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一、二力平衡
当一个物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力是平衡的(即二力平衡)。如悬挂在天花板上的电灯，它受到重力和电线对它的拉力，处于静止状态，则电灯所受的重力和电线对它的拉力是一对平衡力。
二、二力平衡的条件
（一）探究二力平衡的条件
提出问题:二力平衡时，这两个力有什么特点？二力平衡的条件是什么？
设计并进行实验:
(1)取一块塑料板在相对的两边中点附近各开一个小孔，用细线系住。细线的另一端跨过桌边的滑轮各悬挂一个50克的钩码。此时塑料板受到的两个拉力的大小有什么关系？方向有什么关系？塑料板能否静止？
发现:此时两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，塑料板静止。
(2)把塑料板扭转一下，使塑料板两侧细线相互平行。此时塑料板还能平衡吗？
发现:此时两个拉力大小相等，方向相反，但不作用在同一条直线上，塑料板不能平衡。
(3)在其中一个钩码下端再挂一个 50克的钩码，塑料板还能平衡吗？发现:此时两个拉力大小不相等，方向相反，作用在同一条直线上，塑料板不能平衡。
分析论证:当塑料板受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同条直线上时，塑料板就处于平衡状态；而当不满足其中任何一个条件时，塑料板都不会平衡。
实验结论:通过实验分析我们可以发现，要使物体在两个力的作用下保持静止状态必须满足下列四个条件:两个力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上
用更精密的实验可以得到:如果物体做匀速直线运动，所受的两个力也应满足以上这些条件。
（二）平衡力和相互作用力
平衡力 相互作用力
相同点 两个力大小相等 、方向相反，且作用在同一条直线上
不同点 同时作用在一个物体上 分别作用在两个物体上
二力具有独立性， 当一个力消失或变化时，另一个力可能不变 二力“同生共死；同时产生、同时变化、同时消失
【能力拓展】二力平衡的条件有四个要点:两个力作用在同一物体上，作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。这四个条件要同时具备。两个力是不是作用在同一物体上，这个条件非常重要。如果两个力不是作用在同一物体上，尽管这两个力作用在同一条直线上、大小相等、方向相反，那么它们也不是一对平衡力。
三、二力平衡条件的应用
(1)我们可以判断物体是否受力平衡。方法是先确定研究对象，再分析受力情况，若满足二力平衡的条件，则受力平衡；若不满足，则受力不平衡。例如用50牛的力提着一个重50牛的书包，研究对象为书包，受重力和拉力作用，这两个力满足二力平衡的条件，故书包受力平衡。
(2)可根据一个力的大小、方向，确定另一个力的大小、方向。例如电灯重1牛，则灯绳对灯的拉力是多大？方向如何？因为电灯静止时所受重力和灯绳的拉力是一对平衡力，重力的大小为1牛，方向竖直向下，根
据二力平衡的条件，则拉力的大小也为1牛，方向竖直向上。
(3)物体的运动与受力情况密不可分.我们可以根据物体的受力情况平来判断运动状态的改变，也可以根据物体运动状态的变化来分析物体的受力情况。二者的关系如下表所示:
物体受力条件 物体运动状态 说明
不受力、受平衡力 静止或做匀速直线运动 力不是产生(维持)运动的原因
受非平衡力 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因
例1、小乐用弹簧测力计测物体的重力，当弹簧测力计静止时，如图所示。则下列说法错误的是（ ）
A.用弹簧测力计测物体重力时，弹簧测力计必须竖直放置
B.此弹簧测力计的分度值为0.2N，物体受到的重力是2.2N
C.物体受到的重力和物体对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
D.物体受到的重力和弹簧测力计对物体的拉力是一对平衡力
例2、在探究“二力平衡的条件”的实验中：
（1）实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系实验中，小车应该处于________ 状态。
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到如图乙所示的位置松手后瞬间，小车不能保持平衡状态。实验中设计这一步骤的目的是为了探充二力平横时，这说明两个力必须作用在同一 ________(选填“物体”或“直线”)上，物体才能平衡。
（3）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面用的 ________更小，从而减小对实验结果的影响。
（4）小车在桌面上受到 ________ (选填“1”、“2”、“3”或“4”)对平衡力的作用
例3、某同学在探究“二力平衡条件”的实验中，组装了如下实验装置：
（1）实验时，向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码，这是木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因可能是________，此时木块受到的力是________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
（2）怎样改进实验使效果更好？请写出其中的一条改进措施：________。
例4、在探究“二力平衡的条件”的实验中：
