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.1曲線運(yùn)動(dòng)【兩大知識(shí)點(diǎn)+三大模型+五大題型+分層練習(xí)】目標(biāo)導(dǎo)航課堂目標(biāo)關(guān)鍵詞1.明確曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向,能運(yùn)用極限思維理解瞬時(shí)速度方向,會(huì)在軌跡圖中畫出某點(diǎn)的速度方向。2.理解曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。3.能運(yùn)用牛頓第二定律和分解與合成的方法分析曲線運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步理解運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。①曲線運(yùn)動(dòng)②切線方向③軌跡④線知識(shí)點(diǎn)一遍過(guò)知識(shí)點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向1、曲線運(yùn)動(dòng):運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫作曲線運(yùn)動(dòng)。2、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。3、曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)速度方向曲線上某點(diǎn)的切線方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)速度是矢量,既有大小,又有方向,由于曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡在不同位置的切線方向不同,所以速度方向時(shí)刻不同(即速度時(shí)刻變化),所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明①曲線運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)(a恒定),也可能是非勻變速運(yùn)動(dòng)(a改變);②變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng);③曲線運(yùn)動(dòng)中位移的大小小于路程。知識(shí)點(diǎn)2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件1、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)動(dòng)力學(xué)條件:合力方向與物體的速度方向不在同一直線上。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件:加速度方向與物體的速度方向不在同一直線上?!咀ⅰ縜(F)、v共線→直線運(yùn)動(dòng);a(F)、v不共線→曲線運(yùn)動(dòng)。2、對(duì)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件的理解(1)無(wú)力不拐彎,拐彎必有力。曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),因此必定有加速度,而力是產(chǎn)生加速度的原因,因此做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力不為0。(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力(合加速度)的“一定”與“不一定”:①“一定”:物體受到的合力一定不為零,物體所受合力的方向與其速度方向一定不在同一條直線上。②“不一定”:物體受到的合力不一定變化,即物體受到的合力可以是恒定的也可以是變化的。模型總結(jié)模型01曲線運(yùn)動(dòng)中合力的作用效果把曲線運(yùn)動(dòng)上某點(diǎn)的加速度沿速度和垂直于速度的兩個(gè)方向分解,也就是把合力沿兩個(gè)方向分解,如圖甲、乙所示。圖甲中:加速度a1與速度的方向相同,使速度v增大;加速度a2與速度v的方向垂直,使v的方向改變,物體做加速曲線運(yùn)動(dòng)。圖乙中:加速度a1與速度v的方向相反,使速度減?。患铀俣萢2與速度v的方向垂直,使v的方向改變,物體做減速曲線運(yùn)動(dòng)。特例:當(dāng)a1=0,a2垂直于速度v時(shí),速度大小不變,方向改變,物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)模型02合力方向與速度方向夾角θ對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響θ角的大小運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)性質(zhì)θ=0°直線加速直線運(yùn)動(dòng)只改變速度的大小,不改變速度的方向θ=180°減速直線運(yùn)動(dòng)0°<θ<90°曲線速度變大的曲線運(yùn)動(dòng)既改變速度的大小,又改變速度的方向90°<θ<180°速度變小的曲線運(yùn)動(dòng)θ=90°速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)只改變速度的方向,不改變速度的大小模型03曲線運(yùn)動(dòng)中軌跡、速度、合力(加速度)間的關(guān)系如圖所示,物體受到的合力F跟速度v的方向成θ角(θ≠0°、180°),將力F沿切線方向和垂直于切線方向分解為F1和F2可以看出分力F1使物體速度的大小發(fā)生改變,分力F2使物體速度的方向發(fā)生改變,即在F的作用下,物體速度的大小和方向均改變,物體必定做曲線運(yùn)動(dòng)。(1)軌跡與合力方向的判斷:合力方向(加速度方向)指向軌跡彎曲的凹側(cè)。(2)軌跡的判斷:曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡處于速度方向與合力方向之間,且向合力方向彎曲。軌跡有彎向受力一側(cè)的趨勢(shì),速度方向逐漸靠近力的方向。