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-311785-39370114363587630第七课时
浮力的产生与阿基米德原理
第七课时
浮力的产生与阿基米德原理
-4508586360知识点一 浮力及产生的原因
知识点一 浮力及产生的原因
835660320040
1.认识浮力
2.产生浮力的原因
图示
受力面
深度
压强
压力
原因
-118745310515?
前、后
相等
相等
F前=F后,二者是一对平衡力
液体(或气体)对浸在其中的物体产生的向上的压力差
左、右
相等
相等
F左=F右,二者是一对平衡力
上、下
h上p上F上-444501842770例1
例1
以下情景中没有受到浮力的物体是(　　)
3315970156845-76835173355
-4000592075练习
练习
1.图中哪一个才是浮力的方向(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
2.如图所示,冰块和柠檬浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物体是?(　　)
164528560325
A.空气　????B.柠檬　????C.饮料　????D.水
浮于饮料上的冰块受到饮料向上的浮力,所以冰块所受浮力的施力物体是饮料。
29229052578103.如图所示,正方体物块浸没在水中,所受浮力是10 N,下表面受到的压力是15 N,上表面受到的压力是　　　　N。?
4、如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力30 N,半球受到水施加的浮力为80 N,则半球受到水向上的压力为　　　????N。
2049145198120
解析　半球受到水向上的压力F向上=F浮+F向下=80 N+30 N=110 N。
5.有一个长方体物体浸没在水中,它的上、下表面面积均为0.15 m2。上表面距水面有10 cm,下表面距水面22 cm。求:
(1)水对长方体上、下表面的压强各是多少?
(2)物体所受的浮力和压力差各是多少?
-4508563500知识点二 称重法测量浮力
知识点二 称重法测量浮力
956310164465“称重法”测量浮力
注：用“称量法”测量浮力时,物体浸在液体中,弹簧测力计的示数不是物体重,也不是物体受到的浮力,而是重力和浮力大小之差,也称“视重”。
-552451905例2
例2
如图所示,将重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F。则铝块所受的浮力大小为(　　)?
163512599695
A.G　????B.F　????C.G+F　????D.G-F
-4572019685练习
练习
用弹簧测力计悬挂重10 N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为3 N。
此时金属块所受浮力的大小和方向是(　　)
21405853175
A.7 N　竖直向上 B.10 N　竖直向下 C.3 N　竖直向下 D.3 N　竖直向上
2.一个石块重5 N,把石块挂在弹簧测力计下端,将其浸没在某种液体中,此时弹簧测力计的示数为2 N,则该石块受到液体的浮力大小为　　　　N,方向是　　　　,施力物体是　　　　,此石块在液体中下沉时　　　　(填“受到”或“不受到”)浮力的作用。?
3.弹簧测力计下吊着重为14.7 N的正方形金属块,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为9.8 N,则金属块受到水的浮力为　　　　N。若金属块上表面所受水的压力为19.6 N,则金属块下表面所受水的压力为　　　　N。?
