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1大学物理.运动学单元习题及答案

1大学物理.运动学单元习题及答案
1大学物理.运动学单元习题及答案

1大学物理.运动学单

元习题及答案

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

一、选择题

1、质点作曲线运动,→

r 表示位置矢量,s 表示路程,t a 表示切向加速度,下列表达式中

(1)a dt

dv =;(2)

v dt dr =;(3)v dt ds =;(4)t a dt v

d =

。 [ D ] (A )只有(1),(4)是对的; (B )只有(2),(4)是对的;

(C )只有(2)是对的; (D )只有(3)是对的。

2、对于沿曲线运动的物体,以下几种说法中哪一种是正确的: ( ) (A) 切向加速度必不为零.

(B) 法向加速度必不为零(拐点处除外).

(C) 由于速度沿切线方向,法向分速度必为零,因 此法向加速度必为零. (D) 若物体作匀速率运动,其总加速度必为零. 答:(B )

3、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每t 秒转一圈,在2t 时间间隔中,其平均速度大小与平均速率大小分别为 [ B ] (A)

t R π2, t R π2 ; (B) 0,t R π2; (C) 0,0; (D) t

R

π2,0. 4、一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r

的端点处,其速度大小为 [ D ] (A) dt dr (B) dt r

d (C) dt

r d (D)

22)()(dt dy dt dx + 5、根据瞬时速度矢量v 的定义,在直角坐标系下,其大小||v 可表示为 ( )

(A)dr dt . (B)dx dy dz

dt dt dt ++.

(C)|

|||||dx dy dz i j k dt dt dt

++. (D) 2)

答:(D )

6、以下五种运动形式中,a

保持不变的运动是 ( )

(A) 单摆的运动. (B) 匀速率圆周运动.

(C) 行星的椭圆轨道运动. (D) 抛体运动.

答:(D)

7、质点做匀速率圆周运动时,其速度和加速度的变化情况为()(A)速度不变,加速度在变化

(B)加速度不变,速度在变化

(C)二者都在变化

(D)二者都不变

答:(C)

8、一质量为M的斜面原来静止于水平光滑平面上,将一质量为m的木块轻轻

(A) 保持静止 (B) 向右加速运动

(C) 向右匀速运动 (D) 向左加速运动

[]

答案:(A)

9、一小球沿斜面向上运动,其运动方程为2

+

s-

=,则小球运动到最高点

4

5t

t

的时刻是 [ B ]

(A)t=4s;(B)t=2s;(C)t=8s; (D) t=5s

10、在下列几种情况下,哪种情况不可能。 [ E ]

(A)质点运动速度向东,而加速度也向东;

(B)质点运动速度向东,而加速度向西;

(C)质点运动速度向东,而加速度向南;

(D)物体运动的加速度恒定,而速度却变;

(E ) 物体运动的加速度恒定,而速度也恒定。 11、一质点在平面上运动,已知质点位矢表达式为

22(a,b )r at i bt j =+其中为常数,则质点作

[ B ]

(A )匀速直线运动; (B )变速直线运动; (C )抛物线运动; (D) 一般曲线运动 12、下列说法中,哪一个是正确的 [ C ]

(A) 一质点在某时刻的瞬时速度是2 m/s ,说明它在此后1 s 内一定要经过2 m 的路程.

(B) 斜向上抛的物体,在最高点处的速度最小,加速度最大. (C) 物体作曲线运动时,有可能在某时刻的法向加速度为零.

(D) 物体加速度越大,则速度越大.

13、一质点沿x 轴作直线运动,其v -t 曲线如图所示,如t =0时,质点位于坐标原点,则t =4.5 s 时,质点在x 轴上的位置为 [ B ]

(A) 5m . (B) 2m . (C) 0. (D) -2 m .

(E) -5 m.

二、填空题

1.在v - t 图中所示的三条直线都表示同一类型的运动:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条直线表示的是______________运动.

答:匀加速直线

-12

2.已知质点的运动学方程为24t r =

i +(2t +3)j (SI),则该质点的轨道方程为_______________________. 答:x = (y -3)2

3.已知质点的运动方程为:j t t i t t r

)3

14()2125(32++-+=.

当 t =2 s 时,a

= j i 4+- 。

4、一质点沿直线运动,其运动学方程为x = 6 t -t 2 (SI),则在t 由0到4s 的时间间隔内质

点走过的路程为_______________. 答:10 m

5.质点p 在一直线上运动,其坐标x 与时间t 有如下关系: x =-A sin ω t ,(SI) (A 为常数)任意时刻t,质点的加速度a =____________. 答: sin 2t A ωω-

6、一质点沿半径为R 的圆周运动,其路程s 随时间t 变化的规律为2

2

1

ct bt s +=(其中c b ,为大于零的常数,)

(1)质点运动的切向加速度=t a _____c _____,法向加速度=n a ____R

ct b 2

)(+_____

(2)质点运动经过=t ____

C

b

RC -_____时,n t a a =。 7、一船以速度0v 在静水中匀速直线行驶,一乘客以初速1v 在船中竖直上抛一石子,岸上的观察者看石子运动的轨迹是 抛物线 ,其轨道方程是

x v v v gx y 01

20

22+-=

8、一辆作匀加速直线运动的汽车,在6s 内通过相距60m 远的两点,已知汽车经过第二点时的速率为s m /15,则汽车通过第一点时速率1v = s m /5 ;

汽车的加速度=a 2/3

5

s m 。

9、说明质点作何种运动时,将出现下述各种情况(v ≠0):

(1) a t ≠0,a n ≠0,____变速率曲线运动___; (2) a t ≠0,a n =0,___变速直线运动____。

10、飞轮作加速转动时,轮边缘上的一点的运动方程为s = 0.1 t 3 ,飞轮半径为2m ,当此点的速率v = 30 m/s 时,其切向加速度为 ___2/6s m _____ ,法向加速度为 ___2/450s m _____ 。

11、一质点沿x 轴作直线运动,它的运动学方程为 x =3+5t +6t 2-t 3 (SI)

则 (1) 质点在t =0时刻的速度=0v

_____5m/s ___;

(2) 加速度为零时,该质点的速度=v ______17m/s_____.

