初中物理复习 机械能复习提高.docx
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初中物理复习机械能复习提高
机械能复习提高
一、知识点
1.机械能的概念：
动能和势能统称为机械能。
2.机械能影响因素：
动能由物体的质量和速度大小决定；重力势能由物体的质量和被举高的高度决定；弹性势能由物体的弹性和形变量决定。
3.机械能守恒的条件：
只有重力或弹力做功
二、例题精讲
动能、重力势能、弹性势能的判别
【例1】★
（黄石）唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的_________能，后一句表明长江水具有大量的__________能．
答案：
重力势，动．
考点：
动能和势能的概念．
解析：
从前一句中诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能；
后一诗句可看出长江之水在流动，由于运动而具有动能．
故答案为：
重力势，动．
弹性势能的应用
【例2】★
“回力”玩具车，玩耍时要先用手压住，往后退一点，松手后才能往前跑．“用手压住，往后退”是存贮了（ ）
A．弹性势能B．重力势能C．动能D．惯性
答案：
A
考点：
动能和势能的概念．
解析：
“用手压住，往后退”使弹簧发生形变，储存了弹性势能，松手后使弹性势能转化为动能．
机械能的材料引入题
【例3】★★
（2014•常州一模）据报道，有人在闹市区使用“玩具枪”被拘留．根据规定，以气体为动力的枪支发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比≥1.8J/cm2时，即认定为刑法意义上的枪支，俗称“真枪”．对下列四支“玩具枪”进行测试，数据如下表，可以认定为“真枪”的是（ ）
甲
乙
丙
丁
距枪口30cm处动能/J
0.3
0.2
0.3
0.2
弹丸最大横截面积/mm2
20
13
15
14
A．甲B．乙C．丙D．丁
答案：
C
考点：
动能大小的比较．
解析：
解：
A、甲“玩具枪”的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：
=1.5J/cm2＜1.8J/cm2，故甲枪属于玩具枪；
B、乙“玩具枪”的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：
=1.54J/cm2＜1.8J/cm2，故乙枪属于玩具枪；
C、丙“玩具枪”的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：
=2J/cm2＞1.8J/cm2，故丙可认定为“真枪”；
D、丁“玩具枪”的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：
=1.43J/cm2＜1.8J/cm2，故丁枪属于玩具枪；
故选C
动能大小影响因素的探究实验
【例4】★★★★
（2013•广东）利用如图装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）．
（l）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 无关．
（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块c撞得更远由此可得出结论：
．
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （填“大于”、“小于”或“等于”）．题图丙中小球B到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：
．
答案：
（1）质量；
（2）速度相同时，物体质量越大，动能越大；（3）小于；质量相同时，
物体的速度越大，动能越大．
考点：
探究影响物体动能大小的因素．
解析：
解：
（1）甲乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关；
（2）mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块c撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大；
（3）乙丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以丙图小球的速度更大，图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大．
动能大小的影响因素
【例5】★
（2013•济南）体积相等的实心铜球和实心木球在水平面上以相同的速度做匀速直线运动，铜球的动能为EK铜，木球的动能为EK木．已知铜的密度大于木头的密度，则（ ）
A．EK铜＞EK木B．EK铜=EK木C．EK铜＜EK木D．无法判断
答案：
A
考点：
动能大小的比较．
解析：
解：
（1）铜块和木块体积V铜=V木，密度ρ铜＞ρ木；
∵ρ=
∴m=ρV，m铜＞m木，铜块的质量大．
（2）它们的速度相等，铜块的质量大，因此铜块的动能大．
故选A．
重力势能大小影响因素的探究实验
【例6】★★★
（2013•安阳二模）如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，mA=mC＜mB，铁块所处的初始高度hA=hB＜hC．
（1）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比 两铁块的撞击实验，得到的结论是：
．
（2）为探究“重力势能大小与物体被举起的高度的关系”，应对比 两铁块的撞击实验，得到的结论是：
．
（3）本实验中金属块重力势能的大小无法直接观察，我们是通过观察比较木桩被打进沙坑的深度来间接比较的．下列四个研究实例中，同样用到此研究方法的是
A．认识电流时，用水流进行类比
B．通过吸引小铁钉的数目来比较电磁铁的磁性强弱
C．在学习蒸发和沸腾时，通过比较得出蒸发和沸腾的异同点
D．牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的．
答案：
（1）A、B；具有相同高度的物体，质量越大，重力势能越大；
（2）A、C；在质
量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；（3）B．
考点：
探究影响物体势能大小的因素．
解析：
解：
