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物理 第一章 運(yùn)動的描述 第3節(jié) 運(yùn)動快慢與方向的描述——速度 教科版必修1

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1、第第3節(jié)節(jié)運(yùn)動快慢與方向的描述運(yùn)動快慢與方向的描述速度速度學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉核心提煉1.理解速度的概念,領(lǐng)會其矢量性,知道速理解速度的概念,領(lǐng)會其矢量性,知道速度的方向即物體運(yùn)動的方向。度的方向即物體運(yùn)動的方向。4個概念個概念速度、平均速度、速度、平均速度、瞬時速度、速率瞬時速度、速率3個區(qū)別個區(qū)別速度與速率、平均速度與速率、平均速度與瞬時速度,平均速度與平速度與瞬時速度,平均速度與平均速率均速率1個圖像個圖像速度時間圖像速度時間圖像2.知道平均速度和瞬時速度的意義,了解它知道平均速度和瞬時速度的意義,了解它們的區(qū)別與聯(lián)系。們的區(qū)別與聯(lián)系。3.掌握測瞬時速度的方法,會用打出的紙帶掌握測瞬

2、時速度的方法,會用打出的紙帶求瞬時速度和平均速度。求瞬時速度和平均速度。4.會用圖像表示速度隨時間變化的規(guī)律。會用圖像表示速度隨時間變化的規(guī)律。一、速度一、速度閱讀閱讀教材第教材第11頁的頁的“運(yùn)動快慢的描述運(yùn)動快慢的描述速度速度”部分,了解速度的含義,公式及單部分,了解速度的含義,公式及單位等。位等。1.定義:物體運(yùn)動定義:物體運(yùn)動的的_與與發(fā)生這段位移所用時間發(fā)生這段位移所用時間的的_。位移位移3.單位:米每秒,符號單位:米每秒,符號是是_或或_。常用單位常用單位還有還有_(_或或_)、厘米每秒、厘米每秒(cm/s或或cms1)等。等。4.矢量性:速度矢量性:速度是是_,速度的方向就是速度

3、的方向就是物體物體_。比值比值m/sms-1千米每小時千米每小時km/hkmh-1矢量矢量運(yùn)動的方向運(yùn)動的方向二、平均速度二、平均速度閱讀閱讀教材第教材第11頁頁“平均速度平均速度”部分、了解平均速度的基本概念。部分、了解平均速度的基本概念。1.勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動(1)勻速直線運(yùn)動:物體在任何相等時間內(nèi)的勻速直線運(yùn)動:物體在任何相等時間內(nèi)的位移位移_。(2)變速直線運(yùn)動:物體在相等時間內(nèi)的變速直線運(yùn)動:物體在相等時間內(nèi)的位移位移_ 。2.平均速度平均速度(1)定義:做變速直線運(yùn)動的物體其發(fā)生的位移跟發(fā)生這段位移所定義:做變速直線運(yùn)動的物體其發(fā)生的位移跟發(fā)生這段

4、位移所用用_的的比值,比值,叫做平均速度。叫做平均速度。(3)物理意義物理意義:_(填填“粗略粗略”或或“精確精確“)地描述物體在地描述物體在t時間內(nèi)運(yùn)動的快慢和時間內(nèi)運(yùn)動的快慢和方向。方向。(4)矢量性:平均速度是矢量,方向矢量性:平均速度是矢量,方向與與_的的方向相同。方向相同。都相等都相等不相等不相等時間時間粗略粗略位移位移三、學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測量平均速度三、學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測量平均速度閱讀閱讀教材第教材第1112頁頁“學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測量平均速度學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測量平均速度”部分,了解打點(diǎn)計部分,了解打點(diǎn)計時器的構(gòu)造原理及實(shí)驗(yàn)步驟,數(shù)據(jù)處理等。時器的構(gòu)造原理及實(shí)

5、驗(yàn)步驟,數(shù)據(jù)處理等。1.(1)打點(diǎn)計時器是記錄做直線運(yùn)動物體打點(diǎn)計時器是記錄做直線運(yùn)動物體的的_和和_的的儀器。儀器。(2)電火花打點(diǎn)計時器:電火花打點(diǎn)計時器:工作電壓工作電壓:_電源電源;原理:當(dāng)接通電源、按原理:當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸,產(chǎn)生火下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡?;ǚ烹姡谑窃谶\(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡。(3)電磁打點(diǎn)計時器:電磁打點(diǎn)計時器:工作電壓工作電壓:_以下的以下的_電源電源;原理:接通交流電原理:接通交流電源后,在線圈和永久磁鐵的作用