12、一物体作斜抛运动,初速度0v

与水平方向夹角为θ,如图所

示.物体轨道最高点处的曲率半径ρ为___ ρ =v

02cos 2

θ /g_____.

13、设质点的运动学方程为j t R i t R r sin cos ωω+= (式中R 、

ω 皆为常量) 则质点的v

=_-ωR sin ω t i +ωR cos ω t j _,d v /d t =_____0______.

三、判断题

1.物体具有向东的速度,却可能具有向西的加速度。 答:对

2.物体的速率在减小,其加速度必在减小。 答:错

3.质点的位置矢量方向不变,质点一定作直线运动。 答:对

4.质点沿直线运动,其位置矢量的方向一定不变。 答:错

5.物体具有恒定的加速度,必作匀加速直线运动。

答:错

6.作曲线运动的物体必有法向加速度。 答:对

7.圆周运动中的质点的加速度一定和速度的方向垂直。 答:错

四、计算题

1、已知质点的运动方程为.4

sin

,

4

cos 3t y t x π

π

==式中,y x ,以m 计,t

以s 计。(1)求质点的轨道方程;(2)求出质点的速度和加速度表示式;(3)求s t 1=时质点的位置、速度和加速度。

解:(1)13

22

=+y x (2) ; )4cos 4()4sin 43(j t i t v

ππππ+-= j t i t a )4sin 16()4cos 163( 22ππππ-+-= (3)当s t 1=时,j i r

2

226+=

j i v

8

2 86ππ+-=

j i a 32

2 32622ππ--=

2、一质点在x y 平面上运动,运动方程为 x = 2 t ,y = 4 t 2 –8 (SI ) 求:(1)质点的轨道方程;(2)第1秒末质点的速度,加速度。

解:(1)由题知,2x t =, 所以轨迹方程为 88)2

(422-=-=x x y

(2)由速度和加速度的定义得:任意时刻的速度和加速度分别为:

j t i j v i v v y x 82+=+=, j j a i a a y x

8+=+=

j i j t i v t 82)82(11+=+==, j a

81+=

3、质点沿直线运动,速度2323

++=t t v 。如果s t

2=时,m x 4=,求

s t 3=时质点的位置,速度和加速度。

t t dt

dv

a 632+==

当s t 3=时,23/45s m a = s m v /563=

dt

dx

v =

,vdt dx = ???

++==t

t

x

dt t t vdt dx 2

232

4

)23(

1224

134

-++=

t t t x 当s t 3=时,m x 25.413=

4、一质点沿x 轴运动,其加速度为a = 4t ,当t = 0时,物体静止于x = 10m 处。试求质点的速度、位置与时间的关系式。 解:t dt

dv

a 4==

tdt dv t v v 400??=

22t v = (1分)

2

2t dt

dx v == dt t dx t x x 2020??=

103

2

3+=t x

5、质点沿x 轴运动,其加速度和位置的关系为 a =2+62x ,a 的单位为

2s m -?,x 的单位为 m. 质点在x =0处,速度为101s m -?,试求质点在任何坐标

处的速度值.

解: ∵ x

v v t x x v t v a d d d d d d d d ===

分离变量: x x adx d )62(d 2+==υυ 两边积分得

c x x v ++=32

222

1 由题知,0=x 时,100=v ,∴50=c

∴ 13s m 252-?++=x x v

6、汽车在半径为m R 400=的圆弧弯道上减速行驶。设在某一时刻,汽车的速率为s m v /10=,切向加速度的大小为2/2.0s m a t =。求汽车的法向加速度和总加速度的大小和方向?

解:汽车的法向加速度为

22250400

100s m R v a n /.=== (3分)

总加速度为

22222

32020250s m a a a t n

/...=+=+= (3分) 总加速度与速度之间的夹角为

'arctan

40128180180000==-t

n

a a β (2分) 7、一质点的运动学方程为2t x =,2)1(-=t y ,y x 和均以m 为单位,t 以s 为单位,试求 (1) 质点的轨迹方程;

(2) 在s t 2=时,质点的速度和加速度。 解:(1)质点的轨迹方程2)1(-=x y (2)t=2s 时: j i j t i t v

24)1(22+=-+=

j i a

22+=

8、一人自原点出发,25 s 内向东走30 m ,又10 s 内向南走10 m ,再15 s 内向正西北走18 m .求在这50 s 内, (1) 平均速度的大小和方向;

(2) 平均速率的大小.

1解:(1) ++=

)45sin )45cos (18)10(30j i j i ?+?-+-+=

j i

73.227.17+=

,方向φ =8.98°(东偏北)

2分

=?=??=t

t r //

0.35

m/s

方向东偏北8.98° 1分

(2) (路程)()181030++=?S m=58m,

16.1/=??=t S v m/s 2分

9、一质量为m=1kg 的质点,在力223F xyi x j =+的作用下,由静止开始沿一轨迹方程为x2=9y 的曲线从原点o (0,0)运动到Q(3,1)点。试求质点运动到Q点时的速度。

解:根据功的定义

?

?=Q r d F A 0

)(0

dy F dx F y x Q +=?)32(20

dy x xydx Q

+=?

将 x2=9y 代入上式得

)2792

(30ydy dx x A Q

+=?