（1）A和B两铁块的撞击实验，铁块高度相同时，铁块质量越大，木桩陷入沙坑越深，所以得到的结论是：
具有相同高度的物体，质量越大，重力势能越大．
（2）A和C两铁块的撞击实验，铁块质量相同时，铁块被举的越高，木桩陷入越深，所以得到的结论是：
在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越．
（3）A．认识电流时，用水流进行类比，这是类比法．
B．通过吸引小铁钉的数目来比较电磁铁的磁性强弱，这是转换法．
C．在学习蒸发和沸腾时，通过比较得出蒸发和沸腾的异同点，这是对比法．
D．牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的，这是推理法．
本实验中金属块重力势能的大小无法直接观察，我们是通过观察比较木桩被打进沙坑的深度来间接比较的．这是转换法．
重力势能大小的影响因素
【例7】★★★★
两个完全相同的正方体均匀物块，分别沿各自虚线切割掉一半，将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上，比较两物块的重力势能（ ）
A．a比较大B．b比较大C．一样大D．无法判断
答案：
A
考点：
势能大小的比较．
解析：
解：
两个完全相同的正方体均匀物块，分别沿各自虚线切割掉一半，将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上，a图中中的重心高度为边长的
，b图重心就是等腰三角形的中心，利用等腰直角三解形重心的特点知道其重心位置小于边长的
．二者的质量相同，a重心位置高，因此A物体的重力势能大．
故选A．
弹性势能大小影响因素的探究实验
【例7】★★★
小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：
弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
（1）为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验：
（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块 ，从而比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的．
答案：
（1）不同；被推动距离的远近；
（2）不能．
考点：
探究影响物体势能大小的因素．
解析：
解：
（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
机械能转化的判断
【例8】★★
（2014•南京二模）如图所示，一个滑雪的人，以v=2m/s的速度沿山坡匀速地滑下，则在他向下匀速滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人的动能转化为重力势能B．人的重力势能全部转化为动能
C．人的机械能不变D．人的机械能一定减小
答案：
D
考点：
机械能；动能和势能的转化与守恒；能量转化的现象．
解析：
解：
A、因为是下坡，重力势能减小，动能不变，因此不是动能转化为重力势能，故A错；
B、在下滑的过程中，要克服摩擦消耗能量并且人的动能不变，因此人的重力势能转化为内能，故B错；
C、在下滑过程中要消耗一部分能量来克服摩擦做功，因此机械能的总量减小，故C错，D正确．
故选D
【例9】★★
（2014•常熟市二模）下列现象中，物体动能转化为势能的是（ ）
A．秋千由最高处向最低处荡去B．张开的弓把箭水平射出去
C．骑自行车匀速上坡D．腾空上升的礼花弹
答案：
D
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
A、秋千由最高处向最低处荡去，所处高度降低，速度变大，重力势能转化为动能，不符合题意；
B、张开的弓把箭水平射出去，弓的形变程度减小，箭的速度增加，弓的弹性势能转化为箭的动能，不符合题意；
C、骑自行车匀速上坡时，虽所处高度增加，重力势能增加，但骑自行车的速度不变，动能不变，不符合题意；
D、礼花弹腾空上升，所处高度增加，重力势能增加，速度减小动能减小，正是减小的动能转化为重力势能，符合题意；
故选D．
【例10】★★★
（2013•惠安县质检）跳远运动的几个阶段如图所示，则有关于运动员机械能的说法正确的是（ ）
A．助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零
C．经过最高点时重力势能最大D．下降过程中，动能转化为重力势能
答案：
C
考点：
机械能．
解析：
解：
A、助跑阶段运动员的速度在增大，故动能变大，重力势能不变；故机械能将增大；故A错误；
B、起跳时，运动员有速度也有高度，故运动员既具有动能，又具有重力势能；故其机械能不为零；故B错误；
C、经过最高点时，运动员的高度最大，故重力势能最大；故C正确；
D、下降过程中，重力势能减小，动能增大；故是重力势能转化为动能；故D错误．
故选C．
动势能最大最小点判断
【例11】★★★
（2014•松北区一模）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析不正确的是（ ）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大
B．小孩在空中上升的过程中动能转化为重力势能
C．小孩下落到最低点时的动能最大
D．小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大
答案：
C
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
A、小孩上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，说法正确，不符合题意；
B、小孩在空中上升的过程中重力势能增加，动能减小，故动能转化为重力势能，说法正确，不符合题意；
C、小孩下落到最低点时的动能最小，说法错误，符合题意；
D、小孩下落到最低点时蹦蹦床的形变最大，弹性势能最大，说法正确，不符合题意；
故选C．
【例12】★★★
（成都）人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，如图所示，近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点．下列说法正确的是（ ）
A．在近地点时，卫星势能最大
B．在远地点时，卫星动能最大