(3)合力與速度的關(guān)系示意圖合力與速度方向的夾角θ速度變化F1與v同向,v變大F2≠0,v方向改變F1=0,v大小不變F2≠0,v方向改變F1與v反向,v減小F2≠0,v方向改變運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速曲線運(yùn)動(dòng)速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)減速曲線運(yùn)動(dòng)力的作用效果既改變速度的大小,又改變速度的方向只改變速度的方向,不改變速度的大小既改變速度的大小,又改變速度的方向思維導(dǎo)圖 題型分類題型01曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方向【例1】北京冬奧會(huì)花樣滑冰雙人滑比賽中,中國(guó)選手隋文靜、韓聰獲得金牌,奪得中國(guó)隊(duì)第九金。如圖所示是某花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員入場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中a、b、c、d是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)員在這四個(gè)點(diǎn)處的速度方向標(biāo)注正確的是(
)A.位置a B.位置b C.位置c D.位置d【答案】C【詳解】因?yàn)榍€上某點(diǎn)的速度方向沿著該點(diǎn)的切向方向。故選C?!咀兪?1】在F1賽事中,若在彎道上高速行駛的賽車車輪脫落,則關(guān)于脫落的車輪的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中正確的是()A.仍然沿著賽車的彎道行駛B.沿著與彎道切線垂直的方向飛出C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng),離開彎道D.上述情況都有可能解析:選C。賽車沿彎道行駛,任一時(shí)刻賽車的速度方向是賽車運(yùn)動(dòng)軌跡上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線方向,脫落的車輪的速度方向也就是脫落點(diǎn)軌跡的切線方向,車輪脫落后,不再受到車身的約束,受到與速度方向相反的阻力作用,車輪做直線運(yùn)動(dòng),離開彎道,故C正確?!咀兪?2】如圖所示,水平桌面上有一圓滑的彎曲軌道,鋼球以一定的速度從軌道的始端進(jìn)入,末端離開。對(duì)鋼球在軌道末端速度方向的判斷,圖中表示正確的是()A.a(chǎn) B.b C.c D.d【答案】B【詳解】物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向是沿曲線的切線方向,當(dāng)鋼球離開末端時(shí),由于慣性作用,仍保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向,即沿著曲線的切線方向,故B正確。故選B。題型02曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)【例2】如圖所示為一質(zhì)點(diǎn)由M處向N處運(yùn)動(dòng)的軌跡圖,質(zhì)點(diǎn)在經(jīng)過(guò)彎道上的P點(diǎn)時(shí),下圖標(biāo)明了它的速度v方向和所受外力的合力F方向。正確的可能是圖()A. B.C. D.【答案】C【詳解】質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)在某位置的速度方向沿該點(diǎn)的切線方向,合外力方向指向軌跡的凹側(cè),且質(zhì)點(diǎn)由M處向N處運(yùn)動(dòng),符合條件得選項(xiàng)為C,故C正確。故選C?!咀兪?1】如圖所示,一個(gè)鋼球從一斜面上滑下后在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在其運(yùn)動(dòng)路線的一側(cè)放一塊磁鐵,鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線B.鋼球所受合力為零時(shí)也可以做曲線運(yùn)動(dòng)C.鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向必須垂直D.鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上解析:選D鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,由于磁鐵對(duì)鋼球的吸引力隨鋼球到磁鐵的距離變化,所以鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡不是拋物線,故A錯(cuò)誤;鋼球所受合力為零時(shí),只能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),不可能做曲線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上,故C錯(cuò)誤,D正確?!咀兪?2】雙人滑冰運(yùn)動(dòng)員在光滑的水平冰面上做表演,甲運(yùn)動(dòng)員給乙運(yùn)動(dòng)員一個(gè)水平恒力F,乙運(yùn)動(dòng)員在冰面上完成了一段優(yōu)美的弧線MN。vM與vN正好成90°角,則此過(guò)程中,乙運(yùn)動(dòng)員受到甲運(yùn)動(dòng)員的恒力可能是圖中的()A.F1B.F2C.F3 D.F4解析:選C根據(jù)題圖所示乙運(yùn)動(dòng)員由M向N做曲線運(yùn)動(dòng),乙運(yùn)動(dòng)員向前的速度減小,同時(shí)向右的速度增大,故合外力的方向指向題圖F2水平線右下方,故F3的方向可能是正確的,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。題型03曲線運(yùn)動(dòng)的速率變化問(wèn)題【例3】如圖為“嫦娥五號(hào)”返回器在繞地球運(yùn)行回收過(guò)程一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡,返回器沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過(guò)程中速度逐漸減小,在此過(guò)程中返回器所受合力方向可能是()解析:選A“嫦娥五號(hào)”返回器從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),曲線軌跡的左側(cè)為凹側(cè),則合力一定有向左的分力,“嫦娥五號(hào)”返回器在該過(guò)程中減速,所以沿軌跡的切線方向有與速度相反的分力,結(jié)合平行四邊形定則可知合力與速度的方向的夾角大于90°,故A正確?!