他按圖示提起鉤碼時注意保持測力計勻速移動,分別測得一組數(shù)據(jù)如下表所示鉤碼重G/N鉤碼升高高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離S/m甲0.980.20.980.2乙0.980.21.020.2丙0.980.20.550.4請你分析: (1)比較測力計示數(shù)的大小,可知:使用動滑輪的好
6、處是 ; (2)比較測力計拉力的方向,可知:使用定滑輪的好處是 ; (3)把鉤碼升高相同的高度,比較乙和丙實驗測力計移動的距離,可知:使用動滑輪 ; (4)在提升重物的過程中,如果要同時兼顧定滑輪和動滑輪的特點,則應(yīng)選擇 ; (5)進(jìn)一步分析實驗數(shù)據(jù),你還發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?(說明分析或計算什么,得到什么結(jié)論。寫出一個即可) 答案:(1)能省力 (2)可以改變力的方向 (3)費距離(移動更多距離) (4)由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組 (5)例如:計算動滑輪和定滑輪提起重物所做的功,發(fā)現(xiàn)使用動滑輪和定滑輪都不能省功;計算動滑輪(定滑輪)的機械效率,發(fā)現(xiàn)使用動滑輪(定滑輪)的機械效率小于l。(能說出其中
7、一個給2分。只說明結(jié)論,不說出分析計算什么數(shù)據(jù)的只給1分)第二部分【專題訓(xùn)練】專題一 杠桿的應(yīng)用1下列杠桿中屬于省力杠桿的是( ) A鑷子 B.鉗子 C.釣魚桿 D.縫紉機的腳踏板3如圖所示,是生活中的幾種工具,其中屬于省力杠桿的是( )4.人用棒挑著重物扛在肩上行走時,在圖所示的各種方法中,胳膊用力最小的是( )5如圖是各式各樣剪刀的示意圖,它們都是一對的杠桿?,F(xiàn)要用它們來剪開較硬的物體,其中選用最合適的剪刀是( )6.如圖所示的簡單機械,在使用中屬于費力杠桿的是( )7.皮劃艇是我國的奧運優(yōu)勢項目之一,比賽中,運動員一手支撐住漿柄的末端(視為支點),另一手用力劃槳,此時的船槳是( )A等臂
8、杠桿 B費力杠桿 C省力杠桿 D省功杠桿8.如圖所示屬于費力杠桿的是( )A起子 B道釘撬 C筷子 D鋼絲鉗9. (09北京市)下圖所示的用具中,屬于費力杠桿的是答案:A10(09·上海)在如圖所示的簡單機械中,屬于費力杠桿的是 答案:B11如圖3所示,使用中屬于費力杠桿的工具是答案:C12(09·四川南充)如圖所示,一根杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動,B處掛著一重物G,如果在A點施加一個如圖所示的動力F使杠桿在水平方向上平衡,則該杠桿為A費力杠桿 B省力杠桿 C等臂杠桿 D以上三種情況都有可能答案: B13.如圖所示,在輕質(zhì)杠桿CA的中點用細(xì)繩掛上一個質(zhì)量為G的重物,為使杠桿在與豎直方
9、向成45°角的位置處于靜止,可在A端加不同方向的力,如F1、F2、F3,它們之間的大小關(guān)系是( ) AF2<F1F3 BF2<F3<F1 CF1<F2<F3 DF1F2F314、專門的把手一般都安裝在離門軸遠(yuǎn)的一端,如圖5所示。其中的科學(xué)道理是A根據(jù)杠桿的知識,推開門時比較省距離B根據(jù)杠桿的知識,
10、推開門時比較省力C根據(jù)功的知識,推開門時手對門做功較慢D根據(jù)功的知識,推開門時手對門做功較少答案:B15、如圖是一種健身器械,AOB可視為一個杠桿,0是它的支點。 (1)小明用力向下拉杠桿時,重物被抬起此時AOB是一個_ (選填“省力”或“費力”)杠桿。 (2)他想更容易抬起重物,應(yīng)該將手_ (選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”) O點,這是因為增大了_16、小民按圖5所示裝置做“杠桿平衡條件”的實驗時,操作步驟如下: A把杠桿的中點固定在支架上. B把鉤碼掛在杠桿的左邊,在右邊的不同 位置加減鉤碼,直至杠桿在水平位置平衡. C記下兩邊鉤碼的重,并用刻度尺測量出力臂的長度,分別填入實驗數(shù)據(jù)表格內(nèi). D改變