（1）实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系实验中，小车应该处于________ 状态。
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到如图乙所示的位置松手后瞬间，小车不能保持平衡状态。实验中设计这一步骤的目的是为了探充二力平横时，这说明两个力必须作用在同一 ________(选填“物体”或“直线”)上，物体才能平衡。
（3）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面用的 ________更小，从而减小对实验结果的影响。
（4）小车在桌面上受到 ________ (选填“1”、“2”、“3”或“4”)对平衡力的作用
1.2020年2月11日一则“由于地球引力作用，2月11日是全年中唯一可将扫把立起来的一天”的消息席卷各大社交平台。朋友圏被“立扫把”的图片和视频刷爆。实际上这只是一个找重心的游戏。与“地球引力作用在一年中的某一天”没有任何关系。下列说法正确的是（ )

A.扫把受到的重力和扫把对地球的吸引力是一对平衡力
B.扫把受到的重力和扫把对地面的压力是一对平衡力
C.扫把受到的重力和地面对扫把的支持力是一对相互作用力
D.地面对扫把的支持力和扫把对地面的压力是一对相互作用力
2.如图所示，A、B为两个弹簧秤，每个钩码重5牛顿，若不计滑轮摩擦和绳重，当钩码静止时A、B弹簧秤的读数分别为（ ）
A.5牛顿 0牛顿 B.5牛顿 5牛顿
C.0牛顿 5牛顿 D.5牛顿 10牛顿
3.小金同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型，把挂了一个钩码的小自行车放在钢丝上，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B.自行车和所挂钩码总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D.自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力
4.对研究对象进行受力分析。
（1）如图所示中是一辆在水平地面上向左作匀速直线运动的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，作出小球所受力的示意图。
（2）如图，货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动，画出该货物的受力示意图。
（3）如图所示是在空气中飞行的足球，质量为0.4kg，请画出足球所受重力的图示。（g取10N/kg）
5.被细绳栓着的小球在足够大的水平冰面上绕O点做匀速圆周运动，速度为v，运动轨迹如图所示。某时刻细绳断了，一段时间后小球出现在P点，速度为v’。（不计任何阻力）
（1）v’________v（选填“>”、“=”或“<”）
（2）当小球匀速转动时，受到________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
6.在“探究二力平衡的条件”实验中，小柯和小妍分别设计了甲、乙两个方案(如图所示)。
（1）同学们一致认为小妍的方案更好。为什么？
（2）若使卡片在图乙位置失去平衡，可以用________方法来实现(写出一种方法即可)。
（3）用小妍的方案进行实验时，有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙)，卡片也能静止，你认为造成这种现象的原因是 ________ ；另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁)，小卡片也能静止，你认为造成这种现象的原因可能是________。
（4）当实验现象与理论不匹配时，下列做法中可取的是（ ）。
A.否定相应的理论
B.放弃实验，直接认同相应的理论
C.查阅资料，了解理论的适用条件
D.认真分析，寻找原因
1.一只手握住甲、乙两个核桃，逐渐增大握力，发现甲核桃碎裂时乙核桃完好，下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是（ ）

A.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
B.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
C.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力
D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
2.中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端系有小球。转动空心圆筒，使金属球匀速转动（如图）。此时，下方小球能保持静止。下列判断正确的是（ ）
A.若绳子突然断了，金属球将做匀速直线运动
B.金属球匀速转动过程中，运动状态不断发生改变
C.小球静止时，它受到的重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
D.金属球匀速转动时，其重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
3.如图所示，无人机与货物一起水平向右做匀速直线运动（空气阻力忽略不计），下列关于货物的受力分析正确的是（ ）
A.B. C.D.