J ydy dx x 18279

210330=+=?? 根据动能定理:22

2

11122

A mv mv =- 10v = m

A

v 22=

16-?=s m

O

C

A

B

y 北

φ

π/4 西 南

x

大学物理下册选择题练习题

( 1 ) 边长为l 的正方形,在其四个顶点上各放有等量的点电荷.若正方形中心O处的场 强值和电势值都等于零,则:(C) (A)顶点a、b、c、d处都是正电荷. (B)顶点a、b处是正电荷,c、d处是负电荷. (C)顶点a、c处是正电荷,b、d处是负电荷. (D)顶点a、b、c、d处都是负电荷. (3) 在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁,则阴极射线将 (B) (A)向下偏. (B)向上偏. (C)向纸外偏. (D)向纸内偏. (4) 关于高斯定理,下列说法中哪一个是正确的? (C) (A)高斯面内不包围自由电荷,则面上各点电位移矢量D 为零. (B)高斯面上处处D 为零,则面内必不存在自由电荷. (C)高斯面的D 通量仅与面内自由电荷有关. (D)以上说法都不正确. (5) 若一平面载流线圈在磁场中既不受力,也不受力矩作用,这说明:(A) (A)该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (B)该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (C)该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直. (D)该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直. (6) 关于电场强度与电势之间的关系,下列说法中,哪一种是正确的? (C)

(A)在电场中,场强为零的点,电势必为零 . (B)在电场中,电势为零的点,电场强度必为零 . (C)在电势不变的空间,场强处处为零 . (D)在场强不变的空间,电势处处相等. (7) 在边长为a的正方体中心处放置一电量为Q的点电荷,设无穷远处为电势零点,则 在一个侧面的中心处的电势为: (B) (A)a Q 04πε. (B)a Q 02πε. (C)a Q 0πε. (D)a Q 022πε. (8) 一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会 发生? (A) (A)在铜条上a、b两点产生一小电势差,且Ua >Ub . (B)在铜条上a、b两点产生一小电势差,且Ua <Ub . (C)在铜条上产生涡流. (D)电子受到洛仑兹力而减速. : (9) 把A,B两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中,如图所示.设无限远处为电势 零点,A的电势为UA ,B的电势为UB ,则 (D) (A)UB >UA ≠0. (B)UB >UA =0. (C)UB =UA . (D)UB <UA .

大学物理答案第1~2章

大学物理答案第1~2 章 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章 质点的运动 1-1已知质点运动方程为t R x ω-=sin ,)cos 1(t R y ω-=,式中R ,ω为常量,试求质点作什么运动,并求其速度和加速度。 解:22 cos ,sin x y x y dx dy v Rw wt v Rw wt dt dt v v v Rw ==-==-∴=+= 2 222 2 sin ,cos y x x y x y dv dv a Rw wt a Rw wt dt dt a a a Rw ====∴=+= sin ,(1cos )x R wt y R wt ==- 222()x y R R ∴+-=轨迹方程为 质点轨迹方程以R 为半径,圆心位于(0,R )点的圆的方程,即质点 作匀速率圆周运动,角速度为ω;速度v = R ω;加速度 a = R ω2 1-2竖直上抛运动的物体上升到高度h 处所需时间为t 1,自抛出经最高点再回到同一高度h 处所需时间为t 2,求证:h =gt 1 t 2/2 解:设抛出点的速度为v 0,从高度h 到最高点的时间为t 3,则 012132 012221201112()0,2()/2 ()11 222 12 v g t t t t t v g t t t t h v t gt g t gt gt t -+=+=∴=++∴=- =-= 1-3一艘正以v 0匀速直线行驶的汽艇,关闭发动机后,得到一个与船速反向大小与船速平方成正比的加速度,即a =kv 2,k 为一常数,求证船在行驶距离x 时的速率为v=v 0e kx . 解:取汽艇行驶的方向为正方向,则 020 0,,ln v x v kx dv dx a kv v dt dt dv dv kvdt kdx v v dv kdx v v kx v v v e -==-= ∴=-=-∴=-=-∴=?? 1-4行人身高为h ,若人以匀速v 0用绳拉一小车行走,而小车放在距地面高为H 的光滑平台上,求小车移动的速度和加速度。 解:人前进的速度V 0,则绳子前进的速度大小等于车移动的速度大小,

大学物理试题及答案

第2章刚体得转动 一、选择题 1、如图所示,A、B为两个相同得绕着轻绳得定滑轮.A滑轮挂一质量为M得物体,B滑轮受拉力F,而且F=Mg.设A、B两滑轮得角加速度分别为βA与βB,不计滑轮轴得摩擦,则有 (A) βA=βB。(B)βA>βB. (C)βA<βB.(D)开始时βA=βB,以后βA<βB。 [] 2、有两个半径相同,质量相等得细圆环A与B。A环得质量分布均匀,B环得质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直得轴得转动惯量分别为JA与J B,则 (A)JA>J B.(B) JA

精选新版2019年大学物理实验完整考试题库200题(含标准答案)

2019年《大学物理》实验题库200题[含参考答案] 一、选择题 1.用电磁感应法测磁场的磁感应强度时,在什么情形下感应电动势幅值的绝对值最大 ( ) A :线圈平面的法线与磁力线成?90角; B :线圈平面的法线与磁力线成?0角 ; C :线圈平面的法线与磁力线成?270角; D :线圈平面的法线与磁力线成?180角; 答案:(BD ) 2.选出下列说法中的正确者( ) A :牛顿环是光的等厚干涉产生的图像。 B :牛顿环是光的等倾干涉产生的图像。 C :平凸透镜产生的牛顿环干涉条纹的间隔从中心向外逐渐变密。 D :牛顿环干涉条纹中心必定是暗斑。 答案:(AC ) 3.用三线摆测定物体的转动惯量实验中,在下盘对称地放上两个小圆柱体可以得到的结果:( ) A :验证转动定律 B :小圆柱的转动惯量; C :验证平行轴定理; D :验证正交轴定理。 答案:(BC) 4.测量电阻伏安特性时,用R 表示测量电阻的阻值,V R 表示电压表的内阻,A R 表示电流表的内阻,I I ?表示内外接转换时电流表的相对变化,V V ?表示内外接转换时电压表的相对变化,则下列说法正确的是: ( ) A:当R <?时宜采用电流表内接;