11、兩邊鉤碼數(shù)量或位置,使杠桿在水平位置重新平衡。重復(fù)上一實驗步驟. E分析表中的實驗數(shù)據(jù),得出結(jié)論. (1)實驗過程中,小民漏掉了一個重要的步驟,這個步驟的具體內(nèi)容是: 。(2)小民的實驗數(shù)據(jù)如下表。很明顯第 次的實驗數(shù)據(jù) 是錯誤的。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/m 阻力 F2/N 阻力臂L2/ m120.0440.02260.0640.09340.0360.04 (3)分析實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是: 。答案:(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡 (2)3 (3)F1L1 F2L217、小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中,一起組裝好如圖8所示的實驗裝置,他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置。(1
12、)小紅_向上拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,并由彈簧測力計讀出拉力為0.5N,同時小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1m,以上測量準(zhǔn)確無誤,其他被測物理量和計算的數(shù)據(jù)如下表:鉤碼重(N)彈簧測力計提升的高度(m)有用功(J)總功(J)機械效率20.40.20.2100%(2)小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%,他們意識到出現(xiàn)了錯誤,請你幫助找出原因_ _(3)該滑輪組的機械效率實際為_(4)若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機械效率將_(選填變大、變小、不變)答案; (1)勻速豎直(2)彈簧測力計提升的高度應(yīng)是0.5m(3)80(4)變大專題二 畫圖題1、畫出圖中各力的力臂:2畫出圖
13、中各力的力臂: 2、易錯題畫出圖中各力的力臂 專題三:滑輪-豎直方向上提升問題1、如下左圖所示,物體A重20N,滑輪重1N,繩重不計,彈簧秤示數(shù)為25N,則物體B的重為_N。地面對物體A的支持力_N.2、如下右圖所示,已知物重為G,則各圖中的拉力F各為多少?(滑輪組及摩擦不計)第1題圖 第2題圖3、用定滑輪勻速提升重物,所用拉力的方向如下左圖所示,不計摩擦,比較拉力F1、F2、F3的大小( ) A、F1F2F3 B、F1=F2=F3 C、F1F2F3 D、F2F3F1 第3題圖 第4題圖4、如上中圖所示,人對繩的自由端拉力F都相等,且物體處于靜止?fàn)顟B(tài),不計滑輪重和摩擦,比較四個物體重力,最大的
14、是 ( )A、G1 B、G2 C、G3 D、G45、圖中定滑輪重2N,動滑輪重1N。物體A在拉力F=4N的作用下,1s內(nèi)沿豎直方向勻速升高了0.2m。不計繩重和軸摩擦,則以下計算結(jié)果正確的是 A.繩子自由端移動速度為0.4m/s B.滑輪組的機械效率為87.5%C.天花板對滑輪組的拉力為10N D.滑輪組對物體A做功的功率為1.6W6、. 利用如圖所示的甲、乙兩滑輪組,在相同的時間內(nèi)用大小相同的力F1、F2分別把質(zhì)量相等的重物提升到相同的高度,則 A.力F1做功的功率大 B.甲滑輪組的額外功較大C.乙滑輪組的機械效率高 D甲、乙兩個滑輪組的總功相同7用圖1所示裝置提升重為900牛的物體A,加在