咀兪?1】如圖所示,這是質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡的示意圖。已知質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直,則下列說(shuō)法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)的速率小于B點(diǎn)的速率B.質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大C.質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)的速率大于B點(diǎn)的速率D.從A點(diǎn)到C點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)的加速度與速度的夾角先增大后減小,速率先減小后增大【答案】C【詳解】AC.質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中加速度方向與速度方向夾角小于90°,即從B點(diǎn)C點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的速度大小在增大,所以,C點(diǎn)的速率比B點(diǎn)的速率大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;B.質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則加速度大小和方向不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的加速度與A點(diǎn)的相同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;D.若質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則有A點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90°,C點(diǎn)的加速度方向與速度方向夾角小于90°,即質(zhì)點(diǎn)的加速度與速度的夾角一直在減小,速率先減小后增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?2】物體沿軌跡從M點(diǎn)向N點(diǎn)做減速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中其所受合力方向可能是下列圖中的()答案C解析物體從M點(diǎn)向N點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),合力方向指向軌跡的凹側(cè),故A、D錯(cuò)誤;物體速度方向沿軌跡的切線,物體減速,合力方向與速度方向成鈍角,故C正確,B錯(cuò)誤.題型04恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)【例4】(多選)物體在光滑水平面上受三個(gè)水平恒力(不共線)作用處于平衡狀態(tài),如圖所示,當(dāng)把其中一個(gè)水平恒力撤去時(shí)(其余兩個(gè)力保持不變)物體()A.一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.可能做曲線運(yùn)動(dòng)D.一定做曲線運(yùn)動(dòng)答案BC解析物體原來(lái)處于平衡狀態(tài),物體所受的合力為零,當(dāng)撤去其中一個(gè)力后,其余力的合力與撤去的力大小相等、方向相反,合力恒定,加速度恒定,故物體做勻變速運(yùn)動(dòng),當(dāng)合力方向與速度方向在同一直線上時(shí),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合力方向與速度方向不共線時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。【變式41】一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下由O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),在O、A兩點(diǎn)的速度方向如圖所示,在A點(diǎn)的速度方向與x軸平行,則恒力F可能()A.沿x軸正方向B.沿x軸負(fù)方向C.沿y軸正方向D.沿y軸負(fù)方向答案:D【變式42】一個(gè)物體在3個(gè)恒力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)撤去其中兩個(gè)力,保持第三個(gè)力大小和方向均不變。關(guān)于該物體此后的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.不可能做圓周運(yùn)動(dòng) B.可能做圓周運(yùn)動(dòng)C.可能繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)答案A解析若撤去兩個(gè)力后,保持第三個(gè)力大小和方向均不變,而圓周運(yùn)動(dòng)合力是變力,所以不可能做圓周運(yùn)動(dòng),故A正確,B錯(cuò)誤;若撤去兩個(gè)力后,物體受到的合力與速度的方向相同,則物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);若撤去兩個(gè)力后,物體受到的合力與速度的方向相反,則物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合力與速度不共線時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),由于合力恒定,故加速度恒定,即物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故C、D錯(cuò)誤。題型05綜合問(wèn)題【例5】下列說(shuō)法正確的是()A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體在變力作用下一定是做曲線運(yùn)動(dòng)C.物體做曲線運(yùn)動(dòng),沿垂直速度方向的合力一定不為零D.