pg下载麻将胡了A.旗舰厅进体育.cc 趣说高中物理第十四回:牛顿第一定律

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我们在生活里常常会谈及 “惯性” 这个词汇,有两条能够回家的路,我们通常天天沿着同一条路回去,这是由于我们已然习惯了,搬家之后,在某个夜晚下班开车回家时,没有经过思索就开回到原来的家,这是因为我们开车习惯走这条路,中午去食堂吃饭,倾向于坐在某一个固定的区域,这是因为习惯了那个固定的位置,这些之事皆是生活当中的惯性,也就是维持原有的习惯,原有的做事办法,原有的思维以及行为模式等。

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世间万物皆有惯性,我认为人的感知体验也同样具有“惯性”。

设若举例而言,眼光触及下面这幅照片,所有人皆为这个掉落下去的人费尽了心思,忧心忡忡……

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然而,当把照片以横向的方式去看时,你会产生不一样的认知,刚才你所呈现出的操心其实就是一种认知层面上的惯性。

倘若在某个熟知的处所逗留的时间足够漫长,那原本憧憬远方的心也将会安于平稳的状态。要是在所处于的一种氛围之内停留的时日足够长久,那么整个人的精神就会与这般环境达成协调一致。如此一来,便出现了情况,勤奋之人愈发勤奋,而慵懒之人愈发倦怠;进而有了在节奏快速的都市之中欣然于匆忙行步的现象,以及在节奏缓慢的小镇里乐于安稳岁月的情景。

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有一种惯性叫做好,好就好在它能够让人轻轻松松地以同一种状态去度过每一天的生活;还有一种惯性却被称作坏,坏就坏在它会让人在不知不觉之中沉浸于当下那种并不属于自己的生活,简直就如同是温水煮青蛙一般……

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于是,惯性限制了你的想象和能力,也限制了你想要的生活。

惯性存在着两面性,不好的情况下,比如说有的他人存在着惯性撒谎的情况,有的男性有着惯性出轨的情形……

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好的惯性此类情况,像是早睡早起这般,另外还有勇于承担这种,以及助人为乐这类,还有那饭后百步走等等。

惯性既是个生活用语,更是个物理名词。

过了好些年之后,我这才弄明白,物理领域当中也是存在着惯性这种现象的,然而恰恰正因有的人对于物体究竟有没有惯性一无所知,没能给予充分认识pg下载,才致使了对队力以及运动两者之间关系产生了错误的理解认知,可是令人意想不到 的是,这样的错误状态居然一直不间断地持续了长达两千多年之久!

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原来,对物理惯性的认识错误正是思维惯性导致的!

一、延续了两千的认识错误

两千多年之前 ,古希腊人针对现今物理学里研讨的一些问题 ,像杠杆 、还有简单机械 、浮力光所涉及某些特性 ,已经具备颇为良好的认知 ,然而对于运动这一概念呈现混乱的情形呢。差不多成为对运动展开严谨认真思想考量之人中首个范例 的 ,大概便是被称作伟大思想家 的亚里士多德(384 - 322B .C .)呀。

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亚里士多德承接了恩培多克勒的四元素理论,还凭借此构建起“自然位置”这个概念,亚里士多德把世间全部的运动区分为自然运动以及受迫运动。

倘若物体与它的自然位置相互远离,并非借助其他额外地外在因素而朝着其自然位置前行的那种运动便是自然运动。在亚里士多德所认为当中,每一个物体都拥有自身固有的一个位置,偏离了固有位置的那些物体将会去趋向于固有位置。处于地面上的物体其具有的自然运动是按照直线来运行的,较轻的物体是往上升起,较重的物体则是往下降落;而天体所具有的自然运动是始终会依照圆周来进行的。

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物体发生的受迫运动,是因受推或拉的外界力量影响而产生的,一旦没有外在力量施加,那么物体的运动状态便会终止。物体在受到外在因素引导之时,所开展的非自然运动属于受迫运动,亚里士多德对“虚空”的存在加以否定,同时否认“超距”作用,觉得传递运动的方式仅仅存在“推”和“拉”这两种,亚里士多德还认为并不需要针对物体静止状态作出解释,这是由于静止状态就是物体原本应当处于的自然位置,并且保持静止,寂静不过是物体的自然本性,与此相反,物体的运动是需要进行解释的,其内在倾向乃是自然运动的原因,外在因素像“推”和“拉”则是受迫运动的原因。亚里士多德觉得,一旦物体运动的缘由不见,运动也就不再存在;而且他不信受迫运动能够一直持续下去,所以是这样认为的。

