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文檔簡介

浙教版中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)滑輪及其應(yīng)用滑輪受力分析、滑輪組、效率【同步練習(xí)解析】一.選擇題1.(2022·湖南常德中考)如圖所示,用兩滑輪采用不同的繞繩方法,將同一重物勻速提升相同的高度(不計(jì)繩重和摩擦),下列說法中正確的是()A.F1>F2,F(xiàn)1移動(dòng)距離多 B.F1<F2,F(xiàn)2移動(dòng)距離多C.F1所做的額外功多 D.兩裝置的機(jī)械效率相同【答案】D【解析】AB.由圖可知,左側(cè)的滑輪組,n=2,則拉力為F1移動(dòng)距離為s1=2h右側(cè)的滑輪組,n=3,則拉力為F2移動(dòng)距離s2=3h因此F1>F2,F(xiàn)2移動(dòng)距離多,故AB錯(cuò)誤;C.不計(jì)繩重和摩擦,提動(dòng)滑輪做的功為滑輪組的額外功,兩個(gè)動(dòng)滑輪相同,提升相同的高度,故兩個(gè)滑輪組做的額外功相同,故C錯(cuò)誤;D.不計(jì)繩重和摩擦滑輪組的機(jī)械效率與所提物重和滑輪重有關(guān),與繩子的繞法無關(guān),在提升相同物體到相同的高度,所做的有用功與額外功相同,故兩裝置的機(jī)械效率相同,故D正確。2.(2022·河北中考)在老舊小區(qū)改造中,工人利用滑輪組將重380N的建筑材料提升到樓頂,如圖所示。已知工人對繩子的拉力為200N,建筑材料在5s內(nèi)勻速上升5m,不計(jì)繩重及摩擦。此過程中,下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪所受重力為10N B.滑輪組所做的有用功為2000JC.工人所用拉力的功率為380W D.滑輪組的機(jī)械效率為95%【答案】D【解析】B.建筑材料上升的高度h=5m,所以有用功為故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,繩子股數(shù)n=2,繩端移動(dòng)的距離為s=2h=2×5m=10m工人所用拉力的功為拉力的功率為故C錯(cuò)誤;A.不計(jì)繩重及摩擦,所做的額外功為動(dòng)滑輪所受重力為故A錯(cuò)誤;D.滑輪組的機(jī)械效率為故D正確。3.(2022·湖南邵陽中考)如圖所示,滑輪組下面懸掛一重為12N的物體,在豎直向上的拉力F的作用下,該物體在10s內(nèi)被勻速提升了0.5m,拉力F的大小為5N。關(guān)于該滑輪組,下列計(jì)算結(jié)果正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的距離是1m B.有用功為0.6JC.總功為5J D.該裝置的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】A.由圖可知,承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n=3,當(dāng)物體上升0.5m時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離是故A錯(cuò)誤;B.有用功為故B錯(cuò)誤;C.拉力做的總功為故C錯(cuò)誤;D.該裝置的機(jī)械效率為故D正確。4.(2021·廣西河池中考)如圖所示,工人用500N的拉力F把重為800N的材料勻速提升了2m,用時(shí)20s。若不計(jì)繩重及摩擦,則下列說法正確的是()A.拉力F的功率為80WB.拉力F在這20s內(nèi)做的功為1000JC.動(dòng)滑輪的重為為200ND.用該裝置勻速提升更重的材料,機(jī)械效率不變【答案】C【解析】AB.拉力F在這20s內(nèi)做的功為拉力F的功率為故AB錯(cuò)誤;C.動(dòng)滑輪的重為為故C正確;D.用該裝置勻速提升更重的材料到相同高度,有用功變大,動(dòng)滑輪重不變,額外功不變,這樣有用功占總功的比值變大,機(jī)械效率變大,故D錯(cuò)誤。5.(2021·湖南永州中考)如圖所示,用F=10N的拉力使重物勻速上升0.1m,已知物體的重力為27N(忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力),下列說法正確的是()A.繩子末端移動(dòng)的距離是0.2mB.拉力做的功是2.7JC.滑輪組的機(jī)械效率是90%D.動(dòng)滑輪的重力是1N【答案】C【解析】A.由圖可知,n=3,繩子末端移動(dòng)的距離s=nh=3×0.1m=0.3m故A錯(cuò)誤;B.拉力做的功W總=Fs=10N×0.3m=3J故B錯(cuò)誤;C.有用功W有=Gh=27N×0.1m=2.7J滑輪組的機(jī)械效率故C正確;D.忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=3FG=3×10N27N=3N故D錯(cuò)誤。6.(2021·黑龍江哈爾濱中考)如圖,小明同學(xué)做“測量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn),測得:物體重力為3N、在1s的時(shí)間內(nèi)將物體勻速提升0.2m、拉力F為1.8N。此過程中,下列說法中正確的是()A.提升時(shí)物體的重力勢能變小 B.拉力所做的有用功為1.2JC.滑輪組的機(jī)械效率為55.6% D.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s【答案】D【解析】A.