高中物理 6.3《牛顿第三定律》课件3 鲁科必修1.ppt

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1、第第5节节 牛顿第三定律牛顿第三定律2021/8/11 星期三1共 50 页知识识记知识识记 一一 作用力和反作用力作用力和反作用力1.物体间力的作用是相互的物体间力的作用是相互的(1)引力引力地面上的物体受到重力的作用地面上的物体受到重力的作用,其实质是其实质是地球地球对它的吸引对它的吸引作用作用,同时同时,地球也受到了地球也受到了物体物体对它的引力的作用对它的引力的作用.2021/8/11 星期三2共 50 页(2)弹力弹力放在水平桌面上的书本放在水平桌面上的书本,由于由于桌面桌面发生形变发生形变,给书本一个向给书本一个向上的支持力上的支持力FN,同时由于同时由于书本书本发生形变发生形变,

2、对桌面将产生一个对桌面将产生一个向下的压力向下的压力FN.(3)摩擦力摩擦力放在粗糙斜面上的物体在沿斜面向下滑动的过程中放在粗糙斜面上的物体在沿斜面向下滑动的过程中,受到受到斜面斜面给它的向上摩擦力给它的向上摩擦力.同时同时,由于运动的相对性由于运动的相对性,物体也物体也给它一个沿斜面给它一个沿斜面向下向下的摩擦力的作用的摩擦力的作用.2021/8/11 星期三3共 50 页2.作用力及反作用力的定义作用力及反作用力的定义物体间物体间相互作用相互作用的一对力的一对力.(1)只要有力发生只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体就一定有受力物体和施力物体.(2)物体间力的作用是相互的物体间力的作用

3、是相互的,说明力是成对出现的说明力是成对出现的.(3)作用力和反作用力是相对的作用力和反作用力是相对的,其中一个力是作用力其中一个力是作用力,另另一个力就是反作用力一个力就是反作用力.2021/8/11 星期三4共 50 页二二 牛顿第三定律牛顿第三定律1.内容内容:两个物体间的作用力和反作用力总是大小两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等相等,方方向向相反相反,作用在作用在同一条直线上同一条直线上.2.应用举例应用举例:(1)划船时桨向后推水划船时桨向后推水,水就向前推桨水就向前推桨,水给桨一个水给桨一个反作用反作用力力,从而将船推向前方从而将船推向前方.(2)汽车的发动机驱动车轮转动汽车

4、的发动机驱动车轮转动,由于轮胎和地面间的摩擦由于轮胎和地面间的摩擦,车轮向后推地面车轮向后推地面,地面给车轮一个向前的地面给车轮一个向前的反作用力反作用力,使汽车使汽车前进前进.2021/8/11 星期三5共 50 页三三 作用力和反作用力与平衡力的比较作用力和反作用力与平衡力的比较1.相同点相同点:一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力均一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力均是大小是大小相等相等 方向方向相反相反 作用在作用在同一条直线同一条直线上上.2.区别区别:(1)一对相互平衡的力一对相互平衡的力,这两个力都作用在这两个力都作用在同一同一个个物体上物体上;一对作用力和反作用力一对作用

5、力和反作用力,这两个力分别作用在这两个力分别作用在两两个个不同的物体上不同的物体上.(2)一对作用力和反作用力一对作用力和反作用力,两个力是同一种类的力两个力是同一种类的力;而一而一对相互平衡的力对相互平衡的力不一定不一定是同一种类的力是同一种类的力.2021/8/11 星期三6共 50 页15分钟随堂验收分钟随堂验收2021/8/11 星期三7共 50 页1.关于作用力和反作用力关于作用力和反作用力,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.一个作用力和它的反作用力的合力等于零一个作用力和它的反作用力的合力等于零B.作用力和反作用力必定是同种性质的力作用力和反作用力必定是同种性质的力C.作用力

6、和反作用力同时产生作用力和反作用力同时产生,同时消失同时消失D.两个物体处于相对静止时两个物体处于相对静止时,它们之间的作用力和反作用它们之间的作用力和反作用力的大小才相等力的大小才相等答案答案:BC2021/8/11 星期三8共 50 页解析解析:作用力与反作用力产生的原因相同作用力与反作用力产生的原因相同,必定是同一性质必定是同一性质的力的力,B正确正确;作用力和反作用力一定同时产生作用力和反作用力一定同时产生,同时消失同时消失,而且始终大小相等方向相反而且始终大小相等方向相反,与物体所处的状态无关与物体所处的状态无关,所以所以C正确正确,D错误错误;作用力与反作用力分别作用在相互作用的两