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)答案:C解析:在恒力作用下,物體可以做曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng),也能做直線運(yùn)動(dòng),如勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;物體在變力作用下有可能做直線運(yùn)動(dòng),如變加速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;若物體所受合力與速度不在同一直線上則做曲線運(yùn)動(dòng),故物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),沿垂直速度方向的合力一定不為零,故C正確;兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng)就是兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),但是曲線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。【變式51】(多選)初速度不為零的小球只受到一個(gè)大小不變的力的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.小球可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.小球的位置可能保持不變C.小球的速度大小可能保持不變D.小球的加速度一定保持不變解析:選AC當(dāng)小球的速度方向與力F不共線時(shí),小球做曲線運(yùn)動(dòng),A正確;小球所受合外力不為零,一定會(huì)運(yùn)動(dòng),所以小球的位置不可能保持不變,B錯(cuò)誤;若力F與速度垂直,力F的大小不變,方向不斷變化,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度的大小保持不變,C正確;小球所受的合外力大小不變,方向不確定,所以加速度不一定保持不變,D錯(cuò)誤。【變式52】2018年6月1日,在傣族自治州景洪市墜落了一顆隕石,如圖所示為一目擊者畫出的隕石在大氣層中下落的一段運(yùn)動(dòng)軌跡,由此可判斷隕石在圖示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A.所受合力可能為零B.運(yùn)動(dòng)軌跡上每一點(diǎn)的切線方向,就是隕石在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向C.隕石受到的合力方向可能與速度方向相同D.隕石的運(yùn)動(dòng)速度可能不變解析:選B。隕石做曲線運(yùn)動(dòng),則所受合力不可能為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;曲線運(yùn)動(dòng)軌跡上每一點(diǎn)的切線方向,就是隕石在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,選項(xiàng)B正確;隕石做曲線運(yùn)動(dòng),則受到的合力方向不可能與速度方向相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,隕石的運(yùn)動(dòng)速度方向不斷變化,則速度不斷變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。分層訓(xùn)練 【基礎(chǔ)版】1.某物體在水平面內(nèi)沿曲線減速行駛。關(guān)于該物體的速度v及所受合力F的方向,最可能如下列哪幅圖所示()A. B. C. D.【答案】B【詳解】CD.汽車做曲線運(yùn)動(dòng),根據(jù)力與曲線的關(guān)系,合力指向曲線的內(nèi)測(cè),CD錯(cuò)誤;AB.汽車做曲線運(yùn)動(dòng)同時(shí)減速,力和速度的夾角應(yīng)是鈍角,A錯(cuò)誤,B正確。故選B。2.圖為“玉兔二號(hào)”巡視器在月球上從O處行走到B處的照片,軌跡OA段是直線,AB段是曲線,巡視器質(zhì)量為135kg,則巡視器()
A.受到月球的引力為1350N B.在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)一定有加速度C.OA段與AB段的平均速度方向相同 D.從O到B的位移大小等于OAB軌跡長(zhǎng)度【答案】B【詳解】A.在月球上的g與地球不同,故質(zhì)量為135kg的巡視器受到月球的引力不是1350N,故A錯(cuò)誤;B.由于在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向一定改變,一定有加速度,故B正確;C.平均速度的方向與位移方向相同,由圖可知OA段與AB段位移方向不同,故平均速度方向不相同,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)位移的定義可知從O到B的位移大小等于OB的連線長(zhǎng)度,故D錯(cuò)誤。故選B。3.若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向,如圖所示,則可能的軌跡是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】物體做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向?yàn)檐壽E上該點(diǎn)的切線方向,且物體的運(yùn)動(dòng)軌跡夾在合力與速度之間,且合力指向軌跡凹的一側(cè),結(jié)合選項(xiàng)圖像,故選C?!军c(diǎn)睛】4.質(zhì)點(diǎn)在光滑的水平面運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)速度方向豎直向前,此時(shí)開始受到一恒力的作用,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,質(zhì)點(diǎn)的速度變?yōu)樗较蛴?,?qǐng)判斷此恒力為()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【答案】C【詳解】由運(yùn)動(dòng)軌跡分析可知:首先排除F4,因?yàn)镕4和速度共線,質(zhì)點(diǎn)在F4的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng);由于質(zhì)點(diǎn)速度在變化過(guò)程中,豎直向前的速度由vM減為0,水平方向速度由0增加為vM,可知此恒力的作用,使得質(zhì)點(diǎn)在豎直方向減速,在水平方向加速。所以此恒力必然可以分解出一個(gè)水平向右的力和豎直向后的力。唯一符合此要求的恒力就是F3。