提升時(shí)物體的高度升高、質(zhì)量不變,重力勢能變大,故A錯(cuò)誤;B.拉力所做的有用功為故B錯(cuò)誤;C.滑輪組的機(jī)械效率為故C錯(cuò)誤;D.在1s的時(shí)間內(nèi)將物體勻速提升0.2m,滑輪組由兩股繩承擔(dān)物重,因此繩子自由端在1s的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離是0.4m,繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s,故D正確。7.(2021·廣東深圳中考)如圖,兩個(gè)滑輪組,提升一個(gè)重為17N的物體A(每個(gè)滑輪重相同),使物體A在2s內(nèi)拉升了20cm,拉力如圖所示,下列說法正確的是()A.甲中,繩端移動(dòng)的距離為60cm B.乙中,拉力的功率為1.7WC.甲中,動(dòng)滑輪由兩根繩子吊著 D.乙中,動(dòng)滑輪的重力為2N【答案】A【解析】AC.從甲圖可以看到,在動(dòng)滑輪與定滑輪的中間畫一條虛線,虛線往下,有三條繩子吊著動(dòng)滑輪,即甲中,動(dòng)滑輪由三根繩子吊著,故C錯(cuò)誤;再由題意可知,物體A在2s內(nèi)拉升了20cm,三條繩子吊著動(dòng)滑輪,則甲圖中的繩端移動(dòng)的距離是物體A上升的高度三倍,即甲中,繩端移動(dòng)的距離為60cm,故A正確;B.從乙圖可以看到,繩端的拉力是9N,兩條繩子托著動(dòng)滑輪,則乙圖中的繩端移動(dòng)的距離是物體A上升的高度兩倍,即相同的時(shí)間2s,那么乙圖中繩端移動(dòng)的速度根據(jù)可知,乙中拉力的功率乙中拉力的功率是1.8W;故B錯(cuò)誤;D.從乙圖可以看到,繩端的拉力是9N,兩條繩子托著動(dòng)滑輪,設(shè)動(dòng)滑輪的重力,物體A的重力是17N,則代入數(shù)據(jù)可得解得乙中,動(dòng)滑輪的重力為1N;故D錯(cuò)誤。8.(2021·貴州黔東南中考)如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),5s將重90N的物體勻速提升了2m。已知?jiǎng)踊喼貫?0N(不計(jì)繩重和摩擦),則提升重物的過程中正確的是()A.繩子自由端拉力F的大小為90NB.提升物體的過程中,拉力F做的有用功為200JC.繩子自由端拉力F的功率為36WD.此滑輪組的機(jī)械效率為90%【答案】D【解析】A.由題意可知,不計(jì)繩重和摩擦,物體重是90N,動(dòng)滑輪重為10N,從圖中可以看到,兩條繩子托著動(dòng)滑輪,那么代入數(shù)據(jù)可知解得,繩子自由端拉力F的大小是50N,故A錯(cuò)誤;B.提升物體的過程中,拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功,那么拉力F做的有用功是180J,故B錯(cuò)誤;C.5s將重90N的物體勻速提升了2m,兩條繩子托著動(dòng)滑輪,則繩子自由端移動(dòng)的距離都是經(jīng)歷了5s時(shí)間,那么繩子自由端移動(dòng)的速度繩子自由端移動(dòng)的速度是0.8m/s,由A解析可知繩子自由端拉力F的大小是50N,根據(jù)可知,繩子自由端拉力F的功率繩子自由端拉力F的功率是40W,故C錯(cuò)誤;D.由B解析可知拉力F做的有用功是180J,由C解析可知繩子自由端拉力F的功率是40W,這個(gè)過程經(jīng)歷的時(shí)間是5s,繩子自由端拉力F做的功是總功,這個(gè)總功這個(gè)總功是200J;此滑輪組的機(jī)械效率此滑輪組的機(jī)械效率是90%,故D正確。9.(2021·內(nèi)蒙古通遼中考)如圖所示,重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面,向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了20s,滑輪組的機(jī)械效率為60%,在此過程中,下列說法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)距離為4mB.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為120NC.額外功的功率為12WD.若物體的重力和運(yùn)動(dòng)速度不變,只增大水平地面的粗糙程度,則滑輪組的機(jī)械效率會(huì)降低【答案】C【解析】A.物體移動(dòng)距離s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由圖知,n=3,則繩子自由端移動(dòng)的距離s=3s物=3×2m=6m故A錯(cuò)誤;B.拉力做功為W總=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW總=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f===180N故B錯(cuò)誤;C.拉力做的額外功W額=W總W有用=600J360J=240J額外功的功率P===12W故C正確;D.如果增大接觸面的粗糙程度,增大了摩擦力,增大了有用功,而額外功幾乎不變,有用功與總功的比值變大,機(jī)械效率變大,故D錯(cuò)誤。10.(山西中考真題)如圖所示,快遞小哥為了把較重的貨物裝入運(yùn)輸車,用同樣的器材設(shè)計(jì)了甲、乙兩種方式提升貨物。若把同一貨物勻速提升到同一高度,忽略繩重和摩擦。下列分析正確的是(