基于以上所呈现的观点能够瞧出,亚里士多德持有这样的看法,即力乃是维持物体运动所作以凭借的缘由。通常情况下,教材于评价亚里士多德获取错误结论产生的具体所因之时,认定是由于对物体受到摩擦力这一影响予以了忽视。实际上,像这般以简化的方式去认识亚里士多德针对运动以及力的描述,是存在着有失妥当之处的。

打个比方,亚里士多德觉得箭是因弓弦作动而飞出去的。可是呢,箭脱弦之后又是何种力量在支撑其飞行呢?针对此状况,他给出的解释是,就如同于浴缸里用手去捏肥皂的一端,肥皂滑出后在水中因被推动而往前行进那般,周边的空气朝着被箭排开的尾部真空处挤压,进而推动着箭持续行进。这样的解释在彼时那个时代称得上是极其厉害的了。你们真的觉得他难道没有察觉到摩擦力是存在的吗?我的看法是:他并未察觉到运动物体惯性是存在的!

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现在的空气动力学观点倒有几分亚里士多德观点的意味哦!

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关于物体运动以及力的关系,亚里士多德的观点受到了其哲学思想影响之处在于,他觉得凡是处于运动状态的事物必定都存在会推着它运动的推动者。既然这样,当一个物体去推另一个物体时,肯定没办法无限制地进行追溯进而深入探究。如此一来,亚里士多德便提出了“必然存在第一推动者”这样一个概念,而这正是亚里士多德所认定的“超自然的神力”。

二、伽利略是怎么扳倒亚里士多德的?

16世纪近代精密自然科学的创办人伽利略,即1564年至1642年时这个人,在历史上首次凭借观测以及实验,来对亚里士多德的观点予以决定性地驳斥。

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他做了自由落体运动的考察,凭借位移和时间平方成正比例,认定它属于匀加速运动,进而得出重力加速度和重量没有关联的结论,(至于这个实验的详尽介绍,大家能够去翻阅本公众号趣味物理第十二、十三回的内容)。

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我们这个被称作十大最美物理实验的“理想斜面实验”,彻底推翻了亚里士多德力与运动观点,这个实验是他通过物体沿斜面的运动,推论出惯性定律的前身,也就是匀速直线运动是无需用力来支持的。

可是我们当下在用的教科书没讲明白“为啥小球要回到原先高度”这个问题,有老师竟借此用能量守恒加以说明,这简直更不着边了,系因那个时代尚不存在能量守恒定律的现身。所以究问而成:当初伽利略是凭借怎样脑力激发构思呈现该理想斜面实验的?

实际上,还是得回溯到伽利略针对单摆所开展的研究,众人皆知,伽利略曾经留意到教堂里吊灯摆动的相关问题。基于此,他进行了这样的设想,悬吊一个单摆,将其拉到某一高度后放开,在空气阻力被忽略的情形下,摆球会凭借弧线朝着对面的等高处上升。要是在摆线经过的O'处钉上小钉子,却依旧能够察觉到摆球可以沿着不同的弧线上升至同一个水平高度,通过这样的情况进而得出单摆的等高性结论。

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建立在单摆的等高性这个基础之上,伽利略更进一步去设想,要是把单摆小球的运动变更为光滑的曲面,将会是怎样的情形呢?于是便产生了如下的“理想斜面实验”。

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如下图里,从A点释放一个光滑且坚硬的小球,使其沿坚硬又光滑的斜面下滑,到达最低点后,小球将凭借获得的速度沿对面的B、C或者D中的某一斜面上升至通过A点的水平面,比较斜面B、C以及D,其倾角越来越小,斜面越来越长,也就是小球在斜面上走过的距离越来越远,运动的时间越来越长,当斜面的倾角为零进而成为水平面E时,物体的运动时间将趋于无穷无尽,也就是会永远地运动下去。

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在这里,伽利略的观点才被别人带有‘不得不’意味地接受。并且紧接着伽利略不正确地认为 ,鉴于小球会沿着挨近地面的这个轨道持久地运动下去 ,而地球呈球形 ,所以 ,它会绕地球一圈之后再度返回到位于水平面上的出发点。