7、作用力与反作用力分别作用在相互作用的两个物体上个物体上,不能求合力不能求合力,A错误错误.2021/8/11 星期三9共 50 页2.关于作用力关于作用力 反作用力和一对平衡力的认识反作用力和一对平衡力的认识,正确的是正确的是()A.一对平衡力的合力为零一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消作用效果相互抵消,一对作用力一对作用力与反作用力的合力也为零与反作用力的合力也为零,作用效果也相互抵消作用效果也相互抵消B.作用力和反作用力同时产生作用力和反作用力同时产生 同时变化同时变化 同时消失同时消失,且性且性质相同质相同,平衡力的性质却不一定相同平衡力的性质却不一定相同C.作用力和反作用力同时产生

8、作用力和反作用力同时产生 同时变化同时变化 同时消失同时消失,且一且一对平衡力也是如此对平衡力也是如此D.先有作用力先有作用力,接着才有反作用力接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作一对平衡力却是同时作用在同一个物体上用在同一个物体上答案答案:B2021/8/11 星期三10共 50 页解析解析:作用力与反作用力作用在两个不同的物体上作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效作用效果不能抵消果不能抵消,A错错;作用力与反作用力具有同时性作用力与反作用力具有同时性 性质相同性质相同的特点的特点,平衡力不一定具备这些特点平衡力不一定具备这些特点,B对对,C D错错.2021/8/11 星期三1

9、1共 50 页3.用手托着一块砖用手托着一块砖,开始静止不动开始静止不动,当手突然向上加速运动当手突然向上加速运动时时,砖对手的压力砖对手的压力()A.一定小于手对砖的支持力一定小于手对砖的支持力B.一定等于手对砖的支持力一定等于手对砖的支持力C.一定大于手对砖的支持力一定大于手对砖的支持力D.一定大于砖的重力一定大于砖的重力答案答案:BD2021/8/11 星期三12共 50 页解析解析:砖对手的压力与手对砖的支持力是一对相互作用力砖对手的压力与手对砖的支持力是一对相互作用力,大小相等大小相等,故故B正确正确,A C错误错误;由于手托砖向上加速由于手托砖向上加速,则手则手对砖的支持力一定大于

10、砖的重力对砖的支持力一定大于砖的重力,即砖对手的压力一定大即砖对手的压力一定大于砖的重力于砖的重力,故故D正确正确.2021/8/11 星期三13共 50 页4.吊在大厅天花板上的电扇所受重力为吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G,静止时固定杆对静止时固定杆对它的拉力为它的拉力为F,扇叶水平转动起来后扇叶水平转动起来后,杆对它的拉力为杆对它的拉力为F,则则()A.F=G,F=F B.F=G,FFC.F=G,FF答案答案:C解析解析:电扇静止时处于平衡状态电扇静止时处于平衡状态,可知可知F=G,当电扇转动起来当电扇转动起来后后,扇叶对空气有向下的作用力扇叶对空气有向下的作用力,由牛顿第三定律可知由

11、牛顿第三定律可知,空空气对电扇有向上的反作用力气对电扇有向上的反作用力,故故FG.所以选项所以选项C正确正确.2021/8/11 星期三14共 50 页5.物体静止于一斜面上物体静止于一斜面上,如图如图4-5-1所示所示,则下述说法正确的则下述说法正确的是是()图图4-5-12021/8/11 星期三15共 50 页A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反物体所

12、受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力作用力D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力压力答案答案:B2021/8/11 星期三16共 50 页解析解析:物体对斜面的压力作用于斜面上物体对斜面的压力作用于斜面上,斜面对物体的支持斜面对物体的支持力作用于物体上力作用于物体上,两力作用于两个物体两力作用于两个物体,不是平衡力不是平衡力,物体物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对相互作用力对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对相互作用力,故故B正确正确,A错误错误;C项中物体的重力与斜面对物体的作用力项中物体的重力与斜面