C．卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能转化为动能
D．卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能
答案：
D
考点：
动能和势能的转化与守恒；动能的影响因素；势能的影响因素．
解析：
解：
A、在近地点时，卫星离地球最近，所以势能最小，故该选项说法错误；
B、在远地点时，卫星离地球最远，所以势能最大，故该选项说法错误；
C、卫星在从近地点向远地点运动时，人造卫星的质量不变，它的运动的速度变小，故它的动能变小，而人造卫星的距离地球的高度在增大，所以它的重力势能在增大，将动能转化为重力势能，故该选项说法错误；
D、卫星从远地点向近地点运动时，人造卫星的质量不变，它的运动的速度变大，故它的动能变大，而人造卫星的距离地球的高度在减小，所以它的重力势能在减小，将重力势能转化为动能，故该选项说法正确．
故选D．
机械能守恒的条件
【例13】★★★
以下运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A．跳伞运动员在空中匀速直线下落
B．人造地球卫星由远地点向近地点移动
C．小孩从滑梯上匀速滑下
D．汽车刹车后在水平路面上滑行
答案：
B
考点：
机械能守恒条件．
解析：
解：
A、跳伞运动员在空中匀速直线下落，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度下降，所以重力势能减小，机械能总量减小，不合题意；
B、卫星在真空中做无动力的椭圆轨道运动的过程中，只有重力势能和动能之间的转化，机械能守恒，符合题意；
C、小孩从滑梯上匀速滑下，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度下降，所以重力势能减小，机械能总量减小，不合题意；
D、汽车刹车后在水平路面上滑行，质量不变，速度减小，所以机械能总量减小，不合题意．
故选：
B．
机械能守恒定律的运用
【例14】★★★
一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为55J，则滑到底端的动能是（ ）
A．45JB．50JC．55JD．60J
答案：
C
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
在下滑过程中，若不计空气阻力，机械能守恒，小球在曲面静止，只具有重力势能；在曲面底端，只具有动能；所以滑到底端的动能为55J．
故选C．
【例15】★★★
（多选）在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌．他在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（ ）
A．从a点下滑到b点过程中，动能增加
B．从b点运动到c点过程中，重力势能增加
C．在c点的机械能等于d点的机械能
D．在a点的重力势能等于c点的重力势能
答案：
ABC
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
A、从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；故A正确；
B、从b点运动到c点过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B正确；
C、从c点下落到d点过程中，贾宗洋处于腾空状态，与雪之间没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，故C正确；
D、a、c两点高度不同，重力势能不同，故D错误；
故选ABC．
【例17】★★★★
（2013•荆门）有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直．B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（ ）
A．从O至C运动员速度一直减小
B．从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒
C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小
D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小
答案：
D
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒．
故选D．
机械能转化的应用
【例18】★★★
如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．图示是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度．请你说明这种设计包含着的能量转化过程，列车进站时 ，列车出站时 ．
答案：
动能转化为重力势能、势能转化为动能．
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
列车进站时，因为地势越来越高，列车的动能转化成重力势能；列车出站时，是由高处向低处运动，重力势能又转化成了动能．
【例19】★★★★
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：
过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能．过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）．
像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来．
（1）过山车通过A点向上运动过程中机械能转化过程
（2）为什么后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低？
．
答案：
（1）上坡时，动能转化为重力势能；
（2）因为过山车与轨道有摩擦，要克服摩擦做功，使一部分的机械能转化为内能，机械能减小，上坡时，过山车不能到达原来的高度．
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
解：
（1）过山车通过A点向上运动时，过山车的速度越来越小，因此其动能会变小，次过程中的动能转化为重力势能；