-55880229235知识点三 阿基米德原理
知识点三 阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.表达式:F浮=G排。
说明:因为G排=m排g=ρ液V排g,所以阿基米德原理表达式也可以表达为:F浮=G排=ρ液V排g。
3.使用阿基米德原理的注意事项
2273304445
总结： 计算浮力的方法
a) F浮=F向上－F向下 (压差法）
b) F浮=G排液=ρ液gV排 （阿基米德原理法）
c) F浮=G物－F示 （称重法）
d）F浮=G物（平衡法）
题型一 阿基米德原理的简单应用
-552457620例3
例3
将重6 N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4 N的水,物体受到的浮力是?(　　)
A.10 N　　B.6 N　　C.4 N　　D.2 N
解析　根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于排开的液体受到的重力,所以应选C。
-4572013335例4
例4
金属块挂在弹簧测力计上,示数为108 N;当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为68 N;当浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数为60 N。求:
(1)金属块的密度;
(2)另一种液体的密度。(g取10 N/kg)
-5524546990练习
练习
1.某物体浸在水中时受到的浮力为2 N,此时该物体排开水的重力(　　)
A.可能小于2 N B.一定等于2 N
C.可能大于2 N D.以上情况均有可能
2.(多选)在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8 N。把实心小球浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6 N,下列说法正确的是(g=10 N/kg)(　　)
A.小球受到的浮力是2 N B.小球的质量是0.8 kg
C.小球的体积是2.5×10-4 m3 D.小球的密度是3.2×103 g/cm3
3.把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中,待它静止后,从杯中共溢出了0.3 kg的水,求:
(1)铜块受到的浮力;(g取10 N/kg)
(2)铜块排开水的体积。
4.小明同学对一个正方体实心金属块进行了两次测量,第一次用线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为27 N,第二次让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为17 N。(g取10 N/kg)
(1)求金属块在水中受到的浮力;
(2)求金属块的体积;
(3)求金属块的密度。
题型二 影响浮力大小的因素
由表达式F浮=G排=ρ液V排g可知,F浮只与ρ液和V排有关，液体密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，跟其它因素无关。
说明：（1）物体排开液体的体积：指物体浸入液体部分的体积，这部分体积排开了本来处于这一位置的液体。
当物体浸没在液体中时，物体排开液体的体积等于物体本身的体积，改变物体在液体中的深度，物体排开液体的体积不变，所以物体浸没在液体中时，所受的浮力与物体在液体中所处的深度无关。
-4572014605例5
例5
将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小,则(　　)
160718562230
实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大
C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定
-3556057785练习
练习
7994652927351.如图所示,三个球体积相同,都静止在水中,则(　　)
A.A球所受浮力最大 B.B球所受浮力最大
C.C球所受浮力最大 D.三个球所受浮力一样大
8451852089152.体积相同的三个小球分别放入同种液体中,所处状态如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.小球受到的浮力F甲>F乙>F丙 B.小球受到的浮力F甲C.小球受到的浮力F甲F乙=F丙
-5524518415例6
例6
在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关;
B.可能跟物体的重力有关;
C.可能跟物体浸入液体的体积有关;
D.可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块或铜块,依次把它们缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:(6分)
44704036195265493573660
(1)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力　　　　(选填“变大”、“变小”或“不变”),可以验证猜想　　　　是正确的;(2分)?
(2)从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想　　　　是错误的;(1分)?
(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想　　　　是错误的;(1分)?
(4)分析比较实验　　　　可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(1分)?
(5)该实验探究主要运用的科学探究方法是:　　　　　　。(1分)?
-3492578740练习
练习
1.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中给出的信息,回答下列问题:
379095-45720
(1)物体A浸没在水中所受浮力为 N;
(2)根据图乙和图 可知,浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
(3)根据图丙和图丁可知,浮力的大小与液体 ?有关。
2.如图是小明探究“影响浮力大小的因素”实验,根据此图回答下列问题:
864870153035
(1)分析图C、D、E,说明浮力大小与　　　　　　　　有关。?
(2)分析图B、D,说明浮力大小与　　　　有关。?
(3)物体浸没在水中所受的浮力是　　　　N;浸没在煤油中所受的浮力是　　　　N。?
(4)这个实验中采用了　　　　　　　　的科学探究方法。?
-311785-39370114363587630第七课时
浮力的产生与阿基米德原理
第七课时
浮力的产生与阿基米德原理
-4508586360知识点一 浮力及产生的原因
知识点一 浮力及产生的原因
835660320040
1.认识浮力
2.产生浮力的原因
图示
受力面
深度
压强
压力
原因
-86995140970?
前、后
相等
相等
F前=F后,二者是一对平衡力
液体(或气体)对浸在其中的物体产生的向上的压力差
左、右
相等
相等
F左=F右,二者是一对平衡力
上、下
h上p上F上-444501842770例1
例1
以下情景中没有受到浮力的物体是(　　)
3315970156845-76835173355
答案　A　太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受浮力作用;热气球浸在空气中,“辽宁号”“蛟龙”号均浸在水中,故三者都受到浮力作用。
2058035182245-4000592075练习
练习
1.图中哪一个才是浮力的方向(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
答案　A　浮力的方向总是竖直向上的。
2.如图所示,冰块和柠檬浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物体是?(　C　)
164528560325
A.空气　????B.柠檬　????C.饮料　????D.水
浮于饮料上的冰块受到饮料向上的浮力,所以冰块所受浮力的施力物体是饮料。
29229052578103.如图所示,正方体物块浸没在水中,所受浮力是10 N,下表面受到的压力是15 N,上表面受到的压力是　　　　N。?