13、对物体的作用力是一对平衡力是一对平衡力,C错误错误;物体的重力作用于物体上物体的重力作用于物体上,不可分解不可分解为物体对斜面的压力为物体对斜面的压力,D错错.2021/8/11 星期三17共 50 页45分钟课时作业分钟课时作业2021/8/11 星期三18共 50 页一一 选择题选择题1.对于牛顿第三定律的理解对于牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.当作用力产生后当作用力产生后,再产生反作用力再产生反作用力;当作用力消失后当作用力消失后,反反作用力才慢慢消失作用力才慢慢消失B.弹力和摩擦力都有反作用力弹力和摩擦力都有反作用力,而重力无反作用力而重力无反作用力C.甲物

14、体对乙物体的作用力是弹力甲物体对乙物体的作用力是弹力,乙物体对甲物体的反乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力作用力可以是摩擦力D.作用力和反作用力作用力和反作用力,这两个力在任何情况下都不会平衡这两个力在任何情况下都不会平衡答案答案:D2021/8/11 星期三19共 50 页解析解析:根据牛顿第三定律知根据牛顿第三定律知,两个物体之间的相互作用力大两个物体之间的相互作用力大小相等小相等,方向相反方向相反,性质相同性质相同,同时产生同时产生,同时消失同时消失,故可判故可判定定A B C错误错误,D正确正确.2021/8/11 星期三20共 50 页2.跳高运动员从地面起跳是由于跳高运动员从地面

15、起跳是由于()A.地面对人的支持力大于人对地面的压力地面对人的支持力大于人对地面的压力B.运动员对地的压力等于地面对他的支持力运动员对地的压力等于地面对他的支持力C.地面对运动员的支持力大于他受的重力地面对运动员的支持力大于他受的重力D.地面对运动员的支持力等于他受的重力地面对运动员的支持力等于他受的重力答案答案:C2021/8/11 星期三21共 50 页解析解析:运动员跳起运动员跳起,说明运动员的运动状态发生了变化说明运动员的运动状态发生了变化,他他跳起有竖直向上的加速度跳起有竖直向上的加速度,所以他受到的支持力大于他的所以他受到的支持力大于他的重力重力,故故C选项正确选项正确.运动员受到

16、的支持力与他对地面的压运动员受到的支持力与他对地面的压力是作用力和反作用力力是作用力和反作用力,应相等应相等,故故A错错,B选项虽然说法正选项虽然说法正确确,但不符合题干的要求但不符合题干的要求,D选项与正确选项选项与正确选项C相违背相违背,故不故不对对.2021/8/11 星期三22共 50 页3.关于物体和地球之间的作用力关于物体和地球之间的作用力,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.物体和地球之间的作用力比较特殊物体和地球之间的作用力比较特殊,因为物体向下加速因为物体向下加速运动运动,而地球不动而地球不动,所以地球不受物体的作用力所以地球不受物体的作用力B.因为地球的质量远大于物

17、体的质量因为地球的质量远大于物体的质量,所以地球对物体的所以地球对物体的作用力远大于物体对地球的作用力作用力远大于物体对地球的作用力C.因为地球的质量远大于物体的质量因为地球的质量远大于物体的质量,所以地球受物体吸所以地球受物体吸引产生的加速度可以忽略不计引产生的加速度可以忽略不计D.物体和地球之间的吸引力总是大小相等物体和地球之间的吸引力总是大小相等 方向相反方向相反答案答案:CD2021/8/11 星期三23共 50 页解析解析:虽然物体和地球的质量有很大的差别虽然物体和地球的质量有很大的差别,但它们之间的但它们之间的作用力却是大小相等的作用力却是大小相等的.2021/8/11 星期三24

18、共 50 页4.如图如图4-5-2所示所示,物体处于静止状态物体处于静止状态,下列说法正确的是下列说法正确的是()图图4-5-22021/8/11 星期三25共 50 页A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C.物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力D.物体的重力的反作用力作用在绳子上物体的重力的反作用力作用在绳子上答案答案:A2021/8/11 星期三26共 50 页解析解析:本题考查对作用力本题考查对