D :当V V I I ?>?时宜采用电流表外接。 答案:(BC ) 5.用模拟法测绘静电场实验,下列说法正确的是: ( ) A :本实验测量等位线采用的是电压表法; B :本实验用稳恒电流场模拟静电场; C :本实验用稳恒磁场模拟静电场; D :本实验测量等位线采用电流表法; 答案:(BD ) 6.时间、距离和速度关系测量实验中是根据物体反射回来的哪种波来测定物体的位置。 ( ) A :超声波; B :电磁波; C :光波; D :以上都不对。 答案:(B ) 7.在用UJ31型电位差计测电动势实验中,测量之前要对标准电池进行温度修正,这是 因为在不同的温度下:( ) A :待测电动势随温度变化; B :工作电源电动势不同; C :标准电池电动势不同; D :电位差计各转盘电阻会变化。 答案:(CD ) 8.QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是:( ) A:保护电桥平衡指示仪(与检流计相当); B:保护电源,以避免电源短路而烧坏; C:便于把电桥调到平衡状态; D:保护被测的低电阻,以避免过度发热烧坏。 答案:(AC ) 9.声速测定实验中声波波长的测量采用: ( ) A :相位比较法 B :共振干涉法; C :补偿法; D :;模拟法 答案:(AB ) 10.电位差计测电动势时若检流计光标始终偏向一边的可能原因是: ( ) A :检流计极性接反了。 B :检流计机械调零不准

大学物理作业(二)答案

班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、选择题 1. m 与M 水平桌面间都是光滑接触,为维持m 与M 相对静止,则推动M 的水平力F 为:( B ) (A)(m +M )g ctg θ (B)(m +M )g tg θ (C)mg tg θ (D)Mg tg θ 2. 一质量为m 的质点,自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为v ,则质点对该处的压力数值为:( B ) (A)R mv 2 (B)R mv 232 (C)R mv 22 (D)R mv 252 3. 如图,作匀速圆周运动的物体,从A 运动到B 的过程中,物体所受合外力的冲量:( C ) (A) 大小为零 (B ) 大小不等于零,方向与v A 相同 (C) 大小不等于零,方向与v B 相同 (D) 大小不等于零,方向与物体在B 点所受合力相同 二、填空题 1. 已知m A =2kg ,m B =1kg ,m A 、m B 与桌面间的摩擦系数μ=0.5,(1)今用水平力F =10N 推m B ,则m A 与m B 的摩擦力f =_______0______,m A 的加速度a A =_____0_______. (2)今用水平力F =20N 推m B ,则m A 与m B 的摩擦力f =____5N____,m A 的加速度a A =_____1.7____. (g =10m/s 2) 2. 设有三个质量完全相同的物体,在某时刻t 它们的速度分别为v 1、v 2、v 3,并且v 1=v 2=v 3 ,v 1与v 2方向相反,v 3与v 1相垂直,设它们的质量全为m ,试问该时刻三物体组成的系统的总动量为_______m v 3________. 3.两质量分别为m 1、m 2的物体用一倔强系数为K 的轻弹簧相连放在光滑水平桌面上(如图),当两物体相距为x 时,系统由静止释放,已知弹簧的自然长度为x 0,当两物体相距为x 0时,m 1的速度大小为 2 2 121 Km x m m m + . 4. 一弹簧变形量为x 时,其恢复力为F =2ax -3bx 2,现让该弹簧由x =0变形到x =L ,其弹力的功为: 2 3 aL bL - . 5. 如图,质量为m 的小球,拴于不可伸长的轻绳上,在光滑水平桌面上作匀速圆周运动,其半径为R ,角速度为ω,绳的另一端通过光 滑的竖直管用手拉住,如把绳向下拉R /2时角速度ω’为 F m A m B m M F θ A O B R v A v B x m 1 m 2 F m R

大学物理(上)课后习题答案1

1-1 分析与解 (1) 质点在t 至(t +Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P ′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs =PP ′, 位移大小|Δr |=PP ′,而Δr =|r |-|r |表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注:在直线运动中有相等的可能).但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有|d r |=d s ,但却不等于d r .故选(B). (2) 由于|Δr |≠Δs ,故 t s t ΔΔΔΔ≠r ,即|v |≠v . 但由于|d r |=d s ,故 t s t d d d d =r ,即|v |=v .由此可见,应选(C). 1-2 分析与解 t r d d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率.通常用符号v r 表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量;t d d r 表示速度矢量;在自 然坐标系中速度大小可用公式t s d d =v 计算,在直角坐标系中则可由公式 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??=t y t x v 求解.故选(D). 1-3 分析与解 t d d v 表示切向加速度a t,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用;t r d d 在极坐标系中表示径向速率v r (如题1 -2 所述); t s d d 在自然坐标系中表示质点的速率v ;而t d d v 表示加速度的大小而不是切向加速度a t.因此只有(3) 式表达是正确的.故选(D). 1-4 分析与解 加速度的切向分量a t起改变速度大小的作用,而法向分量a n 起改变速度方向的作用.质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的.至于a t是否改变,则要视质点的速率情况而定.质点作匀速率圆周运动时, a t恒为零;质点作匀变速率圆周运动时, a t为一不为零的恒量,当a t改变时,质点则作一般的变速率圆周运动.由此可见,应选(B). 1-5 分析与解 本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质.为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l ,则小船的运动方程为 22h l x -=,其中绳长l 随时间t 而变化.小船速度22d d d d h l t l l t x -== v ,式中t l d d 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v 0,代入整理后为θ l h l cos /0 220v v v = -= ,方向沿x 轴负向.由速度表达式,可判断小船作变加速运动.故选(C). 1-6 分析 位移和路程是两个完全不同的概念.只有当质点作直线运动且运动方向不改

