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2020-2021学年第4节 简单机械第4课时巩固练习
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这是一份2020-2021学年第4节 简单机械第4课时巩固练习，文件包含34能量转换的量度第4课时精选练习解析版doc、34能量转换的量度第4课时精选练习原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
精选练习
一、夯实基础
1.（2020·杭州模拟）如图所示，当水平拉力F＝5N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体A重为30N，所受地面的摩擦力为9N，物体A水平移动了1m，下列说法正确的是( )
A.该装置的机械效率为90% B.拉力F移动了0.5m C.拉力做功5J D.该滑轮为定滑轮
2.如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是（ ）
A.用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B.若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
3.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m
B.物体受到的拉力为750N
C.拉力F的功率为750W
D.滑轮组的机械效率为80%
4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（ ）
此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N
B. 动滑轮重力为70N
C. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
D. 当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
5.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
6.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应________向下拉动弹簧测力计。
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
7.（2020·富阳模拟）工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
（1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了4m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为500N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
8.（2020·鄞州模拟）用如图所示的吊车将一块奇石从5m深的水底提升到离水面1m高的岸上。已知吊车质量为25t，与地面的接触面积为2000cm²，石块出水前绳子上拉力F的大小为5.0×103N，石块出水后绳子上拉力F的大小变为7.5×103N，不计摩擦及动滑轮重，求：
（1）吊车未吊石块时对地面的压强。
（2）从石块刚离开水面到放到岸上这个过程吊车对石块所做的功。
（3）石块的密度。
9.（2020·平阳模拟）水上航标灯是一类不一样的交通灯，它能保证船舶在夜间行驶时的安全。如图所示，是科技小组同学制作的一款航标灯模具。航标灯A自重为4N，A底部与浮子B用细绳相连。浮子B自重为1N，体积为2×10-4m3。(不计绳重和滑轮的摩擦，ρ水=1×103kg/m3)。
（1）该装置中滑轮的作用是________。
（2）若水位上升，则航标灯A排开水的体积________(选填“变小”、“变大”或“不变”)
（3）该状态下，航标灯A浸入水中的体积为多少？
10.（2020·杭州模拟）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
（1）在实验操作中应该使钩码________(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约________。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为 F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 。
A.η＝
B.η＝
C.η＝
D.η＝1－
11.（2019九上·慈溪月考）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图（每个钩码重2N）
（1）通过表中数据可分析出实验1是用________图做的实验，
（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率________。
（3）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升不同的重物时，________，滑轮组的机械效率越高．
二、提升训练
1.（2018•禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J
B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W
D．斜面的机械效率为75%
2.如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法不正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的距离为3m
B.有用功为400J
C.拉力F的功率为9W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72N
3．如图所示，质量为m的运动员站在质量为的均匀长板AB的中点，板位于水平面上，可绕通过B点的水平轴转动，板的A端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后握在运动员手中，当运动员用力拉绳时，滑轮两侧的绳都保持在竖直方向。要使板的A端离开地面，运动员作用于绳的最小拉力是 。
4、用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知：电动机工作时拉绳子的功率恒为1100W，箱子质量为300kg、体积为0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s。求：（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g＝10N/kg，水的密度：1.0×103kg/m3）
（1）箱子在水中时受到浮力最大是多少？
（2）电动机把箱子提升到地面做的总功？
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值？
5．如图所示，A为直立固定的水管，底部活塞B与水管接触良好且无摩擦，其中装入适量的水，水不会流出，活塞与水管壁间没有摩擦。活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连，O为杠杆的固定转轴。一个滑轮组，其自由端与杠杆的D点相连。滑轮组下面挂着一个重为G的物体E．当水对活塞的压强为4×103Pa时，杠杆在水平位置平衡。已知OC：CD＝1：2，活塞B的横截面积为30cm2，活塞与硬杆总重为3N．动滑轮自重为2N．不计绳重和摩擦。
求：(1)容器中水受到的重力；
(2)物体E的质量。(g＝10N/kg)
6.搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。工人的重力为640N，与地面接触的总面积为4×10－2m2，提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1）提升时绳自由端的速度为多少？