19、作用力 反作用力和平衡力的判反作用力和平衡力的判断断.A中中,绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用在两个不同物体上大小相等在两个不同物体上大小相等 方向相反的一对力方向相反的一对力,符合作用力与反作用力条件符合作用力与反作用力条件,故故A对对;B中中,物体的物体的重力作用在物体上重力作用在物体上,物体对绳的拉力作用在绳上物体对绳的拉力作用在绳上,作用对象不同作用对象不同,不是一对平衡力不是一对平衡力;C中物体的重力与中物体的重力与绳对物体的拉力是一对平衡力绳对物体的拉力是一对平衡力,故故C错错;D中物体的中物体的重力的反作用力作用在地球上而不是作用于绳重力的

20、反作用力作用在地球上而不是作用于绳,故故D错错.2021/8/11 星期三27共 50 页5.如图如图4-5-3所示所示,两车厢的质量相同两车厢的质量相同,其中一个车厢内有人其中一个车厢内有人拉动绳子使两车厢相互靠近拉动绳子使两车厢相互靠近,若不计绳子质量及车厢与轨若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦道间的摩擦,下列对于哪个车厢内有人的判断下列对于哪个车厢内有人的判断,正确的是正确的是()图图4-5-32021/8/11 星期三28共 50 页A.绳子的拉力较大的那一端有人绳子的拉力较大的那一端有人B.先开始运动的车厢内有人先开始运动的车厢内有人C.后到达两车中点的车厢内有人后到达两车中点的车厢

21、内有人D.不称量质量无法确定是哪个车厢有人不称量质量无法确定是哪个车厢有人答案答案:C2021/8/11 星期三29共 50 页2021/8/11 星期三30共 50 页6.如图如图4-5-4所示所示,A为电磁铁为电磁铁,C为胶木秤盘为胶木秤盘,A和和C(包括支架包括支架)的总质量为的总质量为M,B为铁片为铁片,其质量为其质量为m,整个装置用轻绳悬挂整个装置用轻绳悬挂于于O点点.电磁铁通电电磁铁通电 铁片被吸引而上升的过程中铁片被吸引而上升的过程中,轻绳拉力轻绳拉力F的大小为的大小为()图图4-5-42021/8/11 星期三31共 50 页A.F=mgB.mgF(M+m)g答案答案:D202

22、1/8/11 星期三32共 50 页解析解析:A通电后有磁性通电后有磁性,吸引铁片吸引铁片B后后,改变了改变了B的运动状态的运动状态,使其从静止上升使其从静止上升,产生了加速度产生了加速度,吸引力吸引力F1mg(这里用到这里用到了牛顿第一定律和第二定律了牛顿第一定律和第二定律).据牛顿第三定律知据牛顿第三定律知,A也受到也受到向下的力向下的力F1(与与F1是一对作用力和反作用力是一对作用力和反作用力),这时绳的这时绳的拉力拉力F应为应为F=F1+Mg.由于由于F1=F1mg,所以所以F(m+M)g.2021/8/11 星期三33共 50 页7.如图如图4-5-5所示所示,用弹簧秤悬挂一个重用弹

23、簧秤悬挂一个重G=10 N的金属块的金属块,使金属块部分地浸在台式测力计上的水杯中使金属块部分地浸在台式测力计上的水杯中(水不会溢出水不会溢出),若弹簧秤的示数变为若弹簧秤的示数变为FT=6 N,则台式测力计的示数则台式测力计的示数()图图4-5-52021/8/11 星期三34共 50 页A.保持不变保持不变B.增加增加10 NC.增加增加6 ND.增加增加4 N答案答案:D2021/8/11 星期三35共 50 页解析解析:本题涉及的物体比较多本题涉及的物体比较多,有弹簧秤有弹簧秤 金属块金属块 水和水杯水和水杯.正确地选取研究对象正确地选取研究对象,能快速简便地解答此题能快速简便地解答此

24、题.在本题中在本题中,应该先以物块为研究对象应该先以物块为研究对象,分析物块受力分析物块受力,再以水和水杯整再以水和水杯整体为研究对象体为研究对象,问题便会迎刃而解问题便会迎刃而解.金属块浸入水中后金属块浸入水中后,水对金属块有浮力水对金属块有浮力F.由弹簧秤的示数知由弹簧秤的示数知,浮力的大小为浮力的大小为:F=G-FT=10 N-6 N=4 N.根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律,金属块对水也施加一个反作用力金属块对水也施加一个反作用力,其大其大小小F=F=4 N.再以水和水杯整体为研究对象再以水和水杯整体为研究对象,对之进行正确对之进行正确的受力分析的受力分析,台式测力计的示数应该增加台式