所以C正確;ABD錯(cuò)誤;故選C。5.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),這時(shí)突然使它所受的力方向改變而大小不變(即由F變?yōu)椋?,關(guān)于物體以后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是()A.物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng) B.物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C.物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng) D.物體可能沿原曲線由B點(diǎn)返回A點(diǎn)【答案】C【詳解】物體在恒力F作用下沿曲線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則恒力的方向大致指向AB軌跡的凹側(cè),由F變?yōu)楹?,合外力方向?yīng)指向AB軌跡的凸側(cè),物體繼續(xù)做曲線運(yùn)動(dòng),此后,合外力方向應(yīng)指向接下來(lái)的軌跡的凹側(cè),從圖中看出物體只可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)。故選C。6.如圖,足球在地面上的A點(diǎn)被踢出后落到地面上的點(diǎn),在空中運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)為點(diǎn)。設(shè)足球在點(diǎn)受到的合力為,不計(jì)足球轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,足球在最高點(diǎn)時(shí)的方向可能是()A.1的方向 B.2的方向 C.3的方向 D.4的方向高【答案】B【詳解】由圖可知,足球在B點(diǎn)時(shí),受到豎直向下的重力和水平向左的空氣阻力,合力方向偏向左下方,可能如圖中2的方向。故選B。7.利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以模擬運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)所受風(fēng)阻情況,幫助運(yùn)動(dòng)員提高成績(jī).為了更加直觀的研究風(fēng)洞里的流場(chǎng)環(huán)境,可以借助煙塵輔助觀察,如圖甲所示,在某次實(shí)驗(yàn)中獲得煙塵顆粒做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡,如圖乙所示,下列說(shuō)法中正確的是()A.煙塵顆粒速度始終不變B.煙塵顆粒一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.P點(diǎn)處的加速度方向可能水平向左D.Q點(diǎn)處的合力方向可能豎直向下【答案】D【詳解】A.煙塵顆粒做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向不斷變化,故煙塵顆粒速度不斷變化,A錯(cuò)誤;B.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,所受合力總是指向軌跡凹側(cè),由乙圖可知,煙塵顆粒受力發(fā)生變化,不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;CD.P點(diǎn)處的合力(加速度)指向右上方,不可能水平向左,Q點(diǎn)處的合力方向可能豎直向下,C錯(cuò)誤,D正確。故選D。8.在足球場(chǎng)上罰任意球時(shí),運(yùn)動(dòng)員踢出的“香蕉球”,在行進(jìn)中繞過(guò)“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門,守門員“望球莫及”,其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過(guò)程中的受力方向和速度方向,下列說(shuō)法正確的是()A.合外力的方向與速度方向在一條直線上B.合外力的方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向D.合外力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向【答案】C【分析】足球做曲線運(yùn)動(dòng),則其速度方向?yàn)檐壽E的切線方向;根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè)?!驹斀狻緼B.足球做曲線運(yùn)動(dòng),合外力的方向與速度方向不在一條直線上,速度方向?yàn)檐壽E的切線方向,所以合外力的方向與軌跡切線方向不在一條直線上,AB錯(cuò)誤;CD.足球做曲線運(yùn)動(dòng),合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。9.圖甲為2022年北京冬奧會(huì)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員參加冰壺比賽的場(chǎng)景?比賽中投壺手在投出冰壺時(shí)會(huì)帶有一定的旋轉(zhuǎn)(自旋),擦冰手在冰壺運(yùn)動(dòng)的前方高速摩擦冰面(刷冰),減小冰壺前側(cè)受到的摩擦力,可使冰壺做曲線運(yùn)動(dòng)?在圖乙所示的各圖中,圓表示冰壺,ω表示冰壺自旋的方向,v表示冰壺前進(jìn)的方向,則在刷冰的過(guò)程中,冰壺運(yùn)動(dòng)的軌跡(虛線表示)可能正確的是()A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【答案】B【詳解】由題意可知,擦冰手在冰壺運(yùn)動(dòng)的前方高速摩擦冰面(刷冰),減小冰壺前側(cè)受到的摩擦力,而后側(cè)受摩擦力幾乎不變,若冰壺按如圖①的逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),則沿速度垂直的方向,摩擦力的合力向左,則冰壺運(yùn)動(dòng)軌跡將向左偏轉(zhuǎn);同理若冰壺按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),冰壺運(yùn)動(dòng)軌跡向右偏轉(zhuǎn)。即①④正確。故選B。10.2021年8月21日,中國(guó)人民火箭軍成功發(fā)射兩枚新型導(dǎo)彈。導(dǎo)彈軌跡通常都十分復(fù)雜,下圖是分析導(dǎo)彈工作時(shí)的軌跡示意圖,其中彈頭的速度v與所受合外力F關(guān)系正確的是(