)A.甲方式可以省力B.乙方式不能改變力的方向C.甲、乙兩種方式做的有用功相等D.甲、乙兩種方式的機(jī)械效率相等【答案】C【解析】A.由圖可知,甲方式是兩個(gè)定滑輪,定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿,不能省力,故A錯(cuò)誤;B.乙方式是一個(gè)動(dòng)滑輪和定滑輪組成的滑輪組,不僅可以省力,也可以改變力的方向,故B錯(cuò)誤;C.由題可知,甲乙兩滑輪組均將相同物體提升相同高度,由可知;故C正確;D.由圖可知,甲方式是兩個(gè)定滑輪,乙方式是一個(gè)動(dòng)滑輪和定滑輪組成的滑輪組,乙方式做的額外功大于甲方式,有用功相同、總功不相同,根據(jù)可知,兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率不相等,故D錯(cuò)誤。11.(四川廣安中考真題)如圖所示,水平地面上的建筑人利用滑輪組,將重為900N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m?工人對繩子直向下的拉力為500N,自身重力為700N,不計(jì)繩重和摩擦阻力?以下說法正確的是()A.工人對地面的壓力為700N B.拉力的功率為150WC.滑輪組的機(jī)械效率為60% D.動(dòng)滑輪的自重為100N【答案】D【解析】A.工人對地面的壓力等于重力減去人受到繩子的拉力,所以是200N,故A錯(cuò)誤;B.繩子自由端移動(dòng)的距離拉力的功率故B錯(cuò)誤;C.滑輪組的機(jī)械效率故C錯(cuò)誤;D.動(dòng)滑輪的重力故D正確。12.(四川巴中中考真題)如圖所示,物體重為50N,小明用這個(gè)滑輪組3s內(nèi)將物體勻速提升0.3m。拉力為20N,不計(jì)繩重和摩擦,下列說法錯(cuò)誤的是()A.動(dòng)滑輪的重力為10NB.拉力F的功率為2WC.該滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%D.提升的物體越重時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率越高【答案】B【解析】A.由圖像可知繩子股數(shù)n=3,則動(dòng)滑輪的重力為故正確,不符合題意;B.繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3h=3×0.3m=0.9m拉力F的功率為故錯(cuò)誤,符合題意;C.該滑輪組的機(jī)械效率約為故正確,不符合題意;D.由可知提升的物體越重時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率越高,故正確,不符合題意。13.(遼寧本溪中考真題)用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)物體A,使物體A以0.2m/s的速度水平向左勻速運(yùn)動(dòng)10s.已知物體A重500N,物體A受到的摩擦力為120N,拉力F的功率為30W.下列說法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的距離為2mB.拉力F的大小為40NC.滑輪組的機(jī)械效率為80%D.滑輪組對物體A所做的功為1000J【答案】C【解析】A.由圖知,n=3,繩子自由端移動(dòng)的速度:v繩=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s,則繩子自由端移動(dòng)的距離:s繩=v繩t=0.6m/s×10s=6m,故A錯(cuò)誤;B.由P=Fv可得,拉力:,故B錯(cuò)誤;CD.物體移動(dòng)的距離:s=vt=0.2m/s×10s=2m,有用功(滑輪組對物體A所做的功):W有用=fs=120N×2m=240J,總功:W總=Fs′=50N×6m=300J,滑輪組的機(jī)械效率:故C正確,D錯(cuò)誤.14.(2022·山東淄博二模)如圖甲、乙、丙中,每個(gè)滑輪重G0都相同,將同一重物G(G大于G0)勻速提高相同高度,不計(jì)繩重及摩擦。以下說法正確的是()A.F1做功最多 B.F2最大C.甲圖效率最高 D.丙圖做功一定最快【答案】C【解析】圖甲滑輪是定滑輪,F(xiàn)1=G,拉力做功為W1=F1s1=Gh圖乙滑輪是動(dòng)滑輪,,拉力做的總功為W2=F2s2=W有+W額=Gh+G0h圖丙是滑輪組,,拉力做的總功為W3=F3s3=W有+W額=Gh+G0h綜上所述,不計(jì)繩重及摩擦,由于F1沒有做額外功,所以F1做的功最少,F(xiàn)2和F3有做額外功,所以甲圖的機(jī)械效率最高;由于G大于G0,因此有所以三圖中力的關(guān)系為F1最大;由于不知道做功時(shí)間,無法比較做功快慢;故ABD錯(cuò)誤,C正確。15.(2022·黑龍江牡丹江三模)如圖是我國古人利用絞車提升巨石的情景,下列說法正確的是()A.使用此裝置可以省功 B.使用輪軸可以省距離C.上方的滑輪可以改變力的方向 D.