精选河北专版秋中考物理总复习第14讲简单机械检测.docx
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精选河北专版秋中考物理总复习第14讲简单机械检测
精选河北专版2018年秋中考物理总复习第14讲简单机械检测
第1课时 杠杆和滑轮
命题点1 杠杆分类（8年1考）
1．（2013·河北）如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是（C）
①核桃夹 ②船桨 ③手推车 ④碗夹
A．①②B．②③C．②④D．③④
命题点2 探究杠杆的平衡条件（8年1考）
2．（2018·河北）探究杠杆的平衡条件．
（1）杠杆两端的螺母作用是__调节杠杆在水平位置平衡__．
（2）小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是__F1l1＝F2l2__．
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/m
阻力
F2/N
阻力臂
l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
（3）小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉F的力臂，弹簧测力计的读数应是__2__N．（一个钩码重0.5N）
解：
（4）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡．她用刻度尺测出l1和l2，则2l1__＞__（填“＞”“＜”或“＝”）3l2.
【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2（如图丁所示），则游码的质量为____g.
命题点3 杠杆平衡条件及其应用（8年2考）
3．（2015·河北）如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa.（OB＝3OA，g取10N/kg）
（1）画出F2的力臂．
（2）求合金块的质量．
（3）求F2的大小．
解：
（1）如图所示
（2）由杠杆的平衡条件：
F动l动＝F阻l阻
则G＝＝＝90N
根据G＝mg，所以m＝＝＝9kg
（3）由于p＝，则F支＝F压＝pS＝1.2×103Pa×（0.1m）2＝12N
由于F2与OB的夹角为30°，所以F2的力臂l2＝OB，
则（G－F支）×lOA＝F2×l2
F2＝＝＝52N
4．（2014·河北）小明做俯卧撑时（如图所示），可将其视为一个杠杆，重心在O点．他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2.
（1）画出以B点为支点时重力的力臂l.
（2）如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5∶2，地面对双手的支持力为多少？
（3）小明在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？
解：
（1）
（2）由于p＝，＝
则F手＝＝＝500N
（3）由杠杆的平衡条件：
F1l1＝F2l2
以B为支点时：
F脚尖×AB＝Gl……①
以A为支点时：
F手×AB＝G（AB－l）……②
将F脚尖＝250N、F手＝500N、AB＝1.5m代入①②式，解得：
G＝750N，l＝0.5m
构建数学模型如图所示，
利用相似三角形得＝，当肩部上升的距离为h＝0.36m时，重心上升的距离为Δh
则：
Δh＝＝＝0.24m
1min内克服重力所做的功：
W＝nGΔh＝30×750N×0.24m＝5400J
重难点1 杠杆的动态平衡问题
（2018·临沂）图（a）所示的杠杆是水平平衡的．如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所示，则杠杆（A）
A．右端下沉
B．左端下沉
C．要保持平衡应将左端的物体向右移动
D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体
【变式训练1】 如图所示，刻度均匀的杠杆处于水平平衡状态，每个钩码质量均相等．若将两边的钩码分别向靠近支点的方向移动相同的距离后，杠杆将（C）
重难点2 杠杆的最小力问题
（2018·眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）．
解：
【变式训练2】 如图所示，画出使杠杆AB在如图位置静止时所用最小力F的作用点和方向．
解：
实验突破 探究杠杆的平衡条件
（2018·枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置．
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向__右__调节，使杠杆在水平位置平衡．
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的__左__端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和较少钩码的前提下，只需将__左侧的钩码去掉一个__即可．
（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示．你认为__小李__的实验方案更好，请说明你的理由__弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量__．
（4）实验中小王发现：
如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？
请说明理由__这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡__．
（5）如图戊所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将__变大__．
戊 己
（6）小明组在实验中，发现用如图己装置的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学们不宜采用这种方式，主要是因为__C__（填字母）．
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡
1．（2018·烟台）如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是（C）
2．（2017·济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力．图中能够正确表示动力臂的是（B）
A．l1B．l2C．l3D．l4
3．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（D）
4．（2018·邯郸一模）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图．下列说法中正确的是（C）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
5．（2018·潍坊）如图所示，杠杆处于平衡状态．如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将（B）
A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断
6．（2018·连云港）如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡．如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（B）
A．F1＜F2B．F1＞F2C．F2＜GD．F1＝G
7．（2018·乌鲁木齐）如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止．则每个动滑轮的重力为（B）
A．3NB．6NC．11ND．22N
8．（2017·聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是（D）
A．动力臂为0.08m
B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4N
D．钩码总重为2N
9．在生活和生产实践中，很多地方用到了简单机械，比如汽车方向盘实际上是一个__轮轴__，盘山公路实际上是一个__斜面__．（填“杠杆”“滑轮”“轮轴”或“斜面”）
10．（2018·天津）利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于__省力__（填“省力”或“费力”）杠杆：
利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为__300__N.
