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模型一:超重和失重系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度或此方向的分量向上超重加速向上或減速向下F=mg+;向下失重加速向下或減速上升F=mg難點(diǎn):一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng) 斜面對(duì)地面的壓力 地面對(duì)斜面摩擦力導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動(dòng)?

F

m搞清物體對(duì)斜面壓力為零的臨界條件斜面固定:物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg

物體沿斜面勻速下滑或靜止 >

物體靜止于斜面<

物體沿斜面加速下滑一

/

,與運(yùn)動(dòng)方向和有無(wú)摩擦(μ

m

記?。篘= (N

為兩物體間相互作用力),m

mN=

mN=

m記住:N= (N

為兩物體間相互作用力),m

mN=

mN=

mF

mFm

g

mm

m

F

是上面的情況

mAB

g

mBF=

m

m

m F

FF=0 m

m

+m

N=m

Fm

m ②

F≠;F≠

mmm

m m

m m

m F m>m <N例如:

=

m

F

為第

個(gè)以后的質(zhì)量

對(duì)

的作用力Fnm

/

F

m

g

L

B

B

VB=

gR

mv

2mgR=mg

+

A BV

2V V

=B A A

V

2V

=B

A

>

VB=

gR

AB

B

/

證:平拋運(yùn)動(dòng)示意如圖,設(shè)初速度為V

證:平拋運(yùn)動(dòng)示意如圖,設(shè)初速度為V

1.豎直上拋運(yùn)動(dòng):速度和時(shí)間的對(duì)稱(chēng)分過(guò)程:上升過(guò)程勻減速直線運(yùn)動(dòng),下落過(guò)程初速為

的勻加速直線運(yùn)動(dòng).全過(guò)程:是初速度為V加速度為g

的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。上升最大高度 上升的時(shí)間

從拋出到落回原位置的時(shí)間

=2og上升、下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的加速度相同,而速度等值反向上升、下落經(jīng)過(guò)同一段位移的時(shí)間相等。勻變速運(yùn)動(dòng)適用全過(guò)程

=

Vo

-g

; V

=

Vo-g

;V-V

=

、V的正負(fù)號(hào)的理解平拋運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)b

g

依平拋規(guī)律有:V

=

V 速度: V

=gt

S

=

V

t 位移:

①②

由①②得:

由①②得:

/

此時(shí)沿拋出方向水總位移的中點(diǎn)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)研究物體通過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況,并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例)①火車(chē)轉(zhuǎn)彎②汽車(chē)過(guò)拱橋、凹橋

③飛機(jī)做俯沖運(yùn)動(dòng)時(shí),飛行員對(duì)座位的壓力。④物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(汽車(chē)在水平公路轉(zhuǎn)彎,水平轉(zhuǎn)盤(pán)上的物體,繩拴著水流星、雜技節(jié)目中的飛車(chē)走壁等)。⑤萬(wàn)有引力——衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、庫(kù)侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力——錐擺、(關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的)(1) 火車(chē)轉(zhuǎn)彎:設(shè)火車(chē)彎道處內(nèi)外軌高度差為h,內(nèi)外軌間距L,轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌,使得火車(chē)所受重力和支持力的合力F

L

L( L

L(

為轉(zhuǎn)彎時(shí)規(guī)定速度)由

F

mg

mg

mg

m

g①

恰能通過(guò)最高點(diǎn)時(shí):mg=m

,臨界速度V=

;(2) 無(wú)支承的小球:知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,T最小值只能為零,此時(shí)小球重力作向心力。結(jié)論:最高點(diǎn)時(shí)繩子(或軌道)對(duì)小球沒(méi)有力的作用,此時(shí)只有重力提供作向

(實(shí)際上球還未到最高點(diǎn)就脫離了軌道)R

R

(或距圓的最低點(diǎn))h

處落下的物體。

☆此時(shí)最低點(diǎn)需要的速度為V=

☆最低點(diǎn)拉力大于最高點(diǎn)拉力ΔF=6mg②

最高點(diǎn)狀態(tài):

mg+T=m

L

(臨界條件T=0,

臨界速度V=

,

V≥V才能通過(guò))最低點(diǎn)狀態(tài):