6、下源后,在線圈和永久磁鐵的作用下,_便便振動起來,帶動其上振動起來,帶動其上的的_上下上下振振動。這時,如果紙帶運(yùn)動,振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行點(diǎn)跡。動。這時,如果紙帶運(yùn)動,振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行點(diǎn)跡。位置位置時間時間220 V交流交流6 V交流交流振片振片振針振針(4)打點(diǎn)周期打點(diǎn)周期打點(diǎn)計時器一般接我國市用交流電,交流電頻率為打點(diǎn)計時器一般接我國市用交流電,交流電頻率為50 Hz,計時器每,計時器每隔隔_打打一一次點(diǎn)。次點(diǎn)。0.02 s(n-1)四、瞬時速度四、瞬時速度閱讀閱讀教材第教材第13頁,頁,“瞬時速度瞬時速度”部分,了解瞬時速度基本概念部分,了解瞬時速度基本概念。

7、瞬時速度瞬時速度:運(yùn)動物體:運(yùn)動物體在在_或或_的的速度。它速度。它可以可以_(填填“粗略粗略”或或“精確精確”)地描述物體運(yùn)動的快慢。瞬時速度的大小地描述物體運(yùn)動的快慢。瞬時速度的大小稱為稱為_,簡稱,簡稱_。某一時刻某一時刻某一位置某一位置精確精確瞬時速率瞬時速率速率速率思維拓展思維拓展1.在某段公路上,分別有圖在某段公路上,分別有圖1所示的甲、乙兩塊告示牌,告示牌上面數(shù)字表示什么所示的甲、乙兩塊告示牌,告示牌上面數(shù)字表示什么意思意思?答案答案甲告示牌是指從牌所在位置到珠海、中山兩地點(diǎn)還需通過的路徑長度,即甲告示牌是指從牌所在位置到珠海、中山兩地點(diǎn)還需通過的路徑長度,即表示的是路程;乙告示

8、牌是指車輛運(yùn)動的最大瞬時速度。表示的是路程;乙告示牌是指車輛運(yùn)動的最大瞬時速度。圖圖12.物體的平均速度為物體的平均速度為0,瞬時速度一定為,瞬時速度一定為0嗎?為什么?嗎?為什么?答案答案不一定。物體的平均速度為不一定。物體的平均速度為0,說明物體的位移為,說明物體的位移為0,此時物體可能是靜止,此時物體可能是靜止的,也的,也可能是運(yùn)動又回到了出發(fā)點(diǎn)??赡苁沁\(yùn)動又回到了出發(fā)點(diǎn)。五、速度五、速度時間時間(vt)圖像圖像閱讀閱讀教材第教材第1314頁頁“速度速度時間圖像時間圖像”部分,了解部分,了解vt圖像的建立及意義。圖像的建立及意義。1.vt圖像圖像以以_為為縱軸,縱軸,以以_為為橫軸,建立

9、一個平面直角坐標(biāo)系,在該坐標(biāo)系中畫橫軸,建立一個平面直角坐標(biāo)系,在該坐標(biāo)系中畫出物體的速度隨時間的變化關(guān)系,該圖像就是速度出物體的速度隨時間的變化關(guān)系,該圖像就是速度時間圖像時間圖像(vt圖像圖像),簡稱簡稱_。2.勻速直線運(yùn)動的勻速直線運(yùn)動的vt圖像是與圖像是與橫軸橫軸_的的直線。運(yùn)動物體在時間直線。運(yùn)動物體在時間t內(nèi)的位移內(nèi)的位移xvt,在在vt圖像中就對應(yīng)著邊長分別為圖像中就對應(yīng)著邊長分別為v和和t的的一塊一塊_面積面積。速度速度時間時間速度圖像速度圖像平行平行矩形矩形預(yù)習(xí)完成后,請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中預(yù)習(xí)完成后,請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題問題1 問題問題2 對速