11．（2018·河南）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如图为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为__10__000__N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了__15__cm.（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
12．（2017·曲靖）如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F1＝20N，盘的半径为20cm，轴的直径为4cm，不计摩擦阻力，则F2＝__200__N．门锁的把手相当于一个__省力__（填“省力”或“费力”）轮轴．
13．（2018·广安）如图，AB是能绕B点转动的轻质杠杆，在中点C处用绳子悬挂重为100N的物体（不计绳重）在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力F＝__50__N．若保持拉力方向始终垂直于杠杆，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将__减小__（填“增大”“减小”或“不变”）．
14．（2018·唐山模拟）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向__右__端移动，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图甲所示，在杠杆右侧B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左侧A处挂__3__个相同的钩码．
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数__变大__（填“变大”“不变”或“变小”），原因是__弹簧测力计拉力的力臂变小__．
（4）探究过程中，如图丙在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G＝2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态．根据多次测量的F、L数据，画出F和的图线如图丁，由图丁可得出杠杆平衡的条件是F与L成__反比__，根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是__0.2__m.
15．（2018·荆州）如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为5cm的正方体，G2重为20N．当OB＝10cm时，绳子的拉力为__10__N，此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右匀速直线运动，经过__10__s后，可使G1对地面的压力恰好为零．
16．（2018·威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝1∶2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为__400__N，物体M对地面的压力为__4__500__N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）
17．（RJ教材8下P80T2变式）（2018·宜昌）如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆．用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在A处还是B处更省力呢？
请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂．
解：
18．（RJ教材8下P84T4变式）如图所示，滑轮组用80N的力提起了重300N的物体（不计摩擦），请你画出该滑轮组的绕绳方法．
解：
第2课时 机械效率
命题点1 影响滑轮组机械效率的因素（8年1考）
1．（2015·河北）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ABD）
A．F1大于F2
B．F1和F2做的功一定相等
C．甲、乙的机械效率不相等
D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间可能相等
命题点2 测量滑轮组的机械效率（8年1考）
2．（2011·河北）下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据.
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
钩码上升
高度h/m
动力
F/N
动力作用点
移动距离s/m
滑轮组的
机械效率η
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
3
0.5
4
0.1
2
0.3
66.6%
（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
解：
（2）将表格中的数据补充完整．
（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其他额外功将__变大__（填“变大”“变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与__物重__和__摩擦力__有关．
（4）若第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为__0.14__W.
命题点3 机械效率相关计算（8年5考）
3．（多选）（2017·河北）用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是（BCD）
A．两个滑轮组的机械效率可能相等
B．F1一定大于F2
C．每个滑轮重为
D．甲、乙将重物提升相同的高度，F1与F2的功率可能相等
4．（2018·河北）一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，起重机做的有用功是__1.44×104__J__．若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是__60%__，起重机的总功率是__2__400__W.
