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第9讲 压强
第2课时 液体压强
考点1液体的压强
产生的原因 液体受到 重力 作用,且具有 流动性
液体 内部 压强 特点 方向 液体对容器底和 侧壁 都有压强;液体内部向 各个方向 都有压强
深度 (1)在同种液体,同一深度处,液体向各个方向的压强 相等 ; (2)同种液体中,压强随深度的增加而 增大
密度 (1)不同液体的压强与液体的 密度 有关; (2)在同一深度处,液体 密度 越大,压强也越大
考点2液体压强相关的计算
液体压强的 公式及单位 如图,设液柱的高度为h,平面的面积为S。这个平面上方的液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg。因此,液面下深度为h处液体的压强:p== ρhg 。p表示液体产生的压强,单位是 Pa ;ρ表示液体的密度,单位是 kg/m3 ;h表示液体的深度(研究点到自由液面的竖直距离),单位是 m 。 说明:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的重力,容器的形状和底面积等因素无直接关系
液体 中压 力的 计算 一般 先求出液体产生的压强p,再根据公式F=pS计算液体产生的压力F。 注意:计算时仅针对液体产生的压力,没有考虑大气压强的作用
特殊 容器底面积S容,容器中液体密度ρ液,容器中液体重力G液
容器底受到液体的压强 p=ρ液gh
容器底受到液体的压力 F=pS容= ρ液ghS容=G液 F=pS容= ρ液ghS容<G液 F=pS容= ρ液ghS容>G液
考点3连通器
定义 上端 开口 ,下端 连通 的容器
特点 连通器里盛 同种 液体,当液体 不流动 时,连通器各部分中的液面总是相平的
应用 茶壶、锅炉水位计、排水管的U形反水弯、船闸等(压强计中的U形管不属于连通器)
命题点1 液体压强的特点 1.如图,在一塑料瓶中注满水,在瓶子不同高度处各扎一个同样大小的小孔。液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对容器侧壁有 压强 ;深度不同的小孔喷出水柱的距离不同,深度越深的小孔喷出水柱的距离 越远 ,由此可知,对于同种液体,深度越深,压强越 大 (RJ八下P33图9.2-1)
命题点2 液体压强的应用 2.如图,连通器中装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分的液面高度总是相平的。这个连通器在结构上具有的特点是 上端开口,下端连通 。 (RJ八下P36图9.2-5) 【生活实践】在装修房屋时工人师傅用简易水平仪(一根灌有水的透明塑料软管)测量地面是否水平,简易水平仪利用的是 连通器 的原理
实验 探究液体压强与哪些因素有关
【例】在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,小明进行了如下实验:
甲 乙 丙 丁
【猜想与假设】
(1)小明在游泳时发现,越往深水区走,身体受到的压迫越大,由此猜想液体内部压强可能与 深度 有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
【设计与进行实验】
(2)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面 相平 。小明在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两边液柱的高度差变化都不明显,这说明该压强计的气密性差,调节的方法是 C (填字母)。
A.从U形管中倒出适量液体
B.向U形管中加入适量液体
C.取下软管重新安装
(3)实验过程中通过U形管两侧液面的 高度差 来比较液体内部压强的大小。为了使实验现象更加明显,U形管中的液体最好选用 有色 (选填“有色”或“无色”)的,并采取的措施是 AC (填字母)。
A.U形管中用密度较小的液体
B.将探头上的橡皮膜蒙得更紧些
C.使探头在液体中每次探测深度相差更大些
【分析与论证】
(4)比较 甲、乙 两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(5)保持探头在水中的深度不变,改变它的方向(如图乙、丙),根据实验现象可以初步得出结论:在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等 。
(6)比较甲、丁两图,可以初步得出结论:液体深度相同时,液体的密度 越大 ,液体内部的压强就 越大 ;为了使结论更具有普遍性,小明还应如何继续实验: 换用不同密度的液体进行多次实验 (请写出实验思路,不需写出具体步骤)。
【创新设问】
(7)【装置创新】小明同学经过一番思考,想测量盐水的密度,设计了以下实验方案:他取来两只烧杯,分别装入水和盐水,将液体压强计改装成如图戊所示,两个探头未浸入液体中时,U形管液面相平;然后把探头分别浸入两杯液体中,直至U形管中的液面再次相平,测得两个探头浸入液体的深度分别为h1和h2,由此可算出盐水的密度为ρ盐水= (用h1、h2和ρ水表示)。
戊 己
(8)如图己,同组同学小华将容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面。若要用此装置来检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”,应该在容器的两侧倒入 深度不同 的相同液体,观察到橡皮膜会向深度 小 (选填“大”或“小”)的一侧凸出。
重难点对液体压强的理解及相关计算
【例1】如图,在水平桌面上质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力F甲、F乙、F丙大小关系是 F甲>F丙>F乙 ,三个容器对桌面的压强p甲、p乙、p丙大小关系是 p甲=p乙=p丙 。
1.液体对容器底的压力F和液体自身重力G不一定相等,只有容器为上下等大的柱体时,液体对容器底的压力才等于液体的重力。
2.容器形状不规则时,先根据p=ρgh计算液体对容器底的压强,再根据F=pS计算液体对容器底的压力。