（2）若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（3）若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为多少？
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为2×104Pa，则所提升货物的重力为多少？
7.（2020·杭州模拟）用下图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm。所用的拉力F＝7N，（忽略摩擦阻力和绳子的重）
（1）求动滑轮的自重。
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功。
（3）现有滑轮组承重绳的条数为n，提升物体的高度为h，若不计摩擦阻力和绳自重，请证明：滑轮组机械效率η与n和h无关。
8.（2020九下·宁波月考）如图甲所示为小科设计的滑轮组装置。其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上，重物B的重力GB可改变。小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据，并绘制成曲线，即重物B的重力GB、滑块A的运动速度v、滑块A在水平面上通过的距离S随时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示。若每个滑轮重为5牛，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。
（1）求出在4~6S内，水平绳对A的拉力做的功。
（2）求出在2~4S内，重力GB做功的功率。
（3）求出在2~4S内，整个装置的势能转化为动能的转化率（用百分数表示，保留一位小数）。
9.（2019九上·萧山期末）如图甲所示是杭州市地铁站修建时用到的起重机，如图乙是起重机的示意图，起重机重3×104N（包括悬臂），重心为P1，为了使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有配重M，重心为P2，现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为1.5m。
（1）通过计算说明不加配重时，起重机最多能吊起多重的货箱（不计动滑轮与绳重）？
（2）如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有由一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起同向转动回收钢绳，从而吊起物体。在某次吊起质量为2t的建筑材料时，起吊装置的效率为80%，电动机的输出功率（即为滑轮组获得的总功率）为1kW，则右转扬机拉绳的速度是多少？
（3）有人认为起重机配重越重越好，这样就能吊起更重的重物，你同意吗？请说明理由________。
10.（2020九上·绍兴期末）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA:OB=2:3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求：
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
11.（2019•丰县校级二模）小明在测滑轮组机械效率时，记录了如下实验数据（不计绳重和摩檫）
（1）根据表中数据画出滑轮组的绕线方式（如图中）。
（2）根据表中数据计算滑轮组的机械效率为 。
（3）若绳子承受最大拉力为20N，此滑轮组的最大效率为 。
（4）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起10N重的钩码刚好省一半的力。
（5）在实验中重物移动的速度为0.1m/s。拉绳的功率为3W，则有用功率为 。次数
钩 码重/N
动滑轮重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
5
\
15
\
滑轮组组成
钩码重/N
钩码升高的高度/m
动滑轮重/N
绳子自由端移动距离/m
两个定滑轮，一个动滑轮
4
0.1
0.5
0.3
精选练习
一、夯实基础
1.（2020·杭州模拟）如图所示，当水平拉力F＝5N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体A重为30N，所受地面的摩擦力为9N，物体A水平移动了1m，下列说法正确的是( )
A.该装置的机械效率为90% B.拉力F移动了0.5m C.拉力做功5J D.该滑轮为定滑轮
2.如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是（ ）
A.用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B.若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
3.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m
B.物体受到的拉力为750N
C.拉力F的功率为750W
D.滑轮组的机械效率为80%
4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（ ）
此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N
B. 动滑轮重力为70N
C. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
D. 当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
5.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
6.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应________向下拉动弹簧测力计。
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
7.（2020·富阳模拟）工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
（1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了4m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为500N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
8.（2020·鄞州模拟）用如图所示的吊车将一块奇石从5m深的水底提升到离水面1m高的岸上。已知吊车质量为25t，与地面的接触面积为2000cm²，石块出水前绳子上拉力F的大小为5.0×103N，石块出水后绳子上拉力F的大小变为7.5×103N，不计摩擦及动滑轮重，求：
（1）吊车未吊石块时对地面的压强。
（2）从石块刚离开水面到放到岸上这个过程吊车对石块所做的功。
（3）石块的密度。
9.（2020·平阳模拟）水上航标灯是一类不一样的交通灯，它能保证船舶在夜间行驶时的安全。如图所示，是科技小组同学制作的一款航标灯模具。航标灯A自重为4N，A底部与浮子B用细绳相连。浮子B自重为1N，体积为2×10-4m3。(不计绳重和滑轮的摩擦，ρ水=1×103kg/m3)。
（1）该装置中滑轮的作用是________。
（2）若水位上升，则航标灯A排开水的体积________(选填“变小”、“变大”或“不变”)
（3）该状态下，航标灯A浸入水中的体积为多少？
10.（2020·杭州模拟）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