10、度的理解對速度的理解要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納例例1 (2018山東滕州一中月考山東滕州一中月考)(多選多選)甲地與乙地正好位于一段筆直的公路旁邊,甲地與乙地正好位于一段筆直的公路旁邊,汽車以汽車以36 km/h的速度從甲地運(yùn)動到乙地用了的速度從甲地運(yùn)動到乙地用了2 h,汽車從乙地返回甲地的過程中,汽車從乙地返回甲地的過程中速度大小保持不變,用了速度大小保持不變,用了2.5 h回到甲地,那么汽車返回時的速度為回到甲地,那么汽車返回時的速度為()精典示例精典示例圖圖2A.8 m/s B.8 m/sC.28.8 km/h D.28.8 km/h答案答案AC(1)速度的變化包含以下三個方面:一是速度的大小不變

11、而方向發(fā)生改變;速度的變化包含以下三個方面:一是速度的大小不變而方向發(fā)生改變;二是速度的方向不變而大小改變;三是速度的大小和方向都發(fā)生了改變。二是速度的方向不變而大小改變;三是速度的大小和方向都發(fā)生了改變。針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 (多選多選)以下說法正確的是以下說法正確的是()A.物體運(yùn)動的位移越大,其速度一定越大物體運(yùn)動的位移越大,其速度一定越大B.物體運(yùn)動的時間越短,其速度一定越大物體運(yùn)動的時間越短,其速度一定越大C.速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量D.做勻速直線運(yùn)動的物體,其位移跟時間的比值是一個恒量做勻速直線運(yùn)動的物體,其位移跟時間的比值是一個恒量解析解析速度大

12、小不僅與位移有關(guān),還與時間有關(guān),速度大小不僅與位移有關(guān),還與時間有關(guān),A、B不正確,不正確,C、D正確。正確。答案答案CD平均速度和瞬時速度平均速度和瞬時速度1.平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納2.平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系例例2 如圖如圖3所示,為某同學(xué)下課后到食堂吃飯的路線圖,他從教室先到水房打了一所示,為某同學(xué)下課后到食堂吃飯的路線圖,他從教室先到水房打了一壺水,然后再到食常吃飯。他從教室到水房的時間為壺水,然后再到食常吃飯。他從教室到水房的時間為100 s,打水的時間為,打水的時間為60 s,從水房到食堂的時

13、間為從水房到食堂的時間為40 s。若教室到水房的距離為。若教室到水房的距離為100 m,水房到食堂的距離,水房到食堂的距離為為40 m,那么那么(1)整個過程該同學(xué)從教室到食堂的平均速度為多少?整個過程該同學(xué)從教室到食堂的平均速度為多少?(2)整個過程該同學(xué)從教室到食堂的平均速率為多少?整個過程該同學(xué)從教室到食堂的平均速率為多少?精典示例精典示例圖圖3思路探究思路探究答案答案(1)0.3 m/s(2)0.7 m/s針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 (多選多選)如圖如圖4所示是三個質(zhì)點(diǎn)所示是三個質(zhì)點(diǎn)A、B、C的運(yùn)動軌跡,三個質(zhì)點(diǎn)同時從的運(yùn)動軌跡,三個質(zhì)點(diǎn)同時從N點(diǎn)點(diǎn)出發(fā),同時到達(dá)出發(fā),同時到達(dá)M點(diǎn)點(diǎn)(物體做單

14、向運(yùn)動物體做單向運(yùn)動)。下列說法正確的是。下列說法正確的是()圖圖4A.三個質(zhì)點(diǎn)從三個質(zhì)點(diǎn)從N到到M的平均速度相同的平均速度相同B.三個質(zhì)點(diǎn)到達(dá)三個質(zhì)點(diǎn)到達(dá)M點(diǎn)的瞬時速度相同點(diǎn)的瞬時速度相同C.三個質(zhì)點(diǎn)從三個質(zhì)點(diǎn)從N到到M的平均速率相同的平均速率相同D.B質(zhì)點(diǎn)從質(zhì)點(diǎn)從N到到M的平均速度方向與其任意時刻的瞬時速度方向相同的平均速度方向與其任意時刻的瞬時速度方向相同解析解析平均速度等于位移與時間的比值,由于位移與時間都相同,故平均速度相平均速度等于位移與時間的比值,由于位移與時間都相同,故平均速度相同,故同,故A正確;平均速率等于路程與時間的比值,由于時間相等,路程不等,故平正確;平均速率等于路程

