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高中物理第三节物理教案思维导图模板大纲
教案中对每个课题或每个课时的教学内容,教学步骤的安排,教学方法的选择,板书设计,教具或现代化教学手段的应用,各个教学步骤教学环节的时间分配。这里由树图网给大家分享高中物理第三节物理教案,方便大家学习。
教学目标
知识与技能
1.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g.
2.掌握抛体运动的位置与速度的关系.
过程与方法
1.掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题.
2.通过例题分析再次体会平抛运动的规律.
情感、态度与价值观
1.有参与实验总结规律的热情,从而能更方便地解决实际问题.
2.通过实践,巩固自己所学的知识.
教学重难点
教学重点
分析归纳抛体运动的规律
教学难点
应用数学知识分析归纳抛体运动的规律.
教学过程
[新课导入]
上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,对平抛运动的特点有了感性认识.这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析,学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法,并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律.
[新课教学]
一、抛体的位置
我们以平抛运动为例来研究抛体运动所共同具有的性质.
首先我们来研究初速度为。的平抛运动的位置随时间变化的规律.用手把小球水平抛出,小球从离开手的瞬间(此时速度为v,方向水平)开始,做平抛运动.我们以小球离开手的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的方向,竖直向下的方向为y轴的方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时.
师:在抛出后的运动过程中,小球受力情况如何?
生:小球只受重力,重力的方向竖直向下,水平方向不受力.
师:那么,小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动?
生:小球在水平方向没有加速度,水平方向的分速度将保持v不变,做匀速直线运动.
师:我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示?
生:x=vt
师:在竖直方向小球有加速度吗?若有,是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗?
生:在竖直方向,根据牛顿第二定律,小球在重力作用下产生加速度g.做自由落体运动,而在竖直方向上的初速度为0.
师:那根据运动学规律,请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律.
生:y=1/2gt2
师:小球的位置能否用它的坐标(x,y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置?
生:可以.
师:那么,小球的运动就可以看成是水平和竖直两个方向上运动的合成.t时间内小球合位移是多大?
生:
师:若设s与+x方向(即速度方向)的夹角为θ,如图6.4—1,则其正切值如何求?
生:
[例1]一架飞机水平匀速飞行.从飞机上海隔l s释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,从地面上观察4个小球( )
A.在空中任何时刻总是捧成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机的正下方,捧成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的。
解析:因为铁球从飞机上释放后做平抛运动,在水平方向上有与飞机相同的速度.不论铁球何时从飞机上释放,铁球与飞机在水平方向上都无相对运动.铁球同时还做自由落体运动,它在竖直方向将离飞机越来越远.所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方,并排成一条直线,又因为从飞机上每隔1s释放1个球,而每个球在空中运动的时间又是相等的,所以这4个球落地的时间也依次相差1 s,它们的落地点必然是等间距的.若以飞机为参考系观察4个铁球都做自由落体运动.此题把曲线运动利用分解的方法"化曲为直",使其成为我们所熟知的直线运动,则据运动的独立性,可以分别在这两个方向上用各自的运动规律研究其运动过程.
二、抛体的速度
师:由于运动的等时性,那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间?
生:由y=1/2gt2得到,运动时间
师:这说明了什么问题?
生:这说明了做平抛运动的物体在空中运动的时间仅取决于下落的高度,与初速度无关.
师:那么落地的水平距离是多大?
生:落地的水平距离
师:这说明了什么问题?
生:这说明了平抛运动的水平位移不仅与初速度有关系,还与物体的下落高度有关.
师:利用运动合成的知识,结合图6.4—2,求物体落地速度是多大?结论如何?
生:落地速度,即落地速度也只与初速度v和下落高度h有关.
师:平抛运动的速度与水平方向的夹角为a,一般称为平抛运动的偏角.实际上,常称为平抛运动的偏角公式,在一些问答题中可以直接应用此结论分析解答
[例2]一个物体以l0 m/s的速度从10 m的水平高度抛出,落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)?
[例3]在5 m高的地方以6 m/s的初速度水平抛出一个质量是10 kg的物体,则物体落地的速度是多大?从抛出点到落地点发生的位移是多大?(忽略空气阻力,取g=10m/s2)
[交流与讨论]
应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度.请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系.