大学物理习题及答案

x L h 书中例题:1.2, 1.6(p.7;p.17)(重点) 直杆AB 两端可以分别在两固定且相互垂直的直导线槽上滑动,已知杆的倾角φ=ωt 随时间变化,其中ω为常量。 求:杆中M 点的运动学方程。 解:运动学方程为: x=a cos(ωt) y=b sin(ωt) 消去时间t 得到轨迹方程: x 2/a 2 + y 2/b 2 = 1 椭圆 运动学方程对时间t 求导数得速度: v x =dx/dt =-a ωsin(ωt) v y =dy/dt =b ωcos(ωt) 速度对时间t 求导数得加速度: a x =d v x /dt =-a ω2cos(ωt) a y =d v y /dt =-b ω2sin(ωt) 加速度的大小: a 2=a x 2+a y 2 习题指导P9. 1.4(重点) 在湖中有一小船,岸边有人用绳子跨过一高处的滑轮拉船靠岸,当绳子以v 通过滑轮时, 求:船速比v 大还是比v 小? 若v 不变,船是否作匀速运动? 如果不是匀速运动,其加速度是多少? 解: l =(h2+x2)1/2 221/2 122()d l x d x v d t h x d t ==+ 221/2()d x h x v d t x += 当x>>h 时,dx/dt =v ,船速=绳速 当x →0时,dx/dt →∞ 加速度: x y M A B a b φ x h

220d x d t =2221/22221/2221/2221/2221/22221/2()1()11()()1112()2()d x d h x v dt dt x d h x v dt x d dx d h x dx h x v v dx x dt x dx dt dx x dx h x v v x dt x h x dt ?? +=??????=?+???? +??=?++ ???=-?+++ 将221/2()d x h x v d t x +=代入得: 2221/2221/2 221/2 22221/21()112()()2()d x h x x h x h xv v v v d t x x x h x x ++=-?+++3222232222)(x v h x v v x x h dt x d -=++-= 分析: 当x ∞, 变力问题的处理方法(重点) 力随时间变化:F =f (t ) 在直角坐标系下,以x 方向为例,由牛顿第二定律: ()x dv m f t dt = 且:t =t 0 时,v x =v 0 ;x =x 0 则: 1 ()x dv f t dt m = 直接积分得: 1 ()()x x v dv f t dt m v t c ===+?? 其中c 由初条件确定。 由速度求积分可得到运动学方程:

大学物理选择题大全

第一章 质点运动学 习题(1) 1、下列各种说法中,正确的说法是: ( ) (A )速度等于位移对时间的一阶导数; (B )在任意运动过程中,平均速度 2/)(0t V V V +=; (C )任何情况下,;v v ?=? r r ?=? ; (D )瞬时速度等于位置矢量对时间的一阶导数。 2、一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度 m/s 2=v ,瞬时加速度2m/s 2-=a ,则一秒钟后质点的速度为: ( ) (A)等于0m/s ; (B)等于 -2m/s ; (C)等于2m/s ; (D)不能确定。 3、 一物体从某一确定高度以 0V 的速度水平抛出(不考虑空气阻力),落地时的速 度为t V ,那么它运动的时间是: ( ) (A) g V V t 0 -或g V V t 2 02- ; (B) g V V t 0 -或 g V V t 2202- ; (C ) g V V t 0 - 或g V V t 202- ; (D) g V V t 0 - 或g V V t 2202- 。 4、一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬 时速度为 V ,瞬时速率为v ,某一段时间内的平均速度为V ,平均速率为V , 它们之间的关系必定是 ( ) (A) V V V V == ,;(B) V V V V =≠ ,;(C)V V V V ≠= ,;(D) V V V V ≠≠ ,。 5、下列说法正确的是: ( ) (A )轨迹为抛物线的运动加速度必为恒 量; (B )加速度为恒量的运动轨迹

可能是抛物线; (C )直线运动的加速度与速度的方向一 致; (D )曲线运动的加速度必为变量。 第一章 质点运动学 习题(2) 1、 下列说法中,正确的叙述是: ( ) a) 物体做曲线运动时,只要速度大小 不变,物体就没有加速度; b) 做斜上抛运动的物体,到达最高点 处时的速度最小,加速度最大; (C )物体做曲线运动时,有可能在某时刻法向加速度为0; (D )做圆周运动的物体,其加速度方向一定指向圆心。 2、质点沿半径为R 的圆周的运动,在自然 坐标系中运动方程为 22 t c bt s -=,其中 b 、 c 是常数且大于0,Rc b >。其切向加速度和法向加速度大小达到相等所用 最短时间为: ( ) (A) c R c b + ; (B) c R c b - ; (C) 2cR c b -; (D) 22cR cR c b +。 3、 质点做半径为R 的变速圆周运动时的加 速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) ( ) (A ) t v d d ; (B )R v 2 ; (C ) R v t v 2 +d d ; (D ) 2 22)d d (??? ? ??+R v t v 。 第二章 牛顿定律 习题 1、水平面上放有一质量m 的物体,物体与水平面间的滑动摩擦系数为μ,物体在图示 恒力F 作用下向右运动,为使物体具有最大的加速度,力F 与水平面的夹角θ应满 足 : ( ) (A )cosθ=1 ; (B )sinθ=μ ; (C ) tan θ=μ; (D) cot θ=μ。