)A.圖中A點(diǎn) B.圖中B點(diǎn) C.圖中C點(diǎn) D.圖中D點(diǎn)【答案】D【詳解】彈頭的軌跡時(shí)曲線運(yùn)動(dòng),因此合外力與速度關(guān)系應(yīng)滿足曲線運(yùn)動(dòng)條件,合外力指向軌跡的凹側(cè),速度方向在軌跡的切線方向。故選D。11.(多選)若已知物體初速度v0的方向及該物體受到的恒定合力F的方向,如圖所示,則物體可能的軌跡(虛線)是()A. B.C. D.【答案】BD【詳解】ABC.曲線運(yùn)動(dòng)的合力與速度分列軌跡兩側(cè),且速度沿軌跡的切線方向,合力指向軌跡的凹側(cè),故B正確,AC錯(cuò)誤;D.如果合力與初速度方向相同,物體將做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故D正確。故選BD。12.(多選)如圖所示是某物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖。已知物體在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直,則下列說(shuō)法正確的是()A.物體在C點(diǎn)的速率小于物體在B點(diǎn)的速率B.物體在C點(diǎn)的速率大于物體在B點(diǎn)的速率C.物體在A點(diǎn)的加速度大于物體在C點(diǎn)的加速度D.從A點(diǎn)到C點(diǎn),物體的速率先減小后增大【答案】BD【詳解】AB.物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)且物體在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直,則物體合力方向垂直B點(diǎn)的切線向下,如果物體由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),合力方向與速度方向的夾角小于,物體做加速運(yùn)動(dòng),則物體在C點(diǎn)的速率大于物體在B點(diǎn)的速率,如果物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),合力方向與速度方向的夾角大于,物體做減速運(yùn)動(dòng),則物體在C點(diǎn)的速率大于物體在B點(diǎn)的速率,故A錯(cuò)誤B正確;C.物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則物體在A點(diǎn)的加速度等于物體在C點(diǎn)的加速度,故C錯(cuò)誤;D.物體從A點(diǎn)到B點(diǎn),合力方向與速度方向的夾角大于,物體做減速運(yùn)動(dòng),物體由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),合力方向與速度方向的夾角小于,物體做加速運(yùn)動(dòng),則從A點(diǎn)到C點(diǎn),物體的速率先減小后增大,故D正確。故選BD。13.(多選)如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角大于90°B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小【答案】AD【詳解】AB.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則有A、B、C三點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90°,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;C.質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則加速度不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度與B點(diǎn)相同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小,故選項(xiàng)D正確。故選AD?!咎嵘妗?1.一質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng),它的兩個(gè)正交分速度圖像分別如圖所示,由圖可知錯(cuò)誤的是()A.開始4s內(nèi)物體的位移為B.從開始至6s末物體一直做曲線運(yùn)動(dòng)C.開始4s內(nèi)物體所受合外力為0.2ND.開始4s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng),接著2s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】A.根據(jù)vt圖像中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,可知開始4s內(nèi)物體x方向位移y方向位移所以開始4s內(nèi)物體的位移為故A正確,與題意不符;BD.開始4s內(nèi)物體初速度方向?yàn)閤方向,加速度方向?yàn)閥方向,兩者不在一條直線上,所以物體做曲線運(yùn)動(dòng)。4s末物體的速度方向與x方向夾角的正切值加速度方向與x方向夾角的正切值所以速度方向與加速度方向在同一條直線上,物體要做直線運(yùn)動(dòng)。故B錯(cuò)誤,與題意相符;D正確,與題意不符;C.開始4s內(nèi)物體所受合外力為由圖像可知,聯(lián)立,解得故C正確,與題意不符。本題選錯(cuò)誤的,故選B。2.如圖所示,乒乓球從斜面滾下后,以某一速度在水平的桌面上做直線運(yùn)動(dòng)。在與乒乓球路徑垂直的方向上放一個(gè)直徑略大于乒乓球的紙筒。當(dāng)乒乓球經(jīng)過(guò)紙筒正前方時(shí),用吸管對(duì)著球橫向吹氣。下列說(shuō)法正確的是()A.乒乓球仍沿著直線運(yùn)動(dòng)B.乒乓球?qū)⑵x原來(lái)的運(yùn)動(dòng)路徑,但不進(jìn)入紙筒C.乒乓球一定能進(jìn)入紙筒D.只有用力吹氣,乒乓球才能進(jìn)入紙筒【答案】B【詳解】當(dāng)乒乓球經(jīng)過(guò)紙筒口時(shí),對(duì)著乒乓球橫向吹氣,乒乓球所受合力的方向與速度方向不在同一條直線上,乒乓球做曲線運(yùn)動(dòng),故乒乓球會(huì)偏離原有的運(yùn)動(dòng)路徑;而乒乓球會(huì)獲得一個(gè)橫向的速度,此速度與乒乓球原有的速度合成一個(gè)斜向左下方的合速度,因此乒乓球?qū)⑾蜃笙路竭\(yùn)動(dòng)但不進(jìn)入紙筒;故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選B。3.如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()