关于伽利略的贡献,在于他提出了这样的观点,即摩擦是影响物体运动的原因,并且表明没有摩擦的情况下,物体将在水平面上永远地运动。

伽利略从单摆等高性那里去进行理想实验,而且还做了理想斜面实验,期间忽略掉了空气阻力,以及摩擦力。而此等忽略在现实当中,都是没办法确实达成的。更显关键的一点在于,他懂得一个事情,也就是若要确认一个结论究竟正确性几何,是能够借助实验的方式予以开展的。他率先走出了那个基于“仅仅依靠直观观察就能够得出结论”的误区,进而提出了借助实验去证实自身理念的那种科学研究办法。真实实验里面,人类能够采用各类办法去降低空气阻力,减弱摩擦力,只是永远没办法将其彻底去除,所以人类没办法借由真实实验去证实那些理想化假设,不过呢,伽利略的那个理想实验却不一样,不但让人们感到合乎情理,还让人们透过事物对外呈现之表象,洞察到了事物之精髓。

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有一种研究物理规律的重要思想方法叫“理想实验”它得基于大量可靠事实亦来源于真实的实验原形,经推理才能得出物理规律,“理想实验”能深刻拨开物理规律的表象,伽利略斜面实验厉害之处并非试验过程,而是其采用独特方法在原实验基础上经理想化推理这也称理想化实验正是通过它物理学才真正开始。

伽利略所做的理想斜面实验仅仅推导出了这般一个结果,也就是“运动不需要力的维持”,然而却并未告知我们缘何会持续不断地运动下去?所以这个问题仍需持续深入研究下去。

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三、牛顿第一定律

笛卡儿对伽俐略的观点做了补充与完善,其观点为,倘若不存在其他缘由,那么处于运动状态的物体将会持续以相同的速度沿着一条直线行进,既不会出现停止的情况,也不会发生偏离原本方向的状况。

在这里,笛卡儿率先提出,任何有着相应改变的情况都是因为存在某种原因,要是物体将自身运动状态予以改变,那么必然得有外力产生影响,一旦没有外力前来施加影响,该物体就会维持直线运行或者处于静止状态。需要留意的是啊,这个时候笛卡儿所持的观点已然朝着更加的进一步方向发展,他发现了这样一个情况:力乃是致使物体运动状态发生改变的原因。并且呢,他还借由自己身处于数学领域专家那种独特视角,解读出伽利略所认定的小球会沿着地球表面运行最终再度返回到水平面上初始出发点这个结论是不正确的。这是由于在不存在外力作用的状况之下,物体仅仅能够进行直线运动,而绝对不可能开展曲线运动。

笛卡儿有着一项了不起的贡献,在于他清晰确切地指明了,那就是运动着的物体,要是没有受到任何外力的作用,它即将就会呈现且速度大小以及方向都始终保持不变的笔直那种直线运动状态!其次,是他第一个敏锐地认识到了,力乃是能够改变物体运动状态的根本原因。

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牛顿这位于英国具有伟大之称的科学家,对来自伽利略、笛卡尔等人士的研究成果予以了总结,进而归纳总结得出一条至关重要的物理定律:每一个物体于未受到力施加作用之时,始终会保持静止状态或者是匀速直线运动状态这样的情形哦。这情况便是称作那般赫赫有名的:牛顿第一定律啦。

极其谦逊的牛顿,觉得自身能总结出牛顿第一定律,是由于站在巨人肩膀上这一缘由。尽管这存有一点道理,可难以掩盖得来的贡献:在另外两位的基础之上,牛顿把对力跟运动关系的探究推进到了更深一层。他觉得维持匀速直线运动状态以及静止状态,是所有物体所拥有的固有属性(也恰恰就是惯性)呀,一直到达受到外力的有效作用时,物体才会去改变此种原先的状态。

对于牛顿第一定律的意义可以从以下三点理解:

指出了,物体在不受外力的状况下,或者合力呈现为零时,存在着两种运动状态,一种是静止,另一种是匀速直线运动。

(2)指明力并非维持物体运动的缘由,而是使物体运动状态转变的致使因素,也就是说力乃是引发加速度的成因。

(3)表明了所有物体皆具备惯性啦,所以牛顿第一定律又被称呼为惯性定律哟。

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【例题 1】如同这样所示,有个劈形物体 abc ,它各个面都是光滑的,把它放置在固定的斜面上,其中 ab 是处于水平状态的,并且在上面放上一个光滑的小球,之后把物体 abc 从静止状态开始进行释放,那么小球在碰到斜面以前的运动轨迹会是怎样的是()?