大学物理C课后答案1

习题 5 题5-2图 题5-2图 5-2 两小球的质量都是m ,都用长为l 的细绳挂在同一点,它们带有相同电量,静止时两线夹角为2θ,如题5--2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计,求每个小球所带的电量. 解: 如题5-2图示 ?? ? ?? ===220)sin 2(π41 sin cos θεθθl q F T mg T e 解得 θπεθtan 4sin 20mg l q = 5-4 长l =15.0 cm 的直导线AB 上均匀地分布着线密度9 5.010C m λ-=?的正电荷.试求:(1)在导线的延长线上与导线B 端相距1 5.0a cm =处P 点的场强;(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距2 5.0d cm =处Q 点的场强. 解: 如题5-4图所示 题5-4图 (1)在带电直线上取线元x d ,其上电量q d 在P 点产生场强为 2 0) (d π41d x a x E P -= λε 2 22 ) (d π4d x a x E E l l P P -= =? ?-ελ

]2 12 1[π40 l a l a + --= ελ ) 4(π220l a l -= ελ 用15=l cm ,9 10 0.5-?=λ1m C -?, 5.12=a cm 代入得 21074.6?=P E 1C N -? 方向水平向右 (2)同理 22 20d d π41d += x x E Q λε 方向如题5-4图所示 由于对称性? =l Qx E 0d ,即Q E ? 只有y 分量, ∵ 22 2 222 20d d d d π41d ++= x x x E Qy λε 2 2π4d d ελ ?==l Qy Qy E E ? -+22 2 3 222) d (d l l x x 22 2 0d 4π2+= l l ελ 以9 10 0.5-?=λ1cm C -?, 15=l cm ,5d 2=cm 代入得 21096.14?==Qy Q E E 1C N -?,方向沿y 轴正向 5-7 半径为1R 和2R (21R R >)的两无限长同轴圆柱面,单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1) 1r R <;(2) 12R r R <<;(3) 2r R >处各点的场强. 解: 高斯定理0 d ε∑?=?q S E s ?? 取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2= 则 rl E S E S π2d =??? ? 对(1) 1R r < 0,0==∑E q (2) 21R r R << λl q =∑ ∴ r E 0π2ελ = 沿径向向外

大学物理试题及答案()

第2章 刚体的转动 一、 选择题 1、 如图所示,A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A 滑轮挂一质量为M 的物体,B 滑轮受拉力F ,而且F =Mg .设A 、B 两滑轮的角加速度分别为?A 和?B ,不计滑轮轴的摩擦,则有 (A) ?A =?B . (B) ?A >?B . (C) ?A <?B . (D) 开始时?A =?B ,以后?A <?B . [ ] 2、 有两个半径相同,质量相等的细圆环A 和B .A 环的质量分布均匀,B 环的质量分布不均匀.它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J A 和J B ,则 (A) J A >J B . (B) J A <J B . (C) J A = J B . (D) 不能确定J A 、J B 哪个大. [ ] 3、 如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 旋转,初始状态为静止悬挂.现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统 (A) 只有机械能守恒. (B) 只有动量守恒. (C) 只有对转轴O 的角动量守恒. (D) 机械能、动量和角动量均守恒. [ ] 4、 质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上.平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动,转动惯量为J .平台和小孩开始时均静止.当小孩突然以相对于地面为v 的速率在台边缘沿逆时针转向走动时,则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为 (A) ??? ??=R J mR v 2 ω,顺时针. (B) ?? ? ??=R J mR v 2ω,逆时针. (C) ??? ??+=R mR J mR v 22ω,顺时针. (D) ?? ? ??+=R mR J mR v 22ω,逆时针。 [ ] 5、 如图所示,一静止的均匀细棒,长为L 、质量为M ,可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O 在水平面内转动,转动惯量为231ML .一质量为m 、速率为v 的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端,设穿过棒后子弹的速率为v 2 1,则此时棒的角速度应为 (A) ML m v . (B) ML m 23v .

大学物理题库之近代物理答案

大学物理题库------近代物理答案 一、选择题: 01-05 DABAA 06-10 ACDBB 11-15 CACBA 16-20 BCCCD 21-25 ADDCB 26-30 DDDDC 31-35 ECDAA 36-40 DACDD 二、填空题 41、见教本下册p.186; 42、c ; 43. c ; 44. c , c ; 45. 8106.2?; 46. 相对的,相对运动; 47. 3075.0m ; 48. 181091.2-?ms ; 49. 81033.4-?; 51. s 51029.1-?; 52. 225.0c m e ; 53. c 23, c 2 3; 54. 2 0) (1c v m m -= , 202c m mc E k -=; 55. 4; 56. 4; 57. (1) J 16109?, (2) J 7105.1?; 58. 61049.1?; 59. c 32 1; 60. 13108.5-?, 121004.8-?; 61. 20 )(1l l c -, )( 02 0l l l c m -; 62. 1 1082.3?; 63. λ hc hv E ==, λ h p = , 2 c h c m νλ = = ; 64. V 45.1, 151014.7-?ms ; 65. )(0v c e h -λ ; 66. 5×1014,2; 67. h A /,e h /)(01νν-; 68. 5.2,14 100.4?; 69. 5.1; 70. J 261063.6-?,1341021.2--??ms kg ; 71. 21E E >, 21s s I I <; 72. 5.2,14100.4?; 73. π,0; 74. 负,离散; 75. 定态概念, 频率条件(定态跃迁); 76. —79. 见教本下册p.246--249; 80. (1)4,1;(2)4, 3; 81. J m h E k 21 2 210 29.32?== λ;