15、與時間的比值,由于時間相等,路程不等,故平均速率不相等,故均速率不相等,故C錯誤;三個質(zhì)點(diǎn)到達(dá)錯誤;三個質(zhì)點(diǎn)到達(dá)M點(diǎn)的瞬時速度方向不同,所以瞬時速度點(diǎn)的瞬時速度方向不同,所以瞬時速度肯定不同,肯定不同,B錯誤;質(zhì)點(diǎn)錯誤;質(zhì)點(diǎn)B做單方向直線運(yùn)動,速度方向不變,做單方向直線運(yùn)動,速度方向不變,D正確。正確。答案答案AD例例3 用打點(diǎn)計時器可測紙帶運(yùn)動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暧么螯c(diǎn)計時器可測紙帶運(yùn)動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟,按照你對實(shí)驗(yàn)的理解,在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容,然后按整的實(shí)驗(yàn)步驟,按照你對實(shí)驗(yàn)的理解,在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容,然后按實(shí)際

16、操作的合理順序,將各步驟的字母代號寫在空白處。實(shí)際操作的合理順序,將各步驟的字母代號寫在空白處。A.在電磁打點(diǎn)計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線,導(dǎo)線的另一端分別接在低壓在電磁打點(diǎn)計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線,導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_(填填“交流交流”或或“直流直流”)電源的兩個接線柱上電源的兩個接線柱上B.把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過_,并壓在,并壓在_下面下面C.用刻度尺測量從計時開始點(diǎn)到最后一個點(diǎn)間的距離用刻度尺測量從計時開始點(diǎn)到最后一個點(diǎn)間的距離x實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及紙帶的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及紙帶的應(yīng)用精典示例精典示例解析解析打點(diǎn)

17、計時器使用交流電;把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過限打點(diǎn)計時器使用交流電;把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過限位孔,并壓在復(fù)寫紙下面;若打出位孔,并壓在復(fù)寫紙下面;若打出n個點(diǎn),則有個點(diǎn),則有(n1)個時間間隔,故這段紙帶記個時間間隔,故這段紙帶記錄的時間錄的時間t(n1)0.02 s;實(shí)驗(yàn)步驟的排列一般要按先安裝器材然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)步驟的排列一般要按先安裝器材然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思路進(jìn)行,故實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是:的思路進(jìn)行,故實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是:B、A、E、D、C、F。答案答案交流限位孔復(fù)寫紙交流限位孔復(fù)寫紙(n1)0.02 sBAEDCF針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 關(guān)于打點(diǎn)計時器,下列

18、說法正確的是關(guān)于打點(diǎn)計時器,下列說法正確的是()A.紙帶上打的點(diǎn)越密,說明物體運(yùn)動得越快紙帶上打的點(diǎn)越密,說明物體運(yùn)動得越快B.電火花計時器使用的是電火花計時器使用的是220 V交流電源交流電源C.使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時間間隔就越長使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時間間隔就越長D.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車,后接通打點(diǎn)計時器的電源實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車,后接通打點(diǎn)計時器的電源答案答案B從從vt圖像上可以得到的信息圖像上可以得到的信息(1)讀出物體在某時刻的速度或物體的某一速度所對應(yīng)的時刻。讀出物體在某時刻的速度或物體的某一速度所對應(yīng)的時刻。(2)求出物體在某段時間內(nèi)速度的變化量或物體發(fā)生某一速度變化求出物

19、體在某段時間內(nèi)速度的變化量或物體發(fā)生某一速度變化所經(jīng)歷的時間。所經(jīng)歷的時間。(3)判斷運(yùn)動方向。根據(jù)速度的正負(fù)判斷運(yùn)動方向。速度為正,表判斷運(yùn)動方向。根據(jù)速度的正負(fù)判斷運(yùn)動方向。速度為正,表示物體沿正方向運(yùn)動,速度為負(fù),表示物體沿負(fù)方向運(yùn)動。示物體沿正方向運(yùn)動,速度為負(fù),表示物體沿負(fù)方向運(yùn)動。速度速度時間時間圖像圖像要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納圖圖5(4)比較物體速度變化的快慢。在比較物體速度變化的快慢。在vt圖像中,直線的傾斜程度圖像中,直線的傾斜程度(斜率斜率)反映了物體速反映了物體速度改變的快慢,傾斜程度越大,表示速度改變得越快,傾斜程度越小,表示速度度改變的快慢,傾斜程度越大,表示速度改變得越快,