3.由液体压强公式p=ρgh可得,液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状等无关。
【例2】如图,A、B为完全相同的两个开口容器(足够高),阀门K直径可忽略,各盛有20 cm深的水,初始时阀门K关闭。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)初始时阀门K关闭,B容器底受到水的压强为 2 000 Pa。
(2)初始时阀门K关闭,水对A、B两容器底的压力之比为 1∶1 。
(3)将阀门K打开,待水不流动时,水对A、B两容器底的压力之比为 9∶11 。
利用p=ρgh 比较与计算液体压强的大小:深度h是指所研究的点到液面的竖直距离,深度h的大小与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关。
命题点1 液体压强的特点及应用
1.(2023·武汉)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处。其中d离塑料瓶远些(如图)。下列说法正确的是( B )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
2.(2022·黄石)如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( D )
A.b点处向上的压强小于向下的压强
B.丙管液柱最长,c点处压强最大
C.丁管液体体积最大,d点处压强最大
D.4支管中液体的密度相同
3.(2019·宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图),下列关于橡皮膜的说法正确的是( D )
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
4.(2019·武汉)如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( A )
A B C D
5.(2024·湖北)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 不能 (选填“能”或“不能”)起到省力的作用;此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2,鼎受到的拉力之和为 F1+F2 。鼎在水中上升的过程中,其底部所受水的压强 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
6.(2018·襄阳)甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在同一水平桌面上,装有质量相等,深度相同的不同液体(如图)。桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和 p2,则F甲 等于 F乙,p1 小于 p2。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
命题点2 探究影响液体压强大小的因素
7.(2023·黄冈)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 两侧液面高度差 。
(2)小明把压强计的探头没入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 向着各个方向 的压强都相等。
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: 没有保持探头在液体中的深度相同 。
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 弹簧测力计 。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 大 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
命题点3 液体压强的计算
8.(2024·武汉)“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324 m的海底处,它们受到海水的压强是 3.24×106 Pa。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
9.(2018·宜昌)我国“蛟龙”号载人潜水器已完成了7 km级的潜水实验,它潜入海面下7 km深处受到海水的压强是 7.21×107 Pa(ρ海水取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg),在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
10.(2022·恩施州节选)小明家的屋顶上建有一个长方体蓄水池,池内装有长2 m、宽1 m、深0.5 m的水(水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)水对池底产生的压强。
(2)水对池底产生的压力。
解:(1)水对池底产生的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa。
(2)水池的底面积:S=2 m×1 m=2 m2,
水对池底的压力:
F=pS=5×103 Pa×2 m2=1×104 N。
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中考物理一轮复习课件
人教版
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第9讲 压强
考点梳理精练
二、力学
第2课时 液体压强
考点1
液体的压强
重力
流动性
侧壁
各个方向
相等
增大
密度
密度
考点2
液体压强相关的计算
ρhg
Pa
kg/m3
m
考点3
连通器
开口
连通
同种
不流动
(RJ八下P33
图9.2-1)
压强
越远
大
(RJ八下P36
图9.2-5)
上端开口,
下端连通
连通器
实 验
探究液体压强与哪些因素有关