15、繩自由端的拉力大小為400牛時恰好可以使物體勻速上升求:(1)求此時滑輪組的機械效率;(2)若不計繩重和摩擦,求動滑輪的重;(3)若提升的重物改為1200牛,此時滑輪組的機械效率又為多少?(4)在(3)問中需要在繩自由端加多大的拉力才能將物體勻速拉起? 圖18用動滑輪將重為80牛的物體勻速提升2米,拉力做功200焦不考慮繩重和一切摩擦(1)求此時動滑輪的機械效率;(2)如果該動滑輪勻速提升200牛的重物,拉力的功率為11瓦,則重物上升的速度是多大?圖29.如圖9所示,物體重180N,動滑輪重20N,繩重和摩擦不計.在拉力F的作用下,物體正以0.1m/s的速度勻速上升.求:(1)拉力F;(2)拉
16、力做功的功率;(3)動滑輪的機械效率.第20題圖10.如圖所示是小明同學(xué)測滑輪組機械效率的實驗裝置圖.他做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m,不計繩重及摩擦.請你回答:(1)小明所用的拉力是多少N?(2)該滑輪組的機械效率是多少?(3)根據(jù)題目所提供的相關(guān)信息,還可以求出其它一些物理量.請從中任選兩個并加以解答.11(09赤峰)如圖所示是一種起重機的簡圖,用它把質(zhì)量為4×102kg ,底面積為0.5m2的貨物G勻速提起(g=10N/kg)。求(1)起吊前,當(dāng)貨物靜止與水平地面時,它對地面的壓強是多少?(2)若把貨物勻速提起12m,用了40s,則貨物上升的速度是多少?(3)起重
17、機對貨物做功的功率是多少?(4)若OA=12m,OB=4m,起重機本身重力不計,吊起貨物時為使起重機不翻倒,其右邊至少要配質(zhì)量m0為多少kg的物體?答案:(1)靜止于水平地面:F=G=mg=4×102kg×10N/kg=4×103N1分P=F/S=4×103N/0.5m2=8×103Pa 1分 (2)v=s/t=12m/40s=0.3m/s2分 (3)W=Fs=4×103N×12m=4.8×104J1分P=W/t=4.8×104J/40s=1.2×103W1分 (4)由杠桿平衡條件:OA
18、5;mg=OB×m0g1分m0=OAm/OB=12m×4×102kg/4m=1.2×103kg1分專題四: 滑輪-水平方向上拉動物體1、在下左圖中,物體A的重力為G,拉力F的作用下,物體沿水平桌面做勻速直線運動,已知物體受到的摩擦力為f,則人對繩的拉力F的大小等于 ( )A、0.5G B.2G C. 0.5f D.2f2、如上右圖所示,若拉力F900牛頓,物體A重1500牛頓,不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦。當(dāng)繩子自由端移動3米,則沿水平方向勻速拉動物體A前進(jìn)時,物體A與地面間摩擦力是_牛頓,物體A移動_米。3、如下左圖所示,在水平面桌面上放一個200N重的
19、物體,物體與桌面的摩擦力為40N,勻速拉動物體時,水平拉力F應(yīng)為 。 4.如圖6所示的滑輪組,繩與滑輪間的摩擦不計。將質(zhì)量為3kg的物體A放在粗糙的水平面上,勻速拉動時受到的摩擦力f=G/10,則物體的重力為 N;拉力F為 N5.、在水平桌面上放一個重300牛頓的物體,物體與桌面的摩擦力為60牛頓,如圖135所示,若不考慮繩的重力和繩的摩擦,勻速移動物體時,水平拉力F_牛頓。 6、如圖所示,在拉力F的作用下,重80N的 物塊A正以0.2m/s的速度在水平桌面上做勻速直線運動,此時彈簧測力計的示數(shù)為20N,該裝置的機械效率為80%,則 A.2s內(nèi),拉力F移動的距離為0.4mB.拉力F的大小為40
20、NC.2s內(nèi),彈簧測力計的拉力對物塊A所做的功6 JD.拉力F做功的功率為5W7用圖3所示滑輪組拉著一重為100牛的物體A沿水平面做勻速運動,所用拉力F的大小為40牛(1)不計輪和繩的重力以及摩擦,求:物體A所受的摩擦力(2)若滑輪組的機械效率為80%,求:物體A所受的摩擦力8、如圖所示,用滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速移動,在40S內(nèi)移動了8m,拉力F做的總功為1280J。求:(1)求拉力F的大小和功率;(2)若滑輪組的機械效率為95%,求動滑輪的重力(不計繩重及繩子與滑輪間的摩擦)。32. 18. 80N ; 32w ; 8N專題五:機車牽引力做功問題1湘桂鐵路擴能改造工程于2