絞車由動(dòng)滑輪、定滑輪及輪軸組成【答案】C【解析】A.使用任何機(jī)械(如杠桿、滑輪、斜面)時(shí),都需要克服阻力做額外功,所以使用任何機(jī)械都不能省功,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知此裝置是由定滑輪和輪軸組成的,定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿,使用時(shí)既不省力也不費(fèi)力;輪軸的本質(zhì)是省力杠桿,省力杠桿費(fèi)距離,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知上方的滑輪是一個(gè)定滑輪,定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿,不省力也不費(fèi)力,但可以改變用力的方向,故C正確;D.由圖可知此絞車由定滑輪和輪軸組成,并沒有動(dòng)滑輪,故D錯(cuò)誤。16.(2022·云南昆明一模)如圖所示,重為800N的物體,在100N的水平拉力作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面勻速向左運(yùn)動(dòng)了2m。在此過程中,物體受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍,下列說法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)速度為0.4m/sB.滑輪組對物體的水平拉力為300NC.該滑輪組的機(jī)械效率是80%D.繩子自由端拉力的功率為40W【答案】C【解析】A.由圖知,通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3,繩端移動(dòng)速度故A錯(cuò)誤;B.物體受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍,物體在水平地面勻速向左運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡可知滑輪組對物體的水平拉力故B錯(cuò)誤;C.有用功繩端移動(dòng)距離總功滑輪組的機(jī)械效率故C正確;D.繩子自由端拉力的功率故D錯(cuò)誤。17.(2022·廣東惠州一模)用如圖甲所示的裝置提升重物,空吊籃A重25N,將A提升到高處,施加的拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示,空吊籃A的上升速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示,忽略繩重、摩擦、空氣阻力,下列說法不正確的是()A.動(dòng)滑輪所受的重力為15NB.第2秒內(nèi)拉力做的功為80JC.當(dāng)貨物的重是160N時(shí),勻速提升時(shí),所需拉力是100ND.當(dāng)貨物的重是160N時(shí),勻速提升時(shí),機(jī)械效率為92.5%【答案】D【解析】A.由圖丙可知,在1~2s內(nèi)(第2s內(nèi))A被勻速提升,由圖乙可知此時(shí)拉力F為20N,由圖甲知,承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為2。由可知,動(dòng)滑輪重力故A正確,不符合題意;B.由圖丙可知,第2s內(nèi)A上升的速度為2m/s,則第2s內(nèi)滑輪上升的高度繩子自由端移動(dòng)的距離由可知,第2秒內(nèi)拉力做的功故B正確,不符合題意;C.忽略繩重及摩擦,繩子拉力故C正確,不符合題意;D.由可知,該裝置的機(jī)械效率故D錯(cuò)誤,符合題意。18.(2022·廣東二模)如圖所示,手用F1的力直接將物體B勻速豎直提升h,F(xiàn)1做功為30J;若借助滑輪組把B勻速提升相同高度,滑輪組機(jī)械效率是30%,則()A.F1<F2B.F2方向上,繩端移動(dòng)的距離等于hC.F2做功為30JD.此滑輪組省力,卻費(fèi)距離【答案】A【解析】ABC.用F1的力直接將物體B勻速提升h,F(xiàn)1做功為30J,即有用功①滑輪組把B勻速提升相同高度,F(xiàn)2做功是總功,由可得F2做功由圖可知,利用滑輪組提升物體時(shí),F(xiàn)2方向上,繩端移動(dòng)的距離等于3h,則②由①②比較可知,F(xiàn)1<F2,故A符合題意,BC不符合題意;D.由F1<F2可知,此滑輪組不省力,故D不符合題意。二、填空題19.(2022·江蘇無錫二模)用如圖所示的滑輪組提升重200N的物體,已知拉力F為80N,忽略繩重和摩擦,物體在4s內(nèi)被勻速提升了2m,則動(dòng)滑輪重______N,4s內(nèi)對物體做的有用功為______J,拉力做功的功率為______W,該滑輪組的機(jī)械效率為______。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【答案】