4.如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的另一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，则小球在摆动过程中，下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时，小球受到的重力和绳子对小球的拉力是一对平衡力
B.小球运动到最高处B时，它对细绳拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.小球摆动过程中不可能受到平衡力
5.用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面上做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关呢？小明认为与小球的运动速度有关。于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圆周运动(如图所示)。改变小球的运动速度，多做几次实验，记录数据如下表。
（1）小球在桌面做圆周运动时，其运动状态________(填“可能”、“一定”或“一定不”)改变。
（2）从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，橡皮筋的伸长就越________。
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是________。
（4）小玲查阅资料后知道做圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关。据此，小玲认为用橡皮筋替代绳子存在着明显的缺陷，请说出理由：________
小球质量(克) 小球速度 橡皮筋长度(厘米)
15 慢 10
15 较快 15
15 很快 18
答案及解析
例1、C
【解析】（1）根据测力计的使用方法判断；
（2）根据图片确定测力计的分度值，并根据指针的位置读出示数；
（3）相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在两个物体和同一直线上；
（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在一个物体和同一直线上。
【解答】A.用弹簧测力计测物体重力时，由于重力的方向竖直向下，为了防止弹簧与外壳摩擦，因此弹簧测力计必须竖直放置，故A正确不合题意；
B. 此弹簧测力计的分度值为0.2N，物体受到的重力是2.2N，故B正确不合题意；
C.物体受到的重力和物体对弹簧测力计的拉力，二者的方向相同，肯定不是相互作用力，故C错误符合题意；
D. 物体受到的重力和弹簧测力计对物体的拉力，二者大小相等、方向相反、作用在一个物体和同一直线上，为平衡力，故D正确不合题意。
例2、（1）静止 （2）直线 （3）摩擦力 （4）2
【解析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它受到的是平衡力；
（2）分析小车被扭转后，二力平衡的哪个条件发生改变即可；
（3）木块与桌面之间的摩擦力比小车要大的多，可能会出现：当左右两个托盘中砝码的重力不等时，小车却在桌面上保持静止状态，这样会对实验结论产生重要影响；
（4）注意从水平方向和竖直方向两个方面进行分析。
【解答】（1）实验目的是探充小车在水平方向上所受两个拉力关系实验中，小车处于平衡状态时可以是静止状态或匀速直线运动状态。匀速直线运动状态时，小车后受到摩擦力，此时应该是三个力的平衡，因此小车应该处于静止状态；
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到如图乙所示的位置松手后瞬间，小车不能保持平衡状态。实验中设计这一步骤的目的是为了探充二力平横时，这说明两个力必须作用在同一 直线上，物体才能平衡。
（3）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面用的摩擦力更小，从而减小对实验结果的影响。
（4）在竖直方向上，小车处于静止状态，即支持力和重力相互平衡；在水平方向上，小车处于静止状态，即两个拉力相互平衡，因此小车在桌面上受到2对平衡力的作用。
例3、（1）木块与桌面间存在摩擦力；平衡力 （2）将木块换成小车
【解析】（1）当左右两盘中的砝码重力不等时，木块受到的两个拉力大小不等，那么木块就有向合力的方向运动的趋势。根据摩擦力产生的条件可知，此时会木块后受到与合力方向相反的摩擦力。因为现在木块处于静止状态，所以它肯定受到平衡力，但是三个力的平衡，不是二力平衡。
（2）根据实验的要求，必须减小木块与桌面之间的摩擦力，据此设计改进措施。
【解答】（1）实验时，向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码，这是木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因可能是木块与桌面间存在摩擦力，此时木块受到的力是平衡力。
（2）因为滚动摩擦比滑动摩擦小得多，所以改进措施为：将木块换成小车。
例4、（1）静止 （2）直线 （3）摩擦力 （4）2
【解析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它受到的是平衡力；