21、008年12月11日啟動,設(shè)計列車速度達(dá)200 kmh。 (1)若工程竣工后,列車按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)運行,從柳州到南寧約需11 h,則柳州至南寧的鐵路線長約為多少? (2)假設(shè)質(zhì)量為4000 t的列車在平直軌道上勻速運行時,受到的阻力為列車重的,所有車輪跟鐵軌接觸的總面積約為08 m2。列車對鐵軌的壓強為多大?從柳州到南寧,機車共做了多少功?(取g=10 Nkg)答案:2、上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油。在一次測試中,汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力,5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m。(1)汽車受到水平方向的阻力是多少?(2)汽車牽引力所做的功和功率是多少?答案:解:(1)
22、汽車做勻速直線運動,它受到的是平衡力f = F = 2400N(1)W = Fs = 2400N×9000m = 2.16×107J P = = = 7.2×104W 答:略3、如圖16所示是世界上最長的跨海大橋杭州灣跨海大橋,全長36km。若某轎車以25m/s的速度勻速駛過大橋,問:(1)轎車通過整座大橋需要多少時間?(2)如果轎車行駛在橋面時的牽引力是2000N,轎車的功率是多大?答案:解:(1)轎車通過整座大橋需要的時間 由v = 得t = = = 1.44×103 (s)(2分) (2)轎車的功率P = = = F·v = 2000
23、215;25 = 5×104(w)(2分) 答:(略)。 (評分:公式和代入算出結(jié)果各占1分。本題滿分4分)4、在我市書院南路道路改擴建工程中,推土機發(fā)揮了重要作用如圖是某型號履帶式推土機,其發(fā)動機的額定功率為150kW,質(zhì)量為2.0×104kg,履帶與地面的總接觸面積為2.5m2(取g = 10N/kg)求: (1)推土機靜止時對水平地面的壓強; (2)若推土機在平直場地上以額定功率作業(yè),在其以1.5m/s的速度勻速前進(jìn)10m的過程中,它受到的阻力及阻力所做的功答案:解:(1)推土機對水平地面的壓力F壓 = G = m g = 2.0×104kg×10
24、N/kg = 2.0×105N 推土機對水平地面的壓強p = = 8×104 Pa(2)由題意知推土機的工作時間t = 6.67s 則推土機所做的功為W = P t = 150×103 W×s = 1×106 J 由于勻速運動,推土機受到的阻力 Ff = F牽= = 1×105 N 故阻力做的功W= Ff s = 1×105 N×10m = 1×106 J第三部分【實戰(zhàn)演練】1、青少年在安靜思考問題時,心臟推動血液流動的功率約為1.5W,則你在考試的2小時內(nèi),心臟做功約為 J,用這些功可以讓一個質(zhì)量為50
25、kg的物體勻速升高 m。(g取10N/kg)答案:10800 21.62、如圖6所示,用一動滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動,物體A重為20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力為2.5N,則在2s內(nèi)拉力做的功是_,滑輪的機械效率是_(不計滑輪重力) 3、下列關(guān)于功率和機械效率的說法中,正確的是( )A功率大的機械,做功一定多 B做功快的機械,功率一定大C效率高的機械,功率一定大 D做功多的機械,效率一定高4、關(guān)于機械效率,下列說法正確的是( )A.有用功越大,機械的機械效率就越高 B.額外功越大,機械的機械效率就越低C.總功