1大学物理1课后答案

习 题 一 1-1 一质点在平面xOy 内运动,运动方程为t x 2=,2219t y -= (SI ).(1)求质点的运动轨道;(2)求s 1=t 和s 2=t 时刻质点的位置矢量;(3)求s 1=t 和s 2=t 时刻质点的瞬时速度和瞬时加速度;(4)在什么时刻,质点的位置矢量和速度矢量垂直?这时x 、y 分量各为多少?(5)在什么时刻,质点离原点最近?最近距离为多大? [解] 质点的运动方程t x 2=,2219t y -= (1)消去参数t ,得轨道方程为: 22 1 19x y -= ()0≥x (2)把s 1=t 代入运动方程,得 j i j i r 172+=+=y x 把s 2=t 代入运动方程,得 ()j i j i r 1142219222+=?-+?= (3)由速度、加速度定义式,有 4 /d d ,0/d d 4/d d ,2/d d y y x x y x -====-====t v a t v a t t y v t x v 所以,t 时刻质点的速度和加速度分别为 =v j i j i t v v 42y x -=+ j j i a 4y x -=+=a a 所以,s 1=t 时,j i v 42-=,j a 4-= s 2=t 时,j i v 82-=,j a 4-= (4)当质点的位置矢量和速度矢量垂直时,有 0=?v r 即 ()[] []04221922=-?-+j i j i t t t 整理,得 093=-t t 解得 01=t ; 32=t ;33-=t (舍去) m 19,0,s 011===y x t 时 m 1,m 6,s 322===y x t 时 (5)任一时刻t 质点离原点的距离 ()()()222222192t t y x t r -+= += 令 0d d =t r 可得 3=t 所以,s 3=t 时,质点离原点最近 () 6.08m 3=r

大学物理活页作业答案及解析((全套))

1.质点运动学单元练习(一)答案 1.B 2.D 3.D 4.B 5.;(提示:首先分析质点的运动规律,在t <时质点沿x 轴正方向运动;在t =时质点的速率为零;,在t >时质点沿x 轴反方向运动;由位移和路程的定义可以求得答案。) 6.135m (提示:质点作变加速运动,可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。) 7.解:(1))()2(22SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=? )/(32s m j i t r v -=??= (2))(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8.解: t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ?? sin cos 2

t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=??cos sin 9.解:(1)设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-?=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 3 2 -?=ωω== (2)当旗杆与投影等长时,4/π=ωt h s t 0.31008.144=?=ω π = 10.解: ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ??+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ,v =v o 则2020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+=

大学物理试题库及答案详解【考试必备】

第一章 质点运动学 1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t +Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ|r |),平均速度为v ,平均速率为v . (1) 根据上述情况,则必有( ) (A) |Δr |= Δs = Δr (B) |Δr |≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有|d r |= d s ≠ d r (C) |Δr |≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有|d r |= d r ≠ d s (D) |Δr |≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有|d r |= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( ) (A) |v |= v ,|v |= v (B) |v |≠v ,|v |≠ v (C) |v |= v ,|v |≠ v (D) |v |≠v ,|v |= v 分析与解 (1) 质点在t 至(t +Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs =PP′, 位移大小|Δr |=PP ′,而Δr =|r |-|r |表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注:在直线运动中有相等的可能).但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有|d r |=d s ,但却不等于d r .故选(B). (2) 由于|Δr |≠Δs ,故t s t ΔΔΔΔ≠r ,即|v |≠v . 但由于|d r |=d s ,故t s t d d d d =r ,即|v |=v .由此可见,应选(C). 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即 (1)t r d d ; (2)t d d r ; (3)t s d d ; (4)2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x . 下述判断正确的是( ) (A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确

大学物理1-模拟试卷及答案Word版

大学物理模拟试卷一 一、选择题:(每小题3分,共30分) 1.一飞机相对空气的速度为200km/h,风速为56km/h,方向从西向东。地面雷达测得飞机 速度大小为192km/h,方向是:() (A)南偏西16.3o ;(B)北偏东16.3o;(C)向正南或向正北;(D)西偏东16.3o ; 2.竖直的圆筒形转笼,半径为R,绕中心轴OO'转动,物块A紧靠在圆筒的内壁上,物块与圆筒间的摩擦系数为μ,要命名物块A不下落,圆筒转动的角速度ω至少应为:() (A);(B);(C) ;(D); 3.质量为m=0.5kg的质点,在XOY坐标平面内运动,其运动方程为x=5t,y=0.5t2(SI),从t=2s到t=4s这段时间内,外力对质点作功为 () (A) 1.5J ;(B) 3J;(C) 4.5J ; (D) -1.5J; 4.炮车以仰角θ发射一炮弹,炮弹与炮车质量分别为m和M,炮弹相对于炮筒出口速度为v,不计炮车与地面间的摩擦,则炮车的反冲速度大小为() (A);(B) ;(C) ; (D) 5.A、B为两个相同的定滑轮,A滑轮挂一质量为M的物体,B滑轮受拉力为F,而且F=Mg,设A、B两滑轮的角加速度分别为βA和βB,不计滑轮轴的摩擦,这两个滑轮的角加速度的大小比较是() (A)βA=β B ; (B)βA>βB; (C)βA<βB; (D)无法比较; 6.一倔强系数为k的轻弹簧,下端挂一质量为m的物体,系统的振动周期为T。若将此弹簧截去一半的长度,下端挂一质量为0.5m的物体,则系统振动周期T2等于() (A)2T1; (B)T1; (C) T1/2 ; (D) T1/4 ; 7.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是:()