40

400

120

83%【解析】由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞3段繩,忽略繩重和摩擦,動(dòng)滑輪重G動(dòng)=3FG=3×80N200N=40N4s內(nèi)對物體做的有用功W有=Gh=200N×2m=400J繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×2m=6m拉力做的總功W總=Fs=80N×6m=480J拉力做功的功率滑輪組的機(jī)械效率20.(2022·黑龍江三模)如圖裝置中,物體A重100N,物體B重10N,在物體B的作用下,物體A在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到水平面的摩擦力是物體A重的0.2倍,則此裝置的效率為___________。如果在物體A上加一個(gè)水平向左的拉力F,拉力的功率為10W,使物體B勻速上升3m所用的時(shí)間為__________s。(不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦,不計(jì)繩重)【答案】

66.7%

5【解析】物體A受到的摩擦力f=0.2GA=0.2×100N=20N滑輪組的動(dòng)滑輪繞3段繩,繩端的拉力F拉=GB=10N滑輪組的機(jī)械效率不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦,不計(jì)繩重,如果在物體A上加一個(gè)水平向左的拉力F,物體A對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變,物體A受到的摩擦力不變,拉動(dòng)A向左運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和滑輪對它的拉力,則拉力F=f+3F拉=20N+3×10N=50N物體A運(yùn)動(dòng)的距離拉力F做功為W=FsA=50N×1m=50J所用時(shí)間為21.(2022·遼寧阜新一模)工人用滑輪組將重物從10m深的井下勻速提升到地面,用時(shí)50s,繩子自由端的拉力為200N,動(dòng)滑輪的重力為60N(不計(jì)繩重與摩擦,g取10N/kg),則物重為___________N;有用功為___________J;拉力的功率為___________W;該滑輪組的機(jī)械效率為___________?!敬鸢浮?/p>

540

5400

120

90%【解析】三段繩子與動(dòng)滑輪接觸,不計(jì)繩重與摩擦,有即解得G物=540N有用功為W有=Gh=540N×10m=5400J總功為W=Fs=200N×3×10m=6000J拉力的功率為機(jī)械效率為22.(2022·陜西模擬)高速鐵路的輸電線,無論冬、夏都需要繃直,以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖。鋼繩通過滑輪組懸掛20個(gè)相同的墜砣,每個(gè)墜砣配重為150N,若5s內(nèi)墜砣串下降了40cm,則輸電線P端向左移動(dòng)的速度為______cm/s(不考慮鋼繩的熱脹冷縮,不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦)。輸電線P端受到的拉力大小為______N。【答案】

4

6×103【解析】圖中墜砣掛在鋼繩的自由端,由圖知,使用的滑輪組承擔(dān)A端拉力的繩子股數(shù)n=2,則墜砣串下降高度h=40cm,則輸電線P端向左移動(dòng)的距離P端向左移動(dòng)速度20個(gè)墜砣的總重力G=150N×20=3000N則輸電線P端受到的拉力大小F=nG=2×3000N=6×103N23.(2022·山東淄博中考)工人用如圖所示的滑輪組來提升貨物,已知貨物重400N,每個(gè)滑輪重50N,若物體在10s內(nèi)被提升了6m,不計(jì)繩重和摩擦,則拉力F是___________N,繩自由端移動(dòng)的距離是___________m,物體上升的速度是___________m/s,滑輪組的機(jī)械效率是___________(精確到1%)?!敬鸢浮?/p>

225

12

0.6

89%【解析】由圖可知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,作用在繩自由端的拉力繩子自由端移動(dòng)的距離重物的速度滑輪組的機(jī)械效率24.(2022·四川巴中中考)用如圖所示的滑輪組(不計(jì)繩重及摩擦)把重350N的貨物豎直勻速提高10m,用時(shí)40s,所用拉力為200N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為___________,拉力的功率為___________W

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