T最低點(diǎn)狀態(tài):

T-

mg

=

mLT-

T=6mg(g可看為等效加速度)

高到低過(guò)程機(jī)械能守恒:

m

m

高②

半圓:過(guò)程mgR=

mv 最低點(diǎn)T-mg=m

R

繩上拉力T=3mg;

=

小球在與懸點(diǎn)等高處?kù)o止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度a=2g③與豎直方向成角下擺時(shí),過(guò)低點(diǎn)的速度為V

=

,此時(shí)繩子拉力T=mg(3-2cos)

/

(3)

有支承的小球:在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況:①臨界條件:桿和環(huán)對(duì)小球有支持力的作用

(由

mgN

m 知)轉(zhuǎn)不過(guò)最高點(diǎn))②當(dāng)

時(shí),支持力

N向上且隨

增大而減小,且

mg

N

③當(dāng)

④當(dāng)

時(shí),N

時(shí),N

向下

(即拉力)隨

增大而增大,方向指向

圓心。

N

N

mg

N

低點(diǎn):T-mg=mv/R

T=5mg

;恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí),此時(shí)最低點(diǎn)速度:V =

低點(diǎn):T-mg=mv/R

T=5mg

;恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí),此時(shí)最低點(diǎn)速度:V =

恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí),此時(shí)從高到低過(guò)程

mg2R=

mv

注意:物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別(以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn),

g都應(yīng)看成等效的情況F

m

m

m(

建立方程組

F

在向心力公式F

=mv/R中,F(xiàn)

是物體所受合外力所能提供的向心 力,mv/R是物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時(shí),物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),即離心運(yùn)動(dòng)。線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動(dòng),逐漸遠(yuǎn)離圓心。

/

,

F

(

)

(

)

T

==m

==m

=m

M=

T GT

r

=

M

r

(當(dāng)

即近地衛(wèi)星繞中心天體運(yùn)行時(shí))=

(M=(M=V

=

=4

s=

=2

軌道上正常轉(zhuǎn): F

Mm

=

F

=

m

=

m

m

mm4

R

MmR

=

mg

mg

=

m

Mm

=

m

r①沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的幾個(gè)結(jié)論:

萬(wàn)有引力≈重力=向心力、

T

V

V

④運(yùn)行速度與發(fā)射速度、變軌速度的區(qū)別⑤衛(wèi)星的能量

減小(EK減小p增加),所以

E

增加;需克服引力做功越多,地面上需要的發(fā)射速度越大⑦衛(wèi)星在軌道上正常運(yùn)行時(shí)處于完全失重狀態(tài)

,與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行

年,

自轉(zhuǎn)周期

小時(shí)地球表面半徑

x 表面重力加速度

m/s

月球公轉(zhuǎn)周期

/

具體變化過(guò)程可用如下示意圖表示.

關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率,

a=

V

P定

F

m

a=0

m

mm

m

=

F

速度啟

=

F

F

m

a=

P額F

m

a=0

mm

m

mm

m

m

m

(1) 2m

E

m

E 2m

E

2m

E

pppp

m

m

m

m

(2)特別注意勻加速起動(dòng)時(shí),牽引力恒定.當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時(shí)的速做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)(這階段類(lèi)同于額定功率起動(dòng))直至

,◆彈性碰撞:

彈性碰撞應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足:

K K K

2m m 2m 2m

m

)v

m

)v

m

m

m

(m

m)

m

m

m

mm

mm

m

mm

①一動(dòng)一靜且二球質(zhì)量相等時(shí)的彈性正碰:速度交換②大碰小一起向前;質(zhì)量相等,速度交換;小碰大,向后返。③原來(lái)以動(dòng)量向運(yùn)動(dòng)的臨界條件。

/

m=0

m

=0

m=0

m

=0

'=

m

m

'= m

m m

m m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

mm

m

m

E m

m

m

m

損 .