参考解答:根据前面的探究结果我们知道,物体的位移,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/2v.物体的速度,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小没有太直接的关系,但它们的方向与x轴夹角的正切是2倍关系.利用这个关系我们就可以很方便地计算物体速度或位移的方向了. 师:在(2)中,与匀变速直线运动公式vt2=v02+2as,形式上一致的,其物理意义相同吗? 生:物理意义并不相同,在中的h,并不是平抛运动的位移,而是竖直方向上的位移,在
中的s就是表示匀速直线运动的位移.对于平抛运动的位移,是由竖直位移和水平位移合成而得的.
师:平抛运动的轨迹是曲线(抛物线),某一时刻的速度方向即为曲线上物体所在位置的切线方向.设物体运动的时间为t,则这一时刻的速度与竖直方向夹角的正切值tanβ=v0/gt,而物体下落的高度为h==1/2gt2.如图6.4—3.
图中的A点为速度的切线与抛出点的水平线的交点,C点为物体所在位置的竖直线与水平线的交点,从图中可以看出A为水平线段OC的中点.平抛运动的这一重要特征,对我们分析类平抛运动,特别是带电粒子在电场中偏转是很有帮助的.
平抛运动常分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由于竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以初速度为零的匀加速直线运动的公式和特点均可以在此应用.另外,有时候根据具体情况也可以将平抛运动沿其他方向分解.
三、斜抛运动
师:如果物体抛出时的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(这种情况称为斜抛),它的受力情况是什么样的?加速度又如何?
生:它的受力情况与平抛完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在竖直方向仍只受重力,加速度仍为g.
师:实际上物体以初速度v沿斜向上或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动,如何表示?与平抛是否相同?
生:斜抛运动沿水平方向和竖直方向初速度与平抛不同,分别是vx=vcosθ和vy=sinθ.
由于物体运动过程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不变,做匀速直线运动;而竖直方向上因受重力作用,有竖直向下的重力加速度J,同时有竖直向上的初速度vy=sinθ,因此做匀减速运动(是竖直上抛运动,当初速度向斜下方,竖直方向的分运动为竖直下抛运动),当速度减小到。时物体上升到点,此时物体由于还受到重力,所以仍有一个向下的加速度g,将开始做竖直向下的加速运动.因此,斜抛运动可以看成是水平方向速度为vx=vcosθ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy=sinθ的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动.
师:斜抛运动分斜上抛和斜下抛(由初速度方向确定)两种,下面以斜上抛运动为例讨论.
师:斜抛运动的特点是什么?
生:特点:加速度a=g,方向竖直向下,初速度方向与水平方向成一夹角θ斜向上,θ=90°时为竖直上抛或竖直下抛运动θ=0°时为平抛运动.
师:常见的处理方法:
①将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点?
生:由此可得如下特点:a.斜向上运动的时间与斜向下运动的时间相等;b.从轨道点将斜抛运动分为前后两段具有对称性,如同一高度上的两点,速度大小相等,速度方向与水平线的夹角相同.
师:②将斜抛运动分解为沿初速度方向的斜向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动,用矢量合成法则求解.
③将沿斜面和垂直斜面方向作为x、y轴,分别分解初速度和加速度后用运动学公式解题.
[交流与讨论]
对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛.
参考解答:对于这两种运动来说,它们都是直线运动,但这并不影响用运动的合成与分解的方法来研究它们.这个过程我们可以仿照第一节中我们介绍的匀加速运动的分解过程.对竖直上抛运动,设它的初速度为v0,那么它的速度就可以写成v= v0—gt的形式,位移写成x= v0t—g t2/2的形式.那这样我们就可以进行分解了.把速度写成v1= v0,v2=—gt的形式,把位移写成xl= v0t,x2= —g t2/2的形式,这样我们可以看到,竖直上抛运动被分解成了一个竖直向上的匀速直线运动和一个竖直向上的匀减速运动.对于竖直下抛运动可以采取同样的方法进行处理.
课后小结
1.具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动.
2.平抛运动可分解为水平匀蓬运动和竖直自由落体运动.平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和.
3.平抛运动是一种匀变速曲线运动.
4.如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m.
说明:
1.干抛运动是学生接触到的第一个曲线运动,弄清其成固是基础,水平初速度的获得是同题的关键,可归纳众两种;
(1)物体被水平加速:水平抛出、水干射出、水平冲击等;
(2)物体与原来水平运动的载体脱离,由于惯性而保持原来的水平速度.