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A.沿斜面的直线      B.竖直的直线

C.弧形曲线             D.折线

先剖析物体的运动状况,那就得先着手于物体受力情形的剖析pg下载,毕竟力可是致使物体运动状态发生改变的缘由所在。在本题里,鉴于小球于水平方向不存在受力状况,依据牛顿第一定律能够晓得,小球于水平方向维持着速度为零的那种状态。劈形物体abc从静止开始被释放之后,小球于水平方向是不受力作用的,鉴于惯性影响pg下载麻将胡了安卓专属特惠.安卓应用版本.中国,小球于水平方向并未产生运动,而在竖直方向上,小球所受到的支持力比其所受重力要小,所以小球在碰到斜面以前的运动轨迹是竖直的直线。

答案:B

评析:要是物体的运动状态出现了改变,那么物体必定是受到了外力的作用。所以,在判断物体的运动状态怎样发生改变的时候,就应该对物体的受力情形进行分析。

【例题2】像图呈现的那样,乘客于公交车内察觉到车厢顶部A的地方有一小滴水滴落下来,还落在了地板偏向前面的B之处,借由这一情况去推断公交车的运动情形有可能是 ()

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A.向前加速运动       B.向前减速运动

C.向后匀速运动       D.向后减速运动

四、惯性

首次提出用惯性去描述物体维持原来运动状态这个性质的人是牛顿,并非伽利略,也不是笛卡尔,尽管他们的论断当中蕴含着惯性的含义。微主认为这恰恰是牛顿最为厉害的地方,因为伽利略和笛卡尔仅仅是对结论进行了一种描述,然而牛顿却是对本质作出了揭示!

然而,最为厉害的所在之处,乃是他于首次之际提出了,惯性的大小能够借由质量予以量度,哎呀呀,这可真是厉害得很啦!

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某种物体所拥有的抵抗自身运动状态出现被改变情况这样子的性质被称作为惯性。物体惯性能够借由其质量予以衡量用,质量越大情形,如果是惯性的越大情况时。在名为《自然哲学的数学原理》的巨著当中,艾萨克·牛顿这位人物给惯性如此地进行定义为:

惯性,是物质所固有的一种属性,它呈现为一种抵抗的现象,它在每一物体当中都是存在的,其大小跟该物体的质量是成正比关系的,并且会尽量让物体保持现有的状态,不管这个状态是静止状态,还是匀速直线运动状态。

简言之,惯性定义为:物体保持原有运动状态不变的属性。

例如下面展示的图,将一件物品徐徐搁于传送带上之时,该物体鉴于惯性趋向维持静止,然而传送带给此物体送去了致使其运动趋向产生变化的朝右的摩擦力……一旦物体运动速度达至同传送带相符之状态时,物体依据惯性理所当然就要维持这一既有的运动状况,届时若无摩擦此物体仍可顺利持续运动下去。

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有物体被扔出去后会在离开手的状况下持续朝着前方进行运动,星际探测仪一旦摆脱地球引力范围,不用发动机就能维持飞行状态,锤头松动了,只需把锤柄在固定物体上撞击几下,锤头就会牢固地套在锤柄上,跳远时借助助跑能让人跳出更远距离,车启动或者突然加速时人会向后倚靠,紧急刹车或者突然停下时人会向前倾斜,子弹离开枪口后还会持续往前行进,拍去衣服上的灰尘,扔铅球时铅球会在离手后飞出去,火车上用铲子送煤,铲子到炉口时煤就进入炉子了,轰炸机投下炸弹时炸弹在落地前会一直处于飞机下方(不计阻力),当你滚动铁环时铁环就会开始运动,因铁环自身具备惯性,它会不停滚动直至被外力制止,任何物体都存在惯性,而且在任何时刻都有惯性。

有时候,我们处于利用惯性的状态之中,有时候,我们处于防止惯性所引发危害的情况之下,我们每日每时每刻都在与惯性进行着打交道。

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安全带就是为了防止惯性造成的伤害

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跳远就是在利用惯性

细致划分开来,惯性能够被分成三种,分别是静止惯性、平动惯性以及转动惯性。中国存在一句古老的话语“静者恒静、动者恒动”所表述的便是这个意思!对于转动惯性的量度我们在后面再去讲述,接下来我们重点探讨研究的是静止惯性和平动惯性的量度。

物体运动状态被改变的那种难易程度,是由惯性大小来体现的。当物体惯性越大时,就能越有保持原来运动状态的那种能力,并且这也表明其运动状态不容易被改变。

首先,惯性大小跟速度大小并无关联,试去想象,存在一个兵乓球依5m/s的速度朝你飞速袭来,另外有一辆火车以1m/s的速度缓缓驶来,那么究竟是谁更具备保持原来运动状态即速度状况的能力呢?显而易见是火车更能够维持原来的运动状态!缘由在于你凭借一巴掌能够把飞来面前的这个乒乓球击打到另一边去,然而你莫非能够凭借一巴掌就将火车一掌拍打到一旁去吗?你不但不行,而且火车会将你推倒在地面上,甚至推倒阻挡它的墙壁后持续行进……这表明火车更易于维持原本的运动状态,在该例子里恰好是由于火车的质量大,所以也证明了质量越大,惯性越大。