（2）分析小车被扭转后，二力平衡的哪个条件发生改变即可；
（3）木块与桌面之间的摩擦力比小车要大的多，可能会出现：当左右两个托盘中砝码的重力不等时，小车却在桌面上保持静止状态，这样会对实验结论产生重要影响；
（4）注意从水平方向和竖直方向两个方面进行分析。
【解答】（1）实验目的是探充小车在水平方向上所受两个拉力关系实验中，小车处于平衡状态时可以是静止状态或匀速直线运动状态。匀速直线运动状态时，小车后受到摩擦力，此时应该是三个力的平衡，因此小车应该处于静止状态；
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到如图乙所示的位置松手后瞬间，小车不能保持平衡状态。实验中设计这一步骤的目的是为了探充二力平横时，这说明两个力必须作用在同一 直线上，物体才能平衡。
（3）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面用的摩擦力更小，从而减小对实验结果的影响。
（4）在竖直方向上，小车处于静止状态，即支持力和重力相互平衡；在水平方向上，小车处于静止状态，即两个拉力相互平衡，因此小车在桌面上受到2对平衡力的作用。
1.D
【解析】平衡力和相互作用力的相同点：大小相等、方向相反、作用在同一直线上；不同点：是否作用在同一物体上，据此判断。
A.扫把受到的重力作用在扫把上，扫把对地球的吸引力作用在地球上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故A错误；
B.扫把受到的重力作用在扫把上，扫把对地面的压力作用在地面上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故B错误；
C.扫把受到的重力和地面对扫把的支持力都作用在扫把同一物体上，肯定不是相互作用力，故C错误；
D.地面对扫把的支持力作用在扫把上，扫把对地面的压力作用在地面上，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上，肯定是一对相互作用力，故D正确。
2.B
【解析】当测力计保持静止状态时，它的示数等于挂钩上受到的拉力。
【解答】根据图片可知，当两个测力计都保持静止状态时，它们挂钩上的拉力都等于测力计的示数。因为挂钩上的拉力都由砝码的重力产生，因此两个测力计的示数都等于砝码的重力5N，故B正确，而A、C、D错误。
3.B
【解析】平衡力的四个条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，据此分析判断。
A.钢丝对自行车的支持力等于自行车和钩码的总重力，肯定大于自行车的重力，那么它们肯定不是一对平衡力，故A错误；
B.自行车和所挂钩码总重力与钢丝对自行车的支持力，二者都作用在自行车上，且大小相等，方向相反，在同一直线上，肯定是平衡力，故B正确；
C.自行车对钢丝的压力作用在钢丝上，钢丝对自行车的支持力作用在自行车上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故C错误；
D.自行车对绳的拉力作用在绳子上，钩码的重力作用在钩码上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故D错误。
4.（1）
（2）
（3）
【解析】（1）科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，在箭头边上标上力的大小，线段的起点或终点表示力的作用点。
（2）平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态，平衡状态时受平衡力的作用。
【解答】（1）小球固定在小车上，因为小车向左作匀速直线运动，即处于平衡状态，所以小球也处于平衡状态，故此时小球受到支架杆的拉力与其受到的重力是一对平衡力，所以受力示意图如下：
（2）因为货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动，故货物处于平衡状态，因为水平方向没有受到拉力的作用，故也没有受到摩擦力的作用，只受到重力和支持力这一对平衡力，所以示意图如下：
（3）根据公式G=mg可得足球的重力G= 0.4Kg×10N/Kg=4N，此时可设定力的标度为2N，故重力的图示如下：
5.（1）= （2）非平衡力
【解析】（1）根据牛顿第一定律可知，当细绳断裂后，小球在水平面上不再受任何力的作用，此时它会保持原来的运动状态，即保持细绳断裂时它所在位置的速度和方向，做匀速直线运动，因此v’=v；
（2）当小球匀速转动时，它的运动轨迹是曲线，因此做的不是匀速直线运动，即没有处于平衡状态，受到的是非平衡力。
6.（1）小柯的方案中，木块受到桌面的摩擦力，当它平衡力是，其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不会受到摩擦力
（2）扭转卡片
（3）卡片受到重力，此时是两个拉力和重力形成的三力平衡；滑轮和转轴之间的摩擦力较大，从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡
（4）C,D
【解析】（1）从研究对象是否受到摩擦力方面分析；
（2）在图乙中，如果将卡片扭转一个角度，此时两边的拉力就不在同一直线上了，松手后，卡片不能处于平衡状态，肯定会发生旋转；