2.平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t,应根据不同的已知条件来求时间.但应明确:平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定(在不高的范国内g恒定),与抛出的速度无关.
教学目标
知识目标:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程。
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。
3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律
能力目标:
1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力
德育目标:
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方__教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点
教学重点:
月——地检验的推倒过程
教学难点:
任何两个物体间都存在万有引力
教学过程
(一) 引入:
太阳对 行星的引力是行星做圆周运动的向心力,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?
若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小 ,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一 种力。你是这样认为的吗?
(二)新课教学:
一.牛顿发现万有引力定律的过程
(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)
(1) 牛顿对引力的思考
牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比。
(2) 牛顿对定律的推导
首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,牛顿再研究了卫星的运动,结论是:
它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。
(3)。牛顿对定律的检验
以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。
牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运动时,其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a和g之间应有如下关系:
已知月心和地心的距离r月地是地球半径r地的60倍,得。
从动力学角度得出的这一结果,与前面用运动学公式算出的数据完全一致,
牛顿证实了关于地球和物体间、各天体之间的引力都属于同一种性质力,都遵循同样的力学规律的假想是正确的。牛顿把这种引力规律做了合理的推广,在1687年发表了万有引力定律。可以用下表来表达牛顿推证万有引力定律的思路。
(引导学生根据问题看书,教师引导总结)
(1)什么是万有引力?并举出实例。
(2)万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?
(3)万有引力定律的适用条件是什么?
二.万有引力定律
1、内容:
自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比;引力的方向沿着二者的连线。
2.公式:
3.各物理量的含义及单位:
F为两个物体间的引力,单位:N.
m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg
r为它们间的距离,单位:m
G为万有引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2,单位:N·m2/kg2.
4.万有引力定律的理解
①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。
强调说明:
A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.
B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.
C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.
D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.
② r为两个物体间距离:
A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。
B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。
C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。
③ G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力
教材分析
教材从介绍昂尼斯发现水银超导现象的物理学史知识入手,讲述超导体的一般概念,基础知识、进一步讲解超导的优点、缺点和目前科学家面临的问题。
教法建议
本节的教学要注重科技的联系,避免孤立的学习,要注意联系实际。
可以提出问题学生自主学习,学生根据提出的问题,可以利用教材和教师提供的一些资料进行学习。
也可以教师提出课题,学生查阅资料,从收集资料、信息的过程中学习,提高收集信息和处理信息的能力。
教学设计方案
方法1、学生阅读教材,教师提供一些关于超导体的材料,教师提出一些问题,学生阅读时思考,例如:什么是超导体现象?采用超导体有什么经济效益?
方法2、对于基础较好的班级,可以采用实验探究和信息学习的方法、实例如下
实验探究:可以组织学生小组,图书馆、互联网查阅有关超导体方面的资料,小组讨论,总结超导体的优点、缺点以及讨论超导体的未来发展方向。
【板书设计】
1、超导体概念超导现象
2、超导体的优缺点
3、我国的超导体的研究
探究活动
【课题】
超导现象的历史
【组织形式】
个人或学习小组
【活动流程】
制订子课题;制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;评估;交流与合作。
【参考方案】
1、尝试总结超导体的发展现况。
2、讨论超导体的未来发展趋势。
【资料来源】
1、图书馆、互联网查找资料。
2、交流,发现共性和差异。