深度
深度
C
高度差
有色
AC
甲、乙
上窄下宽
相等
越大
越大
换用不同密度的液体进行多次实验
戊
己
深度不同
小
重难点
对液体压强的理解及相关计算
F甲>F丙>F乙
p甲=p乙=p丙
2 000
1∶1
9∶11
命题点1
液体压强的特点及应用
B
D
D
A
不能
F1+F2
减小
等于
小于
命题点2
探究影响液体压强大小的因素
两侧液面高度差
向着各个方向
没有保持探头在液体中的深度相同
弹簧测力计
大
命题点3
液体压强的计算
3.24×106
7.21×107
变小
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第9讲 压强
第2课时 液体压强
考点1液体的压强
产生的原因 液体受到 重力 作用,且具有 流动性
液体 内部 压强 特点 方向 液体对容器底和 侧壁 都有压强;液体内部向 各个方向 都有压强
深度 (1)在同种液体,同一深度处,液体向各个方向的压强 相等 ; (2)同种液体中,压强随深度的增加而 增大
密度 (1)不同液体的压强与液体的 密度 有关; (2)在同一深度处,液体 密度 越大,压强也越大
考点2液体压强相关的计算
液体压强的 公式及单位 如图,设液柱的高度为h,平面的面积为S。这个平面上方的液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg。因此,液面下深度为h处液体的压强:p== ρhg 。p表示液体产生的压强,单位是 Pa ;ρ表示液体的密度,单位是 kg/m3 ;h表示液体的深度(研究点到自由液面的竖直距离),单位是 m 。 说明:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的重力,容器的形状和底面积等因素无直接关系
液体 中压 力的 计算 一般 先求出液体产生的压强p,再根据公式F=pS计算液体产生的压力F。 注意:计算时仅针对液体产生的压力,没有考虑大气压强的作用
特殊 容器底面积S容,容器中液体密度ρ液,容器中液体重力G液
容器底受到液体的压强 p=ρ液gh
容器底受到液体的压力 F=pS容= ρ液ghS容=G液 F=pS容= ρ液ghS容<G液 F=pS容= ρ液ghS容>G液
考点3连通器
定义 上端 开口 ,下端 连通 的容器
特点 连通器里盛 同种 液体,当液体 不流动 时,连通器各部分中的液面总是相平的
应用 茶壶、锅炉水位计、排水管的U形反水弯、船闸等(压强计中的U形管不属于连通器)
命题点1 液体压强的特点 1.如图,在一塑料瓶中注满水,在瓶子不同高度处各扎一个同样大小的小孔。液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对容器侧壁有 压强 ;深度不同的小孔喷出水柱的距离不同,深度越深的小孔喷出水柱的距离 越远 ,由此可知,对于同种液体,深度越深,压强越 大 (RJ八下P33图9.2-1)
命题点2 液体压强的应用 2.如图,连通器中装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分的液面高度总是相平的。这个连通器在结构上具有的特点是 上端开口,下端连通 。 (RJ八下P36图9.2-5) 【生活实践】在装修房屋时工人师傅用简易水平仪(一根灌有水的透明塑料软管)测量地面是否水平,简易水平仪利用的是 连通器 的原理
实验 探究液体压强与哪些因素有关
【例】在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,小明进行了如下实验:
甲 乙 丙 丁
【猜想与假设】
(1)小明在游泳时发现,越往深水区走,身体受到的压迫越大,由此猜想液体内部压强可能与 深度 有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
【设计与进行实验】
(2)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面 相平 。小明在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两边液柱的高度差变化都不明显,这说明该压强计的气密性差,调节的方法是 C (填字母)。
A.从U形管中倒出适量液体
B.向U形管中加入适量液体
C.取下软管重新安装
(3)实验过程中通过U形管两侧液面的 高度差 来比较液体内部压强的大小。为了使实验现象更加明显,U形管中的液体最好选用 有色 (选填“有色”或“无色”)的,并采取的措施是 AC (填字母)。
A.U形管中用密度较小的液体
B.将探头上的橡皮膜蒙得更紧些
C.使探头在液体中每次探测深度相差更大些
【分析与论证】
(4)比较 甲、乙 两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(5)保持探头在水中的深度不变,改变它的方向(如图乙、丙),根据实验现象可以初步得出结论:在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等 。
(6)比较甲、丁两图,可以初步得出结论:液体深度相同时,液体的密度 越大 ,液体内部的压强就 越大 ;为了使结论更具有普遍性,小明还应如何继续实验: 换用不同密度的液体进行多次实验 (请写出实验思路,不需写出具体步骤)。
【创新设问】
(7)【装置创新】小明同学经过一番思考,想测量盐水的密度,设计了以下实验方案:他取来两只烧杯,分别装入水和盐水,将液体压强计改装成如图戊所示,两个探头未浸入液体中时,U形管液面相平;然后把探头分别浸入两杯液体中,直至U形管中的液面再次相平,测得两个探头浸入液体的深度分别为h1和h2,由此可算出盐水的密度为ρ盐水= (用h1、h2和ρ水表示)。
戊 己
(8)如图己,同组同学小华将容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面。若要用此装置来检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”,应该在容器的两侧倒入 深度不同 的相同液体,观察到橡皮膜会向深度 小 (选填“大”或“小”)的一侧凸出。
重难点对液体压强的理解及相关计算