答案　5
解析　F上表面=F下表面-F浮=15 N-10 N=5 N。
4、如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力30 N,半球受到水施加的浮力为80 N,则半球受到水向上的压力为　　110　????N。
2049145198120
解析　半球受到水向上的压力F向上=F浮+F向下=80 N+30 N=110 N。
5.有一个长方体物体浸没在水中,它的上、下表面面积均为0.15 m2。上表面距水面有10 cm,下表面距水面22 cm。求:
(1)水对长方体上、下表面的压强各是多少?
(2)物体所受的浮力和压力差各是多少?
解析　(1)p上=ρ水gh上=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.1 m=9.8×102 Pa,
p下=ρ水gh下=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.22 m=2.156×103 Pa。
ΔF=F向上-F向下=p下·S-p上·S=(p下-p上)·S=(2.156×103 Pa-9.8×102 Pa)×0.15 m2=176.4 N,浮力实质为物体上、下表面受到的液体压力差,则F浮=ΔF=176.4 N。
答案　(1)9.8×102 Pa　2.156×103 Pa　(2)176.4 N　176.4 N
-4508563500知识点二 称重法测量浮力
知识点二 称重法测量浮力
956310164465“称重法”测量浮力
注：用“称量法”测量浮力时,物体浸在液体中,弹簧测力计的示数不是物体重,也不是物体受到的浮力,而是重力和浮力大小之差,也称“视重”。
-552451905例2
例2
如图所示,将重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F。则铝块所受的浮力大小为(　　)?
163512599695
A.G　????B.F　????C.G+F　????D.G-F
答案????D　物体浸没在水里时,受到的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)等于物体的重力,所以,铝块所受的浮力大小为F浮=G-F。
-4572019685练习
练习
用弹簧测力计悬挂重10 N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为3 N。
此时金属块所受浮力的大小和方向是(　　)
21405853175
A.7 N　竖直向上 B.10 N　竖直向下 C.3 N　竖直向下 D.3 N　竖直向上
答案　A　金属块所受浮力为F浮=G-F示=10 N-3 N=7 N,浮力的方向总是竖直向上。
2.一个石块重5 N,把石块挂在弹簧测力计下端,将其浸没在某种液体中,此时弹簧测力计的示数为2 N,则该石块受到液体的浮力大小为　　　　N,方向是　　　　,施力物体是　　　　,此石块在液体中下沉时　　　　(填“受到”或“不受到”)浮力的作用。?
答案　3　竖直向上　液体　受到
解析　石块受到的浮力为:F浮=G-F=5 N-2 N=3 N;浮力的方向是竖直向上,浮力的施力物体是液体;石块在液体中下沉时受到浮力的作用。
3.弹簧测力计下吊着重为14.7 N的正方形金属块,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为9.8 N,则金属块受到水的浮力为　　　　N。若金属块上表面所受水的压力为19.6 N,则金属块下表面所受水的压力为　　　　N。?