m

m m

m

m

E

m

m

m

m

m

E

m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

E =

mg

d =

=

d

=

= =

=

m

m

m

m

m

m m

m

m

m

uu=MM

L

/

兩者速度相等。實(shí)際上子彈打木塊就是一動(dòng)一靜的完全非彈性碰撞m

M

dmv

M

m

=d

mv

mv

d

mv

M

m

MmM

m

d

d

模型十一:滑塊在動(dòng)量問(wèn)題中我們常常遇到這樣一類(lèi)問(wèn)題,如滑塊與滑塊相互作用,滑塊與長(zhǎng)木板相互作用,滑塊與擋板相互作用,子彈射入滑塊等,或在此基礎(chǔ)上加上彈簧或斜面等,這些問(wèn)題中都涉及到滑塊,故稱(chēng)之為“滑塊模型”,此模型和子彈打木塊基本相似。、運(yùn)動(dòng)情景①

對(duì)

m:勻減速直線運(yùn)動(dòng)②

對(duì)

:勻加速直線運(yùn)動(dòng)

m

M③

對(duì)整體:m

相對(duì)

運(yùn)動(dòng),、動(dòng)量關(guān)系

m

l

對(duì)

m:

mgt

mv

mv②

對(duì)

mgt

對(duì)整體:mv

(

M

m)

/

對(duì)

m:動(dòng)能減小

對(duì)

m:動(dòng)能減小

mgs

mv

mv m ②

對(duì)

:動(dòng)能增大

mgs

M

E

mv

M

m

mglK

、臨界條件速度相等(l

最大,L最小,m

恰好不滑下)

m

V

人船相對(duì)位移

s= m

d

M/m=L/Lm

L

L

L

2L

g

g

g

g

L

g

g

g

g

L

L不超過(guò)

L

)mgl

mv

mg

L

/

mg

L

EK

EK

WFeq

\o\ac(△,=) EKeq

\o\ac(△,+) E(a)傳送帶做的功:WF

功率

(F

由傳送帶受力平衡求得)(b)產(chǎn)生的內(nèi)能:

◆傳送帶形式:水平、傾斜和組合三種:傾斜傳送帶模型要分析θ與

的大小與方向按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種;按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分勻速、變速兩種?!魪椈烧褡雍秃?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

①?gòu)椈烧褡幼龊?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),回復(fù)力,“回復(fù)力”為振子運(yùn)動(dòng)方向上的合力。加速度為

m②簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱(chēng)性,即以平衡位置(a=0)為圓心,兩側(cè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)回復(fù)力、加速度、位移都是對(duì)稱(chēng)的。③彈簧可以貯存能量,彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系為:

eq

\o\ac(△,=)-EP

其中

為彈簧彈力做功。④在平衡位置速度、動(dòng)量、動(dòng)能最大;在最大位移處回復(fù)力、加速度、勢(shì)能最大。

/

⑤振動(dòng)周期

(T

⑤振動(dòng)周期

(T

與振子質(zhì)量有關(guān)、與振幅無(wú)關(guān)(T

與振子質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)K通過(guò)同一點(diǎn)有相同的位移、速率、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能;半個(gè)周期,對(duì)稱(chēng)點(diǎn)速度大小相等、方向相反。半個(gè)周期內(nèi)回復(fù)力的總功為零,總沖量為mv一個(gè)周期,物體運(yùn)動(dòng)到原來(lái)位置,一切參量恢復(fù)。一個(gè)周期內(nèi)回復(fù)力的總功為零,總沖量為零。

l

g與萬(wàn)有引力圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律;③系統(tǒng)的狀態(tài)超、失重情況;④所處的力與球質(zhì)量的比值。傳播的是振動(dòng)形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)并不隨波遷移。①各質(zhì)點(diǎn)都作受迫振動(dòng),②起振方向與振源的起振方向相同,③離源近的點(diǎn)先振動(dòng),④沒(méi)波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時(shí)間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時(shí)間⑤波源振幾個(gè)周期波就向外傳幾個(gè)波長(zhǎng)。⑥波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變,