大学物理力学题库及答案

一、选择题:(每题3分) 1、某质点作直线运动的运动学方程为x =3t -5t 3 + 6 (SI),则该质点作 (A) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向. (B) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. (C) 变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向. (D) 变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. [ D ] 2、一质点沿x 轴作直线运动,其v -t 曲 线如图所示,如t =0时,质点位于坐标原点,则t =4.5 s 时,质点在x 轴上的位置为 (A) 5m . (B) 2m . (C) 0. (D) -2 m . (E) -5 m. [ B ] 3、图中p 是一圆的竖直直径pc 的上端点,一质点从p 开始分 别沿不同的弦无摩擦下滑时,到达各弦的下端所用的时间相比 较是 (A) 到a 用的时间最短. (B) 到b 用的时间最短. (C) 到c 用的时间最短. (D) 所用时间都一样. [ D ] 4、 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ,瞬时加速度2/2s m a -=, 则一秒钟后质点的速度 (A) 等于零. (B) 等于-2 m/s . (C) 等于2 m/s . (D) 不能确定. [ D ] 5、 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22+=(其中 a 、 b 为常量), 则该质点作 (A) 匀速直线运动. (B) 变速直线运动. (C) 抛物线运动. (D)一般曲线运 动. [ B ] 6、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处, 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x [ D ] 1 4.5432.52-112 t (s) v (m/s) O c b a p

大学物理试题及答案

《大学物理》试题及答案 一、填空题(每空1分,共22分) 1.基本的自然力分为四种:即强力、、、。 2.有一只电容器,其电容C=50微法,当给它加上200V电压时,这个电容储存的能量是______焦耳。 3.一个人沿半径为R 的圆形轨道跑了半圈,他的位移大小为,路程为。 4.静电场的环路定理公式为:。5.避雷针是利用的原理来防止雷击对建筑物的破坏。 6.无限大平面附近任一点的电场强度E为 7.电力线稀疏的地方,电场强度。稠密的地方,电场强度。 8.无限长均匀带电直导线,带电线密度+λ。距离导线为d处的一点的电场强度为。 9.均匀带电细圆环在圆心处的场强为。 10.一质量为M=10Kg的物体静止地放在光滑的水平面上,今有一质量为m=10g的子弹沿水平方向以速度v=1000m/s射入并停留在其中。求其 后它们的运动速度为________m/s。 11.一质量M=10Kg的物体,正在以速度v=10m/s运动,其具有的动能是_____________焦耳 12.一细杆的质量为m=1Kg,其长度为3m,当它绕通过一端且垂直于细杆 的转轴转动时,它的转动惯量为_____Kgm2。 13.一电偶极子,带电量为q=2×105-库仑,间距L=0.5cm,则它的电距为________库仑米。 14.一个均匀带电球面,半径为10厘米,带电量为2×109-库仑。在距球心 6厘米处的电势为____________V。 15.一载流线圈在稳恒磁场中处于稳定平衡时,线圈平面的法线方向与磁场强度B的夹角等于。此时线圈所受的磁力矩最。 16.一圆形载流导线圆心处的磁感应强度为1B,若保持导线中的电流强度不

《大学物理》习题和答案

《大学物理》习题和答案 第9章热力学基础 1,选择题 2。对于物体的热力学过程,下面的陈述是正确的,即 [(A)的内能变化只取决于前两个和后两个状态。与所经历的过程无关(b)摩尔热容量的大小与物体所经历的过程无关 (C),如果单位体积所含热量越多,其温度越高 (D)上述说法是不正确的 8。理想气体的状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式,那么方程 Vdp?pdV?MRdT代表[(M)(A)等温过程(b)等压过程(c)等压过程(d)任意过程 9。热力学第一定律表明 [] (A)系统对外界所做的功不能大于系统从外界吸收的热量(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C)在这个过程中不可能有这样一个循环过程,外部对系统所做的功不等于从系统传递到外部的热量(d)热机的效率不等于1 13。一定量的理想气体从状态(p,V)开始,到达另一个状态(p,V)。一旦它被等温压缩到2VV,外部就开始工作;另一种是绝热压缩,即外部功w。比较这两个功值的大小是22 [] (a) a > w (b) a = w (c) a 14。1摩尔理想气体从初始状态(T1,p1,V1)等温压缩到体积V2,由外部对气体所做的功是[的](a)rt 1ln v2v(b)rt 1ln 1v1 v2(c)P1(v2?

V1(D)p2v 2?P1V1 20。两种具有相同物质含量的理想气体,一种是单原子分子气体,另一种是双原子分子气体, 通过等静压从相同状态升压到两倍于原始压力。在这个过程中,两种气体[(A)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量,(b)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是不同的,(c)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是不同的,(d)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是相同的。这两个气缸充满相同的理想气体,并具有相同的初始状态。在等压过程之后,一个钢瓶内的气体压力增加了一倍,另一个钢瓶内的气体温度也增加了一倍。在这个过程中,这两种气体从[以外吸收的热量相同(A)不同(b),前者吸收的热量更多(c)不同。后一种情况吸收更多热量(d)热量吸收量无法确定 25。这两个气缸充满相同的理想气体,并具有相同的初始状态。等温膨胀后,一个钢瓶的体积膨胀是原来的两倍,另一个钢瓶的气体压力降低到原来的一半。在其变化过程中,两种气体所做的外部功是[] (A)相同(b)不同,前者所做的功更大(c)不同。在后一种情况下,完成的工作量很大(d)完成的工作量无法确定 27。理想的单原子分子气体在273 K和1atm下占据22.4升的体积。将这种气体绝热压缩到16.8升需要做多少功? [](a)330j(b)680j(c)719j(d)223j 28。一定量的理想气体分别经历等压、等压和绝热过程后,其内能从E1变为E2。在以上三个过程中,

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