《力的合成》是__必修1第五章"力与平衡"第1节的内容,是本章的重点内容之一;力学是高中物理的基础,所以本章内容教学的好坏关系到高中物理教学的成败,因此本章的教学尤其重要。本节在学习了力的初步概念和常见力的基础上来研究多个力的合力问题,有以下几个特点:1.初中已经学习了二力平衡,作为基础;2.学生在标量与矢量方面已经有所了解;3.在《重力》那节课上学习了力的图示等。所以本节的主要教学内容有:合力、分力、共点力、共点力的合成,合力F的大小与分力F1、、F2的夹角α的关系。结合教材的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,从新课程的"三维目标"培养学生。按教学大纲要求,结合新课标提出以下教学目标:
知识与技能:
1.能从力作用的效果来理解力的合成和合力的概念
2.能区分矢量和标量,能通过实验掌握力的平行四边形定则,是矢量运算的普遍法则
3.会用作图法求共点力的合力,会计算在同一直线上的几个共点力的合力
4.知道合力的大小与原来两个共点力间夹角的关系,会用直角三角形知识计算共点力的合力
过程与方法
学会设计实验,观察实验现象;和归纳总结的研究方法。
情感态度与价值观
学会运用等效的物理思想来解决问题,同时培养学生实事求是的科学态度。
高一学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,本节的重点是通过实例理解力的合成与合力的概念;教学的难点是:对平行四边形定则的理解。
说教法
物理教学重在启发思维,教会方法。学生对二力平衡已有自己的认识,可以作为教学的起点。让学生在教师的指导下,分析什么是共点力,并通过归纳总结区别合力与分力,并通过实验探究力的合成的平行四边形定则,再进一步联系生活,扩展到多个共点力的合成;使学生全面的理解教材,把握重、难点;因此,本节课综合运用直观讲授法、归纳总结和实验探究法并结合多媒体手段。在教学中,加强师生双向活动,合理提问、评价,引导学生主动探索新知识。
说学法
学生是课堂教学的主体,现代教育以"学生为中心",更加重视在教学过程中对学生的学法指导,引导学生主动探索新知识。本节课教学过程中,在初中的基础上,复习二力平衡,来引导学生学习合力的概念,强调力的合成不是简单的代数相加、减;进而让学生探究力的合成满足怎样的规律?引导学生积极思考、探究平行四边形定则;观察及归纳总结。巧用提问、评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在在轻松、自主、讨论的学习环境下完成学习任务。
说教学过程
从以上分析,教学中掌握知识为中心,培养能力为方向;紧抓重点突破难点。设计如下教学程序:
1.导入新课:(大约需要5分钟的时间)
投影(展示自然界的平衡之美)让学生体会到力与平衡的现象随处可见,由此激发学生的好奇心和求知欲。把学生的思维带入课堂。
2.新课教学:(大约需要35分钟的时间)
提出问题(什么是共点力)让学生阅读课本在回答问题,教师利用实例讲解共点力的概念,强调几个力的延长线会交于一点就是共点力。
教师复习初中"二力平衡"的有关知识,让学生回顾同一直线上二力的合成;分力、合力的基本概念。教师举例(墙上挂画,一个人提一桶水与两个人合提一桶水等)并作出受力分析的示意图,指出各个作用力并不在同一直线上。怎样进行力的合成?学生思考,讨论。教师提供学生:橡皮筋,测力计,直尺,白纸等让学生阅读82页的实验探究,并进行分组实验。教师指导学生实验,归纳和总结。进而得到:平行四边形定则。教师讲解探究实验中的分力与合力的区别,合力与力的合成的区别。学生通过动手做实验来体验合力的大小与原来两个力大小及夹角之间的关系,使学生更好掌握矢量不同于标量的计算法则。
教师给出例题(水平向右力F1=45N;竖直向上的力F2;用作图法求这两个力合力的大小和方向)让学生分析回答解决问题的思路,教师在进一步的扩展到多个共点力的合成。这样由简单到复杂,符合学生的认知特点。教师总结本节的内容,再进行例题的讲解与巩固,使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。(在板书方面:教学中将黑板一半写概念,另一半用来作图分析。)
结束语:在以上设计中,我力求"以学生为中心",以物理实验为基础,积极倡导学生思考、自主学习,主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况,调整教学,不断地反思和总结。在此,还请各位老师,领导批评指正,谢谢大家。
教学分析
电动势是本章的一个难点。教科书明确提出了"非静电力"的概念,让学生从功和能的角度理解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从"非静电力"做功的角度去理解电动势的概念。
同时为了降低难度,教科书直接给出了电动势的定义式,但只是说"电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功",没有用比值的方法严格定义。电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要,本节作了一些铺垫。
我们常说要让学生经历科学过程,其形式是多种多样的。学生可以通过讨论或实验认识新的规律,通过阅读来了解前人的工作过程,跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等,这都是经历科学过程的不同形式。
教学目标
1.知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。
2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。
4.理解电源内电阻。
教学重点难点
电动势概念的建立是重点也是难点。此套书多处对"通过做功研究能量"的思想都有阐述和铺垫,此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。可以使学生对电源电动势有深刻的理解,同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。
教学方法与手段
实验演示、逻辑推理。在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学,建立新的概念。
课前准备
教学媒体
金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。
知识准备
1.课前复习:电势差的定义式:U=Wq
2.课前说明:在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子,由于它们带负电荷,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。
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