A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小【答案】A【詳解】A.由題意,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,速度沿D點(diǎn)軌跡的切線方向,則知加速度斜向左上方,合外力也斜向左上方,質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),合外力恒定不變,質(zhì)點(diǎn)由C到D過(guò)程中,合外力做負(fù)功,由動(dòng)能定理可得,C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)速率大。故A正確;B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向斜向左上,速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)切線方向即右下,可知二者夾角大于90°。故B錯(cuò)誤;C.質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則加速度不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度與B點(diǎn)相同。故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中速度方向由斜向右下逐漸變?yōu)樾毕蛴疑?,即加速度方向與速度方向的夾角一直減小。故D錯(cuò)誤。故選A。4.一架無(wú)人機(jī)某次飛行的軌跡如圖所示,軌跡abcde是在豎直平面內(nèi)一條光滑曲線,若此次飛行中飛機(jī)的速率近似保持不變,b點(diǎn)和d點(diǎn)分別為軌跡的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()
A.飛機(jī)在b點(diǎn)所受合外力沿水平向右B.飛機(jī)在b點(diǎn)受到的升力大于在c點(diǎn)受到的升力C.從b點(diǎn)到d點(diǎn)的飛行中,飛機(jī)的水平速度大小不變D.從b點(diǎn)到d點(diǎn)的飛行中,飛機(jī)一直處于超重狀態(tài)【答案】B【詳解】A.曲線運(yùn)動(dòng)的合外力指向曲線的凹側(cè)一方,故A錯(cuò)誤;B.飛機(jī)在b點(diǎn)受到升力和重力的合外力指向曲線的凹側(cè)一方且與運(yùn)動(dòng)方向垂直,此時(shí)可以近似看為升力與重力的差值提供向心力,近似為在c點(diǎn)受到升力和重力的合外力指向曲線的凹側(cè)一方且與運(yùn)動(dòng)方向垂直,根據(jù)三角形定則可知b點(diǎn)受到的升力大于在c點(diǎn)受到的升力,故B正確;C.b點(diǎn)和d點(diǎn)分別為軌跡的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),兩點(diǎn)只有水平方向上的速度,豎直方向上速度為0,且此次飛行中飛機(jī)的速率近似保持不變,則從b點(diǎn)到d點(diǎn)的飛行中,豎直方向上的速度與水平方向上的速度的合速度大小等于b點(diǎn)和d點(diǎn)的速度大小,則此過(guò)程中水平速度大小一定在改變,故C錯(cuò)誤;D.從b點(diǎn)到d點(diǎn)的飛行中,合外力方向會(huì)發(fā)生變化,故從b點(diǎn)到d點(diǎn)的過(guò)程中,先超重,再失重,故D錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示是足球比賽過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員踢出的“香蕉球”的情境示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A.足球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,可能處于平衡狀態(tài)B.足球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的法線方向C.足球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度方向與加速度方向在同一條直線上D.足球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,所受合力的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)【答案】D【詳解】A.依題意,足球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,做曲線運(yùn)動(dòng),不可能處于平衡狀態(tài)。故A錯(cuò)誤;B.足球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。故B錯(cuò)誤;C.足球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向與加速度方向不在同一條直線上。故C錯(cuò)誤;D.在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,所受合力的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)。故D正確。故選D。6.體育課上兩位同學(xué)在室內(nèi)羽毛球場(chǎng)進(jìn)行羽毛球比賽,羽毛球在空中上升的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,羽毛球加速度方向示意圖可能正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】AD.羽毛球在空中做曲線運(yùn)動(dòng),可知羽毛球所受合力產(chǎn)生的加速度應(yīng)指向軌跡的凹側(cè),故AD錯(cuò)誤;BC.羽毛球處于上升過(guò)程,速度在減小,可知所受合力產(chǎn)生的加速度與速度之間的夾角應(yīng)為鈍角,故B錯(cuò)誤,C正確。故選C。7.一只可視為質(zhì)點(diǎn)的蜜蜂沿彎曲軌跡做勻速率運(yùn)動(dòng),蜜蜂在途經(jīng)A、B、C、D位置時(shí)的速度v和所受合力F的大小、方向如圖所示,其中可能正確的是()A.A或C B.B或DC.A和C D.B和D【答案】B【詳解】由題意知蜜蜂做曲線運(yùn)動(dòng),所受合外力不肯能為零,故A點(diǎn)不可能;密封做曲線運(yùn)動(dòng),合外力指向軌跡凹側(cè),故B、D兩點(diǎn)均可能,C點(diǎn)不可能。故選B。8.我國(guó)跳水隊(duì)多次在國(guó)際跳水賽上摘金奪銀,被譽(yù)為跳水“夢(mèng)之隊(duì)”。如圖虛線描述的是楊昊10米跳臺(tái)跳水時(shí)頭部的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,最后沿豎直方向入水。整個(gè)過(guò)程中在哪個(gè)位置頭部的速度方向與入水時(shí)的速度方向相反(