5．（2016·河北）如图所示是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为1600N的建材从斜面底端匀速拉到顶端．已知斜面倾角为30°，斜面高为4.5m，建材移动的速度为0.4m/s，电动机的输出功率为400W，斜面的效率与整个装置的效率之比η1∶η2＝10∶9.（忽略定滑轮处摩擦及绳重）求：
（1）对建材做的有用功．
（2）斜面的效率．
（3）电动机消耗的电能．
解：
（1）W有用＝Gh＝1600N×4.5m＝7200J
（2）∵P＝W＝Fsv＝
∴拉力：
F＝＝＝1000N
斜面的机械效率：
η1＝＝＝＝80%
（3）装置的效率：
η2＝η1＝×80%＝72%
电动机消耗的电能：
W＝＝＝1×104J
6．（2013·河北）如图所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2.工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s.（不计摩擦及绳重）求：
（1）工人师傅拉绳的功率．
（2）滑轮组的机械效率．
（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大．
解：
（1）拉力的功率：
P拉＝＝＝Fv绳＝600N×2×0.2m/s＝240W
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝95%
（3）由于忽略摩擦及绳重，2F＝G＋G动
动滑轮重：
G动＝2F－G＝2×600N－1140N＝60N
绳端最大拉力等于人的重力，则物体对滑轮组的拉力：
F拉′＝2G人－G动…①滑轮组提升物体的拉力：
F拉′＝G－F支…②
则物体受到的支持力：
F支＝G＋G动－2G人＝1140N＋60N－2×450N＝300N
所以物体对地面的最小压强：
p＝＝＝＝2.0×103Pa
7．（2012·河北）如图所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m．拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示．已知动滑轮重0.5N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍．求：
（1）拉力F的功率．
（2）拉力F大小．
（3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例．
解：
（1）由图乙可知，5s内拉力F做的功为2.5J
拉力的功率：
P＝＝＝0.5W
（2）由图甲可知，绳子末端移动的距离为物体移动距离的2倍．
绳子末端的速度：
v绳＝2v物＝2×＝2×＝0.2m/s
由于物体匀速运动，则P＝Fv
所以拉力：
F＝＝＝2.5N
（3）克服绳重及摩擦所做的额外功：
W额外＝W总－W有用－W动
由于物体A做匀速运动，拉力F′与其受到的摩擦力f大小相等，即F′＝f＝0.25G＝0.25×16N＝4N
则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例：
＝＝＝＝
重难点 有关机械效率的计算
（2018·咸宁）如图所示，用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m，若动滑轮重20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重．则在此过程中，下列说法正确的是（B）
A．绳子自由端向上移动了4mB．拉力F的功率为90W
C．拉力F为90ND．滑轮组的机械效率为80%
【变式训练1】 （多选）（2018·滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ACD）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．有用功为400J
C．拉力F的功率为9W
D．物体与地面间的滑动摩擦力为72N
【变式训练2】 （2018·德阳）如图所示，沿斜面把一个质量为12kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是__60__%，物体所受摩擦力是__40__N．（g取10N/kg）
【变式训练3】 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为__2.5__N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为__90__%.
实验突破 测量滑轮组的机械效率
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．
甲 乙 丙 丁
实验次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
（1）实验中应沿竖直方向__匀速__拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用__乙__（填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：
使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率__越低__（填“越高”“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：
绳端移动距离s＝__0.3__m，机械效率η＝__83.3%__．
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：
使用同一滑轮组，__增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率__．
（6）有的同学认为：
机械越省力，它的机械效率越高．分析表中数据，你认为这句话是__错误__（填“正确”或“错误”）的．
（7）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要__刻度尺__（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η＝____（用本题中有关字母表示）．
（8）如采用图丙装置，改变动滑轮重G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为__3__N．（忽略绳重和摩擦）
（9）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有__AE__（填序号，可能不止一项正确）．
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
1．（2018·东营）对物理概念的理解是学好物理的关键．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（C）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
2．（2017·东营）如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（B）
甲 乙
A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，机械效率一样大
C．乙更省力，乙机械效率大
D．甲更省力，机械效率一样大
3．（2018·重庆）部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材．在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m．则下列判断正确的是（C）
A．滑轮所做的有用功为1200J
B．滑轮受到的重力为100N
C．该滑轮的机械效率η＝75%
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s
4．（2018·乐山）图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离．图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2.使用动滑轮的过程中（D）
A．总功为W总＝F2s
B．有用功为W有＝Gs
C．机械效率为η＝
D．额外功为W额＝2F2s－F1s
5．（2017·随州）同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB＝2h，则这两次提升物体的机械效率比较（C）
甲 乙
A．η甲＞η乙B．η甲＜η乙
C．η甲＝η乙D．条件不足无法比较
6．（2017·重庆B卷）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（C）
A．甲、乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%
D．乙方式F2的功率为3W
7．（2017·达州）用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为__0.6__m；若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是__1.8__J；若实际拉力F＝4N，则该滑轮组的机械效率为__75%__．
8．如图所示，小明在3s内将一个重100N的物体从斜面底部向上匀速拉到斜面的顶端，沿斜面的拉力F为75N，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是__300__J__，拉力做功的功率是__125__W__；斜面的机械效率为__80%__．
9．（2018·临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦
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