（3）注意分析重力对平衡的影响。注意分析绳子和滑轮之间的摩擦力对平衡的影响；
（4）在科学研究的过程中，一切都要以事实为依据，不能对实验数据进行任意的修改。如果出现现象和理论不一致时，应该查阅资料，寻找原因，据此分析判断即可。
【解答】（1）同学们一致认为小妍的方案更好，理由是：小柯的方案中，木块受到桌面的摩擦力，当它平衡力是，其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不会受到摩擦力；
（2）若使卡片在图乙位置失去平衡，可以用扭转卡片方法来实现；
（3）用小妍的方案进行实验时，有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙)，卡片也能静止，我认为造成这种现象的原因是：卡片受到重力，此时是两个拉力和重力形成的三力平衡 ；另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁)，小卡片也能静止，我认为造成这种现象的原因可能是：滑轮和转轴之间的摩擦力较大，从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡。
（4）当实验现象与理论不匹配时，下列做法中可取的是：查阅资料，了解理论的适用条件；认真分析，寻找原因，故选CD。
1.C
【解析】甲对乙的作用力和乙对甲的作用力，二者大小相等，方向相反，作用在同一直线和两个物体上，是一对相互作用力，二者大小相等，故A、D错误，C正确；
甲对乙的作用力使乙核桃发生了形变，只是形变程度较小，故B错误。
2.B
【解析】（1）当物体受到的合外力为零时，保持静止状态或匀速直线运动状态；
（2）运动状态的改变：由静止变为运动，由运动变为静止，运动方向改变和速度大小改变；
（3）（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.若绳子突然断了，金属球只受重力，此时金属球沿原来运动轨迹的切线方向做平抛运动，故A错误；
B.金属球匀速转动过程中，速度大小不变，但是运动方向在不断改变，即运动状态不断发生改变，故B正确；
C.小球静止时，它受到的重力作用在小球上，它对绳子的拉力作用在绳子上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故C错误；
D.金属球匀速转动时，它的运动状态不断改变，它肯定不受平衡力，故D错误。
3.B
【解析】对物体进行受力分析，根据二力平衡的知识分析判断即可。
【解答】货物在水平方向上做匀速直线运动，由于它和无人机保持相对静止状态，因此在水平方向上它不受绳子的拉力，即水平方向不受力。在竖直方向上保持静止状态，它受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力相互平衡，故B正确，而A、C、D错误。
4.D
【解析】平衡力的条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上；如果物体保持静止状态或匀速直线运动状态，那么它处于平衡状态，受到平衡力。
A.小球运动到最低处A时，由于它的运动轨迹是曲线，且此时它处于加速运动的结束，减速运动的开始，所以它没有处于平衡状态，肯定不受平衡力，故A错误；
B.小球运动到最高处B时，它对细绳拉力与它受到重力不在同一直线上，且没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故B错误；
C.小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力不在同一直线上，肯定不是平衡力，故C错误；
D.小球摆动过程中肯定不是匀速直线运动，不处于平衡状态，因此肯定不受到平衡力，故D正确。
5.（1）一定
（2）长
（3）通过橡皮筋的伸长来体现拉力的大小
（4）实验中存在两个不同变量(或橡皮筋伸长造成圆周半径也发生改变；速度和圆周半径都在发生改变)
【解析】（1）运动状态的改变包括：由静止变为运动，由运动变为静止，速度大小改变和运动方向改变；
（2）橡皮筋伸长的长度与受到的拉力成正比，即长度越大，受到的拉力越大，根据表格分析解答；
（3）橡皮筋受到拉力后发生形变，且形变的程度较大，可以用肉眼直接观察出来；
（4）根据控制变量法的要求可知，探究橡皮筋的伸长与速度大小的关系时，必须控制小球的质量和圆周半径相同，而改变小球的速度。而随着速度增大，橡皮筋伸长，小球运动的半径也增大了，据此分析解答。
【解答】（1）小球在桌面做圆周运动时，它的运动方向不断改变，则其运动状态一定改变。
（2）从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，橡皮筋的伸长就越长。
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是：通过橡皮筋的伸长来体现拉力的大小；
（4）小玲认为用橡皮筋替代绳子存在着明显的缺陷，理由：实验中存在两个不同变量(或橡皮筋伸长造成圆周半径也发生改变；速度和圆周半径都在发生改变)。
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二力平衡

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