（1）在实验操作中应该使钩码________(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约________。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为 F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 。
A.η＝
B.η＝
C.η＝
D.η＝1－
11.（2019九上·慈溪月考）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图（每个钩码重2N）
（1）通过表中数据可分析出实验1是用________图做的实验，
（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率________。
（3）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升不同的重物时，________，滑轮组的机械效率越高．
二、提升训练
1.（2018•禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J
B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W
D．斜面的机械效率为75%
2.如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法不正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的距离为3m
B.有用功为400J
C.拉力F的功率为9W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72N
3．如图所示，质量为m的运动员站在质量为的均匀长板AB的中点，板位于水平面上，可绕通过B点的水平轴转动，板的A端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后握在运动员手中，当运动员用力拉绳时，滑轮两侧的绳都保持在竖直方向。要使板的A端离开地面，运动员作用于绳的最小拉力是 。
4、用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知：电动机工作时拉绳子的功率恒为1100W，箱子质量为300kg、体积为0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s。求：（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g＝10N/kg，水的密度：1.0×103kg/m3）
（1）箱子在水中时受到浮力最大是多少？
（2）电动机把箱子提升到地面做的总功？
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值？
5．如图所示，A为直立固定的水管，底部活塞B与水管接触良好且无摩擦，其中装入适量的水，水不会流出，活塞与水管壁间没有摩擦。活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连，O为杠杆的固定转轴。一个滑轮组，其自由端与杠杆的D点相连。滑轮组下面挂着一个重为G的物体E．当水对活塞的压强为4×103Pa时，杠杆在水平位置平衡。已知OC：CD＝1：2，活塞B的横截面积为30cm2，活塞与硬杆总重为3N．动滑轮自重为2N．不计绳重和摩擦。
求：(1)容器中水受到的重力；
(2)物体E的质量。(g＝10N/kg)
6.搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。工人的重力为640N，与地面接触的总面积为4×10－2m2，提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1）提升时绳自由端的速度为多少？
（2）若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（3）若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为多少？
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为2×104Pa，则所提升货物的重力为多少？
7.（2020·杭州模拟）用下图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm。所用的拉力F＝7N，（忽略摩擦阻力和绳子的重）
（1）求动滑轮的自重。
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功。
（3）现有滑轮组承重绳的条数为n，提升物体的高度为h，若不计摩擦阻力和绳自重，请证明：滑轮组机械效率η与n和h无关。
8.（2020九下·宁波月考）如图甲所示为小科设计的滑轮组装置。其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上，重物B的重力GB可改变。小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据，并绘制成曲线，即重物B的重力GB、滑块A的运动速度v、滑块A在水平面上通过的距离S随时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示。若每个滑轮重为5牛，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。
（1）求出在4~6S内，水平绳对A的拉力做的功。
（2）求出在2~4S内，重力GB做功的功率。
（3）求出在2~4S内，整个装置的势能转化为动能的转化率（用百分数表示，保留一位小数）。
9.（2019九上·萧山期末）如图甲所示是杭州市地铁站修建时用到的起重机，如图乙是起重机的示意图，起重机重3×104N（包括悬臂），重心为P1，为了使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有配重M，重心为P2，现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为1.5m。
（1）通过计算说明不加配重时，起重机最多能吊起多重的货箱（不计动滑轮与绳重）？
（2）如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有由一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起同向转动回收钢绳，从而吊起物体。在某次吊起质量为2t的建筑材料时，起吊装置的效率为80%，电动机的输出功率（即为滑轮组获得的总功率）为1kW，则右转扬机拉绳的速度是多少？
（3）有人认为起重机配重越重越好，这样就能吊起更重的重物，你同意吗？请说明理由________。
10.（2020九上·绍兴期末）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA:OB=2:3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求：
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
11.（2019•丰县校级二模）小明在测滑轮组机械效率时，记录了如下实验数据（不计绳重和摩檫）
（1）根据表中数据画出滑轮组的绕线方式（如图中）。
（2）根据表中数据计算滑轮组的机械效率为 。
（3）若绳子承受最大拉力为20N，此滑轮组的最大效率为 。
（4）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起10N重的钩码刚好省一半的力。
（5）在实验中重物移动的速度为0.1m/s。拉绳的功率为3W，则有用功率为 。次数
钩 码重/N
动滑轮重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
5
\
15
\
滑轮组组成
钩码重/N
钩码升高的高度/m
动滑轮重/N
绳子自由端移动距离/m
两个定滑轮，一个动滑轮
4
0.1
0.5
0.3
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