波速

/

②若滿(mǎn)足:LL1)(,,,…),則

點(diǎn)的振動(dòng)減弱知波速和波形畫(huà)經(jīng)過(guò)Δt

I

如果

同相)①若滿(mǎn)足:LL

(,,,…,則

點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)。) II

I

、電場(chǎng)中 的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)

/

qu

m

E

F

m

m

dm

q

do

mq

o o o o

tg

T

R

m

R

T

RR

m

m

R

R

R

=

=2

=2

=2

圓心角(回旋角)(或)、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱(chēng)規(guī)律:特別注意在文字中隱含著的臨界條件、從同一邊界射入的粒子,又從同一邊界射出時(shí),速度與邊界的夾角相等。b、在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),沿徑向射入的粒子,一定沿徑向射出。、復(fù)合場(chǎng)中的特殊物理模型.粒子速度選擇器如圖所示,粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后得到一定的速度

,進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng),受到的

B=,

/

,粒子做直線運(yùn)動(dòng),與粒子電量、電性、質(zhì)量無(wú)關(guān)若

<,電場(chǎng)力大,粒子向電場(chǎng)力方向偏,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加.若

>,洛倫茲力大,粒子向磁場(chǎng)力方向偏,電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減少.

B

d

b

質(zhì)譜儀:如圖所示:組成:離子源

,加速場(chǎng)

,速度選擇器(E,B),偏轉(zhuǎn)場(chǎng)

B,膠片.原理:加速場(chǎng)中

?比荷:

q選擇器中:

比荷:

q偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中=,=Em

d

EB

質(zhì)量m

質(zhì)量m

E作用:主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素.回旋加速器如圖所示:組成:兩個(gè)

形盒,大型電磁鐵,高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓

作用:電場(chǎng)用來(lái)對(duì)粒子(質(zhì)子、氛核

粒子等)加速,磁場(chǎng)用來(lái)使粒子回旋從而能反復(fù)加速.高能粒子是研究微觀物理的重要手段.要求:粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期.

:

m

/

q

mv

EK

mv

m

B

R

在電磁場(chǎng)中,“導(dǎo)體棒”主要是以“棒生電”或“電動(dòng)棒”的內(nèi)容出現(xiàn),從組合情況看有棒與電阻、棒與電容、棒與電感、棒與彈簧等;從導(dǎo)體棒所在的導(dǎo)軌有“平面導(dǎo)軌”、“斜面導(dǎo)軌”“豎直導(dǎo)軌”等。主要考慮棒平動(dòng)切割

B

時(shí)達(dá)到的最大速度問(wèn)題;及電路中產(chǎn)生的熱量Q;通過(guò)導(dǎo)體棒的電量問(wèn)題。①

F

L

(F

為導(dǎo)體棒在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力)。(電動(dòng)勢(shì))都在變化,但達(dá)最大速度之后,感應(yīng)電流及安培力均恒定,計(jì)算熱量運(yùn)用能量觀點(diǎn)處理,運(yùn)算過(guò)程得以簡(jiǎn)捷。②F

mvm

(WF

為外力所做的功;

W為克服外界阻力做的功); ③流過(guò)電路的感應(yīng)電量q

I

.模型要點(diǎn):()力電角度:與“導(dǎo)體單棒”組成的閉合回路中的磁通量發(fā)生變化→導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→導(dǎo)體棒受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化→……,循環(huán)結(jié)束時(shí)加速度等于零,導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。( 或求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小→利用右手定則或楞次定律判斷電流方向→分析電路結(jié)構(gòu)→畫(huà)等效電路圖。()力能角度:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,當(dāng)外力克服安培力做功時(shí),就有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;當(dāng)安培力做正功時(shí),就有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

B

E

+

/

d我們可以將運(yùn)動(dòng)的粒子可看成一根根切割磁力線的導(dǎo)電棒,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,會(huì)在棒兩端產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),如右圖所示。

F

是外界的推力, pF

是安培力。F

F

p

dI

p

I

I

L

r

L

d

rL

I

F

F

p

d

rL

r

r

r

r

Lp

F

L p L L遠(yuǎn)距離輸電:畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、、

、,相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。功率之間的關(guān)系是:

P=P1/

P=P2/

,P=P=P。電 壓 之 間 的 關(guān) 系 是 :

/

。

n

nI

n I

。

n

nI

n I n

,

,

r 電流之間的關(guān)系是:

I

n

,

I

n

,I

I

I

r 是這類(lèi)問(wèn)題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用P

I

r,分析和計(jì)算時(shí)都必須用P

I

r,

I

r,而不能用

r

。

r

L

,◆

測(cè)量電路(內(nèi)、外接法)要點(diǎn):內(nèi)大外小,即內(nèi)接法測(cè)大電阻,外接法測(cè)小電阻。計(jì)算比較法R

R

=R

R

=

A

>

RX

適于測(cè)大電I阻VA內(nèi)

R

R

比較

條件R

R

R

ARX

A

R己知

R、

A及

R大致值R時(shí)R>

R

A

R

R

RRR

RR

=

適于測(cè)小電

A

VR

I

I

R

R

R

R

R

R

A

RX<

R

A

R

選擇方法:①R與

R、RA粗略比較②

計(jì)算比較法

R

R

A

R

比較◆

供電電路(限流法、分壓法)以“供電電路”來(lái)控制“測(cè)量電路”:采用以小控大的原則電路圖 電壓變化范圍 電流變化范圍 優(yōu)勢(shì) 選擇方法

/

限流

R

E

EE~E

~R

R

R

R

R

RR

比較小、

比較大,R電路簡(jiǎn)單

R

>n

倍的

R附加功耗小

通電前調(diào)到最大電壓變化范圍調(diào)壓

~E

ER

R比較大、R

比較小要求電壓

R

0

開(kāi)始變化

通電前調(diào)到最小R

唯一:比較

R

R

唯一:比較

R

R滑

R

分壓接法R

X

RR

R

限流方式R

≈R兩種均可,從節(jié)能角度選限流

R

不唯一:實(shí)難要求

確定控制電路

R

實(shí)難要求:①負(fù)載兩端電壓變化范圍大。②負(fù)載兩端電壓要求從

開(kāi)始變化。③電表量程較小而電源電動(dòng)勢(shì)較大。有以上

種要求都采用調(diào)壓供電。無(wú)特殊要求都采用限流供電歐姆表測(cè):使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程(大到小)、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù)時(shí)注意擋位(即倍率)、撥

off

擋。注意:測(cè)量電阻時(shí),要與原電路斷開(kāi)

,選擇量程使指針在中央附近

,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。電橋法測(cè):

半偏法測(cè)表電阻:

,調(diào)

R使表滿(mǎn)偏;

,調(diào)

R使表半偏.則

R

;

V

流表的內(nèi)阻

=、先合下

,調(diào)節(jié)

使電流表指針滿(mǎn)偏.、再合下

,保持電阻

不變,調(diào)節(jié)

使電流表指針半偏,記下

的值.若

>>

,則

= 一般情況

測(cè)量<

真實(shí)圖

A 圖

B◆

半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻(圖

A)

于總電流幾乎不變,電流表和

上各有一半電流通過(guò),意味著它們電阻相等,即為電 ◆

半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻(圖

B)

幾乎不變,電壓表和

上電流相同,意味著它們電阻相等,即為電壓表的內(nèi)阻

= V

/

先合下

,調(diào)節(jié)

=0,再調(diào)節(jié)

使電壓表指針滿(mǎn)偏. 保持變阻器電阻

不變,調(diào)節(jié)

使電壓表指針半偏, 記下

的值..若

>>

,有

=

,

一般情況 >

V 美國(guó)邁克耳遜用旋轉(zhuǎn)棱鏡法較準(zhǔn)確的測(cè)出了光速,反射定律(物像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng));由偏折程度直接判斷各色光的n折射定律n

i

o

空 介 介

X

L

d

d n L

da

X

X

在振蕩電路

作周期性運(yùn)

X

V

/

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