答案　4.9　24.5
解析　金属块受到的浮力为:F浮=G-F拉=14.7 N-9.8 N=4.9 N;下表面所受水的压力为F向上=F浮+F向下=4.9 N+19.6 N=24.5 N。
-55880229235知识点三 阿基米德原理
知识点三 阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.表达式:F浮=G排。
说明:因为G排=m排g=ρ液V排g,所以阿基米德原理表达式也可以表达为:F浮=G排=ρ液V排g。
3.使用阿基米德原理的注意事项
163830163195
总结： 计算浮力的方法
a) F浮=F向上－F向下 (压差法）
b) F浮=G排液=ρ液gV排 （阿基米德原理法）
c) F浮=G物－F示 （称重法）
d）F浮=G物（平衡法）
题型一 阿基米德原理的简单应用
-552457620例3
例3
将重6 N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4 N的水,物体受到的浮力是?(　　)
A.10 N　　B.6 N　　C.4 N　　D.2 N
解析　根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于排开的液体受到的重力,所以应选C。
-4572013335例4
例4
金属块挂在弹簧测力计上,示数为108 N;当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为68 N;当浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数为60 N。求:
(1)金属块的密度;
(2)另一种液体的密度。(g取10 N/kg)
解析　(1)金属块的重力为108 N,浸没在水中时所受浮力F浮=G-F1=108 N
-68 N=40 N,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,求出
V排= false = false =4×10-3 m3
由于是浸没在水中,所以V金属=V排=4×10-3 m3
金属块的质量m金属= false =false =10.8 kg
金属块的密度ρ金属= false = false ?=2.7×103 kg/m3
(2)由金属块浸没在另一种液体中时弹簧测力计的示数可求出金属块在该液体中所受的浮力F浮'=G-F2=108 N-60 N=48 N而在该液体中排开液体的体积V排'=V金属=4×10-3 m3,由公式F浮'=ρ液gV排'得ρ液= false=false=1.2×103 kg/m3。
点拨　对于涉及两个过程的问题,关键是要找到两个过程间的不变量,它往往是联系两个过程的桥梁,如本题中V排=V金属=V排'。
-5524546990练习
练习
1.某物体浸在水中时受到的浮力为2 N,此时该物体排开水的重力(　　)
A.可能小于2 N B.一定等于2 N
C.可能大于2 N D.以上情况均有可能
答案　B　根据阿基米德原理,物体在水中受到的浮力等于物体排开水的重力,故G排=F浮=2 N。
2.(多选)在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8 N。把实心小球浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6 N,下列说法正确的是(g=10 N/kg)(　　)
A.小球受到的浮力是2 N B.小球的质量是0.8 kg
C.小球的体积是2.5×10-4 m3 D.小球的密度是3.2×103 g/cm3
答案　ABC　小球所受的浮力F浮=G-F拉=8 N-6 N=2 N,故A选项正确;小球的质量m=Gg=8N10N/kg=0.8 kg,故B选项正确;小球的体积V=V排=F浮ρ油g=2N0.8×103 kg/m3×10N/kg=2.5×10-4 m3,故C选项正确;小球的密度ρ=mV=0.8kg2.5×10-4 m3=3.2×103 kg/m3=3.2 g/cm3,故D选项错误。
3.把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中,待它静止后,从杯中共溢出了0.3 kg的水,求:
(1)铜块受到的浮力;(g取10 N/kg)
(2)铜块排开水的体积。
解析　(1)根据题意可知m排=0.3 kg,由阿基米德原理可得铜块受到的浮
力:F浮=G排=m排g=0.3 kg×10 N/kg=3 N;
falsefalse
(2)V排=? =? =3×10-4 m3。
4.小明同学对一个正方体实心金属块进行了两次测量,第一次用线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为27 N,第二次让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为17 N。(g取10 N/kg)
(1)求金属块在水中受到的浮力;
(2)求金属块的体积;
(3)求金属块的密度。
答案　(1)10 N　(2)1.0×10-3 m3　(3)2.7×103 kg/m3
解析　(1)金属块在水中受到的浮力:F浮=G-F=27 N-17 N=10 N;
金属块的体积:V=V排水=F浮水ρ水g=10N1.0×103 kg/m3×10N/kg=1.0×10-3 m3;
(3)金属块的质量m=Gg=27N10N/kg=2.7 kg,金属块的密度:ρ金属=mV=2.7kg1.0×10-3 m3=2.7×103 kg/m3。
题型二 影响浮力大小的因素
由表达式F浮=G排=ρ液V排g可知,F浮只与ρ液和V排有关，液体密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，跟其它因素无关。
说明：（1）物体排开液体的体积：指物体浸入液体部分的体积，这部分体积排开了本来处于这一位置的液体。
当物体浸没在液体中时，物体排开液体的体积等于物体本身的体积，改变物体在液体中的深度，物体排开液体的体积不变，所以物体浸没在液体中时，所受的浮力与物体在液体中所处的深度无关。
-4572014605例5