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911事件当中,飞机能够冲撞建筑,建筑几乎没办法拦阻从而引发坍塌,要是换成高速飞行的子弹,虽说速度更大,然而子弹的运动状态极易被改变,原因在于子弹跟飞机相比质量小,惯性小句末标点。

其次,存在静止的物体,该物体具备惯性,其惯性的表现是保持静止状态,倘若你要使它的运动状态发生改变,那么就一定得借助外力的作用哟!并且同样的外力施加在质量较大的物体上时,所产生的加速度是较小的 ,这表明质量越大,物体的运动状态就越不容易被改变哩,也就是说物体保持原来运动状态的能力越强啵,进而其惯性也就越大啦!

综上所述,我们得到的以下结论:

运动状态相对难于因之而改变的物体,其质量是比较大的,这说的就是惯性大;运动状态相对易于因之而改变的物体,其质量是比较小的,这说的就是惯性小。

即质量是惯性大小的唯一量度。

【例题3】,如图所呈现出的样子,把一个玻璃瓶子装上水之后进行密闭处理,然后将其水平放置在桌面上达到平稳状态,而且这个瓶子中部存在有一个处于静止状况的小气泡,现在忽地使劲用力把瓶子朝着前方推动,致使它在桌面上朝着前方运动一段路程距离之后停止下来,此时能够看到伴随着出现的气泡相对那个瓶子运动的情况是()

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A.向前

B.向后

C.先向前,再向后

D.先向后,再向前

对瓶中气泡进行分析,瓶中气泡实际上是水的“空隙”,所以在运用惯性知识进行分析的时候,研究的对象应当是水而并非气泡。当瓶子朝着前方加速运动之际,鉴于惯性,瓶中的水要维持原来的静止状态,气泡后边的水因为瓶底的作用跟着瓶子一同向前加速运动,而气泡前边的水会相对瓶子向后运动,也就是气泡相对瓶子向前移动。当瓶子做减速运动时,气泡前边的水受到瓶子的作用跟着瓶子一起做减速运动,而气泡后边的水会相对瓶子向前运动,即气泡会相对瓶子向后移动。

答案:C

警示:做本题时,容易错选B选项或者D选项,会错误地认为,当对瓶子施加促使其向前运动的力时,瓶子里面的气泡会维持原来静止不动的状态,所以气泡相对于瓶子而言会出现向后移动的情况。但实际上,气泡相较于相同体积的“水泡”,因其质量较小,运动状态更易于发生改变,在瓶子加速前行时气泡所做的是向前的运动,而在瓶子减速的时候气泡所做的便是向后的运动。

【例题4】,呈现出这样的情形,在一辆其表面是光滑状态的小车上,存在着质量分别为m1以及m2的两个小球,其中m1大于m2,并且空气阻力是不计入考量范围的,这两个小球随车一同做匀速直线运动。当车突然停止的时候,若不把其他阻力考虑进来,假设车的长度是无限的,那么两个小球( )。

A.一定相碰        B.一定不相碰

C.不一定相碰     D.难以确定

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舞蹈中的跪滑是惯性的利用

写在最后:

牛顿总结了前人的经验以及结论,进而提出了力学第一定律,此定律是用以给其完整的力学体系做准备的。有些人觉得“牛顿第一定律是多余的,仅仅是牛顿第二定律加速度为0的一个特例”,这种看法是错的,是存在于牛顿第一定律之中的,是基于存有一个名为惯性参照系的重要内容。

符合牛顿第一定律这般规定条件下的作为参照依据那种体系,被称作惯性参照体系,之后定会存在针对惯性参照体系的更具详尽情况的相关阐述。

我们清楚,惯性质量乃是对物体惯性进行度量的,它能体现物体对于加速度的那种阻抗,而引力质量则是对物体引力属性予以度量的,它反映出物体产生以及承受引力的能力。它们很明显是物质的两种全然不同的属性,用以描述物质两种不同性质的量究竟是否严苛相等这是一个有待探讨的问题,惯性质量和引力质量相等此乃一条极为严格的定律。原本在牛顿力学里无法阐释清楚的惯性质量与引力质量相等的情况,现已不再是高悬于物理学之外的某一普适事实了,反倒是变为了具有重大意义的广义相对论的一块立基之石。是爱因斯坦找到了这块基石,并且凭借此基石发展了广义相对论,这确实对于爱因斯坦而言,是有着独具特别眼光、超出众人极其卓越的伟大贡献。

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平中物创工作室             井老师

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