25、测力计的示数应该增加4 N.2021/8/11 星期三36共 50 页8.如图如图4-5-6所示所示,将两条形磁铁吸在一起将两条形磁铁吸在一起,竖直放置在水平竖直放置在水平桌面上桌面上,处于静止处于静止,磁铁磁铁A在上在上,磁铁磁铁B在下在下,则关于则关于A B受受力的说法中正确的是力的说法中正确的是()图图4-5-62021/8/11 星期三37共 50 页A.B对对A的支持力大小等于的支持力大小等于A的重力大小的重力大小B.B对对A的支持力大于的支持力大于A的重力的重力C.A对对B的压力大于的压力大于B对对A的支持力的支持力D.A对对B的压力等于的压力等于B对对A的支持力的支持力答案答案:

26、BD2021/8/11 星期三38共 50 页解析解析:对对A受力分析可知受力分析可知,B对对A的弹力的弹力FN等于等于A的重力与的重力与B对对A的吸引力的吸引力(磁力磁力)之和之和,故故A错错,B对对;A对对B的压力与的压力与B对对A的支持力是一对作用力与反作用力的支持力是一对作用力与反作用力,总是大小相等总是大小相等,方向相方向相反的反的,故故C错错,D对对.(其实它们之间还存在着另一对作用力与其实它们之间还存在着另一对作用力与反作用力反作用力,即磁铁的吸引力即磁铁的吸引力.受力平衡不要与作用力与反作受力平衡不要与作用力与反作用力相混淆用力相混淆.)2021/8/11 星期三39共 50

27、页9.如图如图4-5-7所示所示,一个箱子放在水平地面上一个箱子放在水平地面上,箱内有固定的箱内有固定的竖直杆竖直杆,在杆上套着一个环在杆上套着一个环,箱和杆的质量为箱和杆的质量为M,环的质量为环的质量为m,已知环沿着杆加速下滑已知环沿着杆加速下滑,环与杆的摩擦力大小为环与杆的摩擦力大小为F,则此则此时箱对地面的压力为时箱对地面的压力为()图图4-5-72021/8/11 星期三40共 50 页A.Mg B.(M+m)gC.(M+m)g-F D.Mg+F答案答案:D2021/8/11 星期三41共 50 页解析解析:取木箱为研究对象取木箱为研究对象,它受向下的重力它受向下的重力Mg 环对它向下

28、环对它向下的摩擦力的摩擦力F和地面的支持力和地面的支持力FN三个力的作用而静止三个力的作用而静止,有有FN=Mg+F.而由牛顿第三定律知而由牛顿第三定律知,箱对地面的压力和地面对箱对地面的压力和地面对箱的支持力是一对作用力和反作用力箱的支持力是一对作用力和反作用力,它们大小应相等它们大小应相等,故故箱对地面压力为箱对地面压力为Mg+F.2021/8/11 星期三42共 50 页二二 非选择题非选择题10.两人质量之比为两人质量之比为a b,同站立于无摩擦的平面上同站立于无摩擦的平面上,互推之互推之时时,两人得到的加速度之比为两人得到的加速度之比为_,互推瞬间互推瞬间,受力受力之比为之比为_.b

29、 a1 12021/8/11 星期三43共 50 页11.质量为质量为60 kg的人以的人以2 m/s2的加速度沿竖直杆向下滑动的加速度沿竖直杆向下滑动,那么杆受到人施于杆的摩擦力是那么杆受到人施于杆的摩擦力是_,若杆的质量若杆的质量为为10 kg,则杆对地面的压力是则杆对地面的压力是_.(g取取10 m/s2)480 N580 N2021/8/11 星期三44共 50 页解析解析:选人为研究对象选人为研究对象,人受重力和杆对人向上的摩擦力人受重力和杆对人向上的摩擦力,向向下加速下加速,则则mg-Ff=ma,所以所以Ff=mg-ma=480 N.选杆为研究对选杆为研究对象象,由牛顿第三定律知由

30、牛顿第