（2）因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过山车就不能达到原来的高度，因此后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低；
三、一讲一测
在下列空格中填上动能、势能或弹性势能：
（1）机械手表的发条具有 ；
（2）风具有 ；
（3）街道旁边路灯具有 ．
答案：
（1）弹性势能；
（2）动能；（3）重力势能．
考点：
动能和势能的概念．
解析：
解：
（1）机械手表的发条发生了形变，所以具有弹性势能；
（2）风是空气的流动形成的，所以风具有动能；
（3）街道旁边路灯具有一定的高度，所以具有重力势能．
在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，让同一小球两次分别从同一轨道的A、B两处自由滚下，如图所示，hA＞hB，下述正确的是（ ）
A．本实验研究的是动能与高度的关系
B．我们是根据从A处滚下的小球速度大来判断它所具有的动能大的
C．本实验中是通过观察纸盒被推动距离的长短来判断小球动能大小的
D．上述说法均不对
答案：
C
考点：
探究影响物体动能大小的因素．
解析：
解：
A、动能的决定因素是质量和速度，利用高度的变化来控制速度的变化．动能的大小与高度无关．故A错误．
B、是根据小球对纸盒做功的多少来反映小球动能的多少．即纸盒被推动距离的长短来判断小球动能大小的．故B错误．
C、本实验中是通过观察纸盒被推动距离的长短来判断小球动能大小的．这是一种转换法的应用．故C正确．
D、由于C正确，故D错误．
（济南）如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（ ）
A．汽车、摩托车、列车B．列车、汽车、摩托车
C．摩托车、汽车、列车D．汽车、列车、摩托车
答案：
B
考点：
动能大小的比较．
解析：
解：
汽车、摩托车和列车的质量，列车的质量最大、汽车的质量次之、摩托车的质量最小；因为三者的速度相同，
所以三者的动能从大到小的顺序：
列车、汽车、摩托车．
故选B．
如图所示是我国某地的等高线图，若把同一个物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，物体的重力势能大？
（ ）
A．在A点时大B．在B点时大
C．在两点一样大D．条件不足，无法判定
答案：
B
考点：
势能大小的比较．
解析：
解：
由图可看出，A点所在的海拔为1000m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故B点的重力势能大．
故选B．
两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示．关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．落在a处的大B．落在b处的大C．两个一样大D．无法比较大小
答案：
A
考点：
探究影响物体势能大小的因素；能量的相互转化．
解析：
解：
从高处下落的篮球具有重力势能，高度越高，重力势能越大，当篮球与地面接触时，篮球发生形变，具有弹性势能，这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能，高度越高，篮球的形变量越大，即痕迹面积越大，由图可知，a图的篮球痕迹较大，所以a球的起始重力势能较大，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故选A．
下列过程中，属于动能转化为重力势能的是（ ）
A．雪橇从山坡上滑下
B．玩具弹簧枪将子弹水平射出
C．雨滴从屋檐落向地面
D．斜向上射出的炮弹上升的过程
答案：
D
考点：
动能和势能的转化与守恒．
解析：
A、雪橇从山坡滑下是重力势能转化为动能的过程．不符合题意．
B、玩具弹簧枪将子弹水平射出是弹性势能转化为动能的过程．不符合题意．
C、雨滴从屋檐落向地面是重力势能转化为动能的过程．不符合题意．
D、斜向上射出的炮弹上升的过程是动能转化为重力势能的过程．符合题意．
2012年6月18日，“神州九号”飞船与天宫一号自动交会对接，如图所示是它们运行的部分轨道．“神州九号”飞船首先多次变轨，对接前与“天宫一号”在同一轨道沿同一方向运动，“神州九号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，最后实现对接．下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．在完成对接前，速度较大的是“天宫一号”
B．在完成对接后，“神舟九号”相对于“天宫一号”是运动的
C．“天宫一号”在轨道Ⅱ运行时，它的动能一定增加
D．“神州九号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，势能一定增加
答案：
D
考点：
运动和静止的相对性；动能和势能的大小变化．
解析：
A、在完成对接前，“神州九号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，因此速度较大的是“神州九号”，故A错误；
B、在完成对接后，它们的运动速度和方向都相同，因此“神舟九号”相对于“天宫一号”是静止的，故B错误；
CD、从图中可以看出，轨道Ⅱ距地球的距离大于轨道Ⅰ距地球的距离，因此“天宫一号”和“神州九号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时，重力势能增加，动能减小，故C错误，D正确．
下列情况中，机械能一定变大的是（ ）
A．雨点在空中下落得越来越快B．小鸟在一定高度匀速飞行
C．汽车沿斜面向上匀速行驶D．人在水平地面上匀速行走
答案：
C
考点：
机械能守恒条件．
解析：
解：
四个选项中物体都没有发生弹性形变，都不具有弹性势能，机械能=动能+重力势能．
A、雨点在加速下落过程中，雨点质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能变小；动能变大，重力势能变小，不能确定机械能的变化．不符合题意．
B、小鸟在一定高度匀速飞行，小鸟的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变；机械能不变．不符合题意．
C、汽车沿斜面匀速向上行驶，汽车质量不变，速度不
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