例5
将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小,则(　　)
160718562230
实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大
C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定
答案　A　实心球和乒乓球都浸没在水中时,液体密度相同,而实心球浸在水中的体积明显大于乒乓球浸在水中的体积,故实心球受到的浮力大。
-3556057785练习
练习
7994652927351.如图所示,三个球体积相同,都静止在水中,则(　　)
A.A球所受浮力最大 B.B球所受浮力最大
C.C球所受浮力最大 D.三个球所受浮力一样大
答案　D　三个球的体积相同,所以它们浸在水中的体积相同,所以它们受到的浮力一样大。
8451852089152.体积相同的三个小球分别放入同种液体中,所处状态如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.小球受到的浮力F甲>F乙>F丙 B.小球受到的浮力F甲C.小球受到的浮力F甲F乙=F丙
答案　C　由图知,三个球排开液体的体积关系为V甲-5524518415例6
例6
在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关;
B.可能跟物体的重力有关;
C.可能跟物体浸入液体的体积有关;
D.可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块或铜块,依次把它们缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:(6分)
44704036195265493573660
(1)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力　　　　(选填“变大”、“变小”或“不变”),可以验证猜想　　　　是正确的;(2分)?
(2)从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想　　　　是错误的;(1分)?
(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想　　　　是错误的;(1分)?
(4)分析比较实验　　　　可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(1分)?
(5)该实验探究主要运用的科学探究方法是:　　　　　　。(1分)?
答案　(1)变大　C　(2)A　(3)B　(4)⑥⑦(或①⑥⑦)　(5)控制变量法
解析　
(1)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块所受浮力变大;同时,观察到铁块浸在水中的体积变大,说明浮力的大小跟物体浸入液体的体积有关,故可验证猜想C是正确的;
(2)从位置④→⑤的过程中,铁块浸在水中的体积不再变化,只改变了其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,即浮力的大小与物体浸入液体的深度无关,故A猜想错误;
(3)分析比较实验①⑤可知,铁块受到的浮力为3.0 N-1.0 N=2.0 N,分析比较实验②⑥可知,铜块受到的浮力为4.0 N-2.0 N=2.0 N,则浮力的大小跟物体的重力无关,故猜想B错误;
(4)根据⑥⑦中弹簧测力计的示数可知,同一物体浸没在盐水中受到的浮力大于浸没在水中受到的浮力,由此可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
-3492578740练习
练习
1.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中给出的信息,回答下列问题:
379095-45720
(1)物体A浸没在水中所受浮力为 N;
(2)根据图乙和图 可知,浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
(3)根据图丙和图丁可知,浮力的大小与液体 ?有关。
答案　(1)1　(2)丙　(3)密度
解析　(1)由图甲和图丙可知F浮=G-F拉=4 N-3 N=1 N;(2)观察图乙和图丙,
物体A浸在同种液体(水)中,浸在液体中的体积不同,物体所受浮力分别为
0.6 N和1 N,故可知浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关;(3)比较图
丙和图丁,物体A浸在液体中的体积相同、液体的密度不同,物体A所受浮
力不同,故可知浮力的大小与液体密度有关。
2.如图是小明探究“影响浮力大小的因素”实验,根据此图回答下列问题:
864870153035
(1)分析图C、D、E,说明浮力大小与　　　　　　　　有关。?
(2)分析图B、D,说明浮力大小与　　　　有关。?
(3)物体浸没在水中所受的浮力是　　　　N;浸没在煤油中所受的浮力是　　　　N。?
(4)这个实验中采用了　　　　　　　　的科学探究方法。?
答案　(1)物体浸在液体中的体积　(2)液体的密度　(3)3　2.4　(4)控制变量
解析　(1)分析图C、D、E可知,液体同为水,即液体的密度相同,物体浸在液体中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,说明浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;(2)分析图B、D可知,物体分别浸没在煤油和水中,物体浸在液体中的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;(3)根据称重法可得:F浮水=G-F水=10 N-7 N=3 N;F浮煤油=G-F煤油=10 N-7.6 N=2.4 N。

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