)A.a(chǎn) B.b C.c D.d【答案】D【詳解】由于速度的方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向,通過(guò)運(yùn)動(dòng)軌跡可知d點(diǎn)的速度方向向上,與入水時(shí)的速度方向相反。故選D。9.一個(gè)物體在F1、F2、F3三個(gè)力的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與F1方向相同,如圖所示,關(guān)于該物體的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.若突然撤去F1,物體將做曲線運(yùn)動(dòng)B.若突然撤去F1,物體將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.若突然撤去F2,物體將做曲線運(yùn)動(dòng)D.若突然撤去F3和F2,物體將做曲線運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】AB.物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),三個(gè)力的合力為0,且任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力的合力等大反向,如果撤去F1,則剩下的F2與F3的合力會(huì)與撤去的F1等值反向,加速度方向與v0方向相反,物體將會(huì)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),AB錯(cuò)誤;C.如果突然撤去F2,則剩下的F1與F3的合力會(huì)與撤去的F2等值反向,合力與v0不在同一條直線上,物體做曲線運(yùn)動(dòng),C正確;D.若撤去F2和F3,剩下的F1與v0方向相同,物體會(huì)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。故選C。10.某質(zhì)點(diǎn)在Oxy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則該質(zhì)點(diǎn)在x、y兩個(gè)正方向上可能的運(yùn)動(dòng)狀況是()A.質(zhì)點(diǎn)在x、y兩方向上都勻速運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)在x方向上勻速運(yùn)動(dòng),在y方向上先加速后減速C.質(zhì)點(diǎn)在y方向上勻速運(yùn)動(dòng),在x方向上先加速后減速D.質(zhì)點(diǎn)在y方向上勻速運(yùn)動(dòng),在x方向上先減速后加速【答案】C【詳解】AB.若質(zhì)點(diǎn)在x方向上始終勻速運(yùn)動(dòng),合力沿著y方向,根據(jù)合力方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè),合力先沿著y軸負(fù)方向后為正方向,則在y方向上先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng),故AB錯(cuò)誤;CD.若質(zhì)點(diǎn)在y方向上始終勻速運(yùn)動(dòng),合力沿著x方向,根據(jù)合力方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè),合力先沿著x軸正方向后為負(fù)方向,則在x方向上先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。11.(多選)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力、、的共同作用下勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去,保持其他力不變,則質(zhì)點(diǎn)(
)A.一定做勻變速運(yùn)動(dòng) B.一定做直線運(yùn)動(dòng)C.一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D.可能做曲線運(yùn)動(dòng)【答案】AD【詳解】物體受到三個(gè)共點(diǎn)的恒力作用下勻速直線運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài),當(dāng)撤去某個(gè)恒力F1時(shí),物體的合力與F1大小相等、方向相反,說(shuō)明物體受到的合力恒定不變,加速度不變,物體做勻變速運(yùn)動(dòng);若原來(lái)的F1與速度方向相反時(shí),撤去F1后,物體的合力與速度方向相同,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);若原來(lái)的F1與速度方向相同時(shí),撤去F1后,物體的合力與速度方向相反,物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng);若物體原來(lái)做勻速直線運(yùn)動(dòng),而且原來(lái)的F1與速度不在同一直線上時(shí),撤去F1后,物體的合力與速度方向不在同一直線上,則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故知物體可能做直線運(yùn)動(dòng),也可能做曲線運(yùn)動(dòng),但一定是勻變速運(yùn)動(dòng)。故選AD。12.(多選)下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的敘述中,正確的是()A.做曲線運(yùn)動(dòng)
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