【例1】如图,在水平桌面上质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力F甲、F乙、F丙大小关系是 F甲>F丙>F乙 ,三个容器对桌面的压强p甲、p乙、p丙大小关系是 p甲=p乙=p丙 。
1.液体对容器底的压力F和液体自身重力G不一定相等,只有容器为上下等大的柱体时,液体对容器底的压力才等于液体的重力。
2.容器形状不规则时,先根据p=ρgh计算液体对容器底的压强,再根据F=pS计算液体对容器底的压力。
3.由液体压强公式p=ρgh可得,液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状等无关。
【例2】如图,A、B为完全相同的两个开口容器(足够高),阀门K直径可忽略,各盛有20 cm深的水,初始时阀门K关闭。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)初始时阀门K关闭,B容器底受到水的压强为 2 000 Pa。
(2)初始时阀门K关闭,水对A、B两容器底的压力之比为 1∶1 。
(3)将阀门K打开,待水不流动时,水对A、B两容器底的压力之比为 9∶11 。
利用p=ρgh 比较与计算液体压强的大小:深度h是指所研究的点到液面的竖直距离,深度h的大小与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关。
命题点1 液体压强的特点及应用
1.(2023·武汉)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处。其中d离塑料瓶远些(如图)。下列说法正确的是( B )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
2.(2022·黄石)如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( D )
A.b点处向上的压强小于向下的压强
B.丙管液柱最长,c点处压强最大
C.丁管液体体积最大,d点处压强最大
D.4支管中液体的密度相同
3.(2019·宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图),下列关于橡皮膜的说法正确的是( D )
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
4.(2019·武汉)如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( A )
A B C D
5.(2024·湖北)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 不能 (选填“能”或“不能”)起到省力的作用;此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2,鼎受到的拉力之和为 F1+F2 。鼎在水中上升的过程中,其底部所受水的压强 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
6.(2018·襄阳)甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在同一水平桌面上,装有质量相等,深度相同的不同液体(如图)。桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和 p2,则F甲 等于 F乙,p1 小于 p2。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
命题点2 探究影响液体压强大小的因素
7.(2023·黄冈)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 两侧液面高度差 。
(2)小明把压强计的探头没入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 向着各个方向 的压强都相等。
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: 没有保持探头在液体中的深度相同 。
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 弹簧测力计 。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 大 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
命题点3 液体压强的计算
8.(2024·武汉)“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324 m的海底处,它们受到海水的压强是 3.24×106 Pa。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
9.(2018·宜昌)我国“蛟龙”号载人潜水器已完成了7 km级的潜水实验,它潜入海面下7 km深处受到海水的压强是 7.21×107 Pa(ρ海水取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg),在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
10.(2022·恩施州节选)小明家的屋顶上建有一个长方体蓄水池,池内装有长2 m、宽1 m、深0.5 m的水(水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)水对池底产生的压强。
(2)水对池底产生的压力。
解:(1)水对池底产生的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa。
(2)水池的底面积:S=2 m×1 m=2 m2,
水对池底的压力:
F=pS=5×103 Pa×2 m2=1×104 N。
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