26、越大,機械的機械效率就越低 D.有用功與總功的比值越大,機械的機械效率就越高5、甲、乙兩機械,甲的機械效率是70、乙的機械效率是50,下列說法中正確的是( )A、使用甲機械做功省力 B、甲機械做功快C、相同時間內(nèi),甲機械完成的功多 D、乙機械的額外功在總功中占的比例大。6.如圖11所示,建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶,動滑輪重為20N,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重. 若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m,則泥桶上升_m,手拉繩子的力為_N7.如圖所示,某工人利用滑輪組提升礦井中重800N的物體A,當(dāng)他所用的拉力F=500N時,物體A在10s內(nèi)勻速提升2m。若不計摩擦和繩重,下列說法中正確
27、的是 A.滑輪組的機械效率為85% B.動滑輪的重力為200NC.拉力所做的額外功是1000J D.拉力的功率為200W8.如圖所示,用力F拉著滑輪,使重200N的物體A以0.2m/s的速度,在水平地面上勻速運動,彈簧測力計的示數(shù)為5N。不計輪重、彈簧測力計重、繩重和軸摩擦,則下列敘述正確的是A.水平拉力F的功率是1W B.以滑輪為參照物,物體A是運動的C.物體A前進(jìn)1m,重力做功200 J D.物體A受到的摩擦力為5N9.如圖所示滑輪組不計繩重和滑輪軸摩擦,用力F水平向右拉動繩端,使重物A以0.1m/s的速度做勻速直線運動,已知拉力F的功率為10W,物體A重150N,則A.拉力F的大小為40
28、N B.拉力F做的功為6J C.物體A受到的摩擦阻力大小為100N D.繩端的移動速度為0.3m/s10如圖7所示,工人用滑輪組吊起質(zhì)量為l0kg的箱子,工人施加的拉力為250N,箱子 10s內(nèi)被勻速豎直提升了 2m,不計繩重和摩擦,取g=10N/kg。求:(l)箱子受到的重力;(2)工人做的有用功;(3)滑輪組的機械效率;(4)工人所做總功的功率。答案:11、如圖所示,鐵明同學(xué)向上跳臺階進(jìn)行晨練,鐵明重500N,在10s內(nèi)勻速連跳12個臺階,每個臺階的高度為0.2m,在這個過程中,已知鐵明克服摩擦做功為2800J,求在此過程中:(1)鐵明豎直向上跳的平均速度是多大?(2)鐵明克服重力做功是多
29、少?(3)鐵明做功的總功率是多大?答案:12學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300 kg的物理實驗器材,每套一箱?,F(xiàn)在,某實驗員需要把這批實驗器材搬運到14 m高的物理實驗室。(1)該實驗員需要做多少功?(不考慮他克服自身重力所做的功,取g = 10 N/kg)(2)假設(shè)他身體可以提供的功率P如圖14那樣取決于所搬運物體的質(zhì)量m。若要盡可能快地把這批器材搬上去,那么他每次搬運的箱子數(shù)應(yīng)為 個。(3)不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時間,求他搬運這批實驗器材的最短時間。答案:(1)W= Mgh(1分) = 300 kg×10 N/kg×14 m(1分) = 4.2×104
30、 J(1分) (2)3(2分)(3)要求搬運時間最短,身體所提供的功率應(yīng)最大,即P = 70 W。(1分)根據(jù) 得(1分) = = 600 s=10 min(1分13. (09·來賓)一輛重6×104 N的載重汽車以1 0ms的速度勻速在平直公路上行駛了2 min,已知汽車的牽引力為48×1 03 N。求: (1) 汽車在2 min內(nèi)通過的路程。(2)汽車發(fā)動機的功率。14小跳同學(xué)每次放學(xué)回家要背著沉重的書包爬上約15m高的樓,累得氣喘吁吁。小跳同學(xué)和書包總重600N,爬樓用時3min。求:(1)小跳背書包爬樓克服重力所做的功;(2)小跳爬樓克服重力做功的功率。答案:(1)9×103J (2)50W15(09·廣東茂名)
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