20、傾斜程度越小,表示速度改變得越慢,直線不傾斜改變得越慢,直線不傾斜(平行于時間軸平行于時間軸),表示物體的速度不變。,表示物體的速度不變。(5)速度隨時間變化的圖線與時間軸所圍的面積等于物體在該時間內(nèi)的位移大小。速度隨時間變化的圖線與時間軸所圍的面積等于物體在該時間內(nèi)的位移大小。例例4 如圖如圖6所示,是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的所示,是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的vt圖像,試回答圖像,試回答:(1)AB、BC、CD段質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動?段質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動?(2)質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在4 s末的速度多大?末的速度多大?(3)質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在48 s內(nèi)的位移是多少?內(nèi)的位移是多少?精典示例精典示例圖圖6解析解析(1)根據(jù)題中

21、根據(jù)題中vt圖像可知在圖像可知在AB段速度隨時間不斷增加,所以段速度隨時間不斷增加,所以AB段表示質(zhì)點(diǎn)段表示質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;在做加速運(yùn)動;在BC段速度不隨時間而變化,所以段速度不隨時間而變化,所以BC段表示質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動;在段表示質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動;在CD段速度隨時間不斷減少,所以段速度隨時間不斷減少,所以CD段表示質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動。段表示質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動。(2)質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在4 s末的速度由題中末的速度由題中vt圖像可知是圖像可知是15 m/s。(3)48 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動,內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動,vt圖像與圖像與t軸所圍軸所圍“面積面積”表示位移即表示位移即xvt154 m60 m。答案答案(1

22、)AB段表示質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;段表示質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;BC段表示質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動;段表示質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動;CD段表示質(zhì)點(diǎn)段表示質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動做減速運(yùn)動(2)15 m/s(3)60 m針對針對訓(xùn)練訓(xùn)練4 A、B兩物體做直線運(yùn)動的兩物體做直線運(yùn)動的vt圖像如圖圖像如圖7所示,則所示,則A的運(yùn)動速度大小為的運(yùn)動速度大小為_m/s,B的運(yùn)動速度大小為的運(yùn)動速度大小為_m/s。A和和B的速度方向的速度方向_(選填選填“相同相同”或或“相反相反”),A的速度的速度_(選填選填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)B的的速度,物體速度,物體A在在3 s內(nèi)的位移是內(nèi)的位移是_,方向,方向_,物體,物體B在在4

23、 s內(nèi)的位移是內(nèi)的位移是_,方向,方向_。圖圖7解析解析由圖像可知,由圖像可知,A和和B都做勻速直線運(yùn)動,都做勻速直線運(yùn)動,A的速度大小為的速度大小為10 m/s,B的速度大的速度大小為小為5 m/s,A沿規(guī)定的正方向運(yùn)動,沿規(guī)定的正方向運(yùn)動,B沿規(guī)定的負(fù)方向運(yùn)動,所以沿規(guī)定的負(fù)方向運(yùn)動,所以A、B速度方向速度方向相反。速度的正、負(fù)只表示方向不表示大小,所以相反。速度的正、負(fù)只表示方向不表示大小,所以A的速度大于的速度大于B的速度。的速度。A的位的位移等于圖中移等于圖中A的圖線下方與的圖線下方與t軸圍成圖形的面積軸圍成圖形的面積xAvAt103 m30 m,因?yàn)樵?,因?yàn)樵趖軸上方,故位移方向與規(guī)定正方向相同。軸上方,故位移方向與規(guī)定正方向相同。B的位移大小等于圖線與的位移大小等于圖線與t軸圍成的面積軸圍成的面積大小,即大小,即xBvBt54 m20 m,因?yàn)樵?,因?yàn)樵趖軸的下方,故位移方向與規(guī)定的正方向軸的下方,故位移方向與規(guī)定的正方向相反。相反。答案答案105相反大于相反大于30 m與規(guī)定的正方向相同與規(guī)定的正方向相同20 m與規(guī)定的正方與規(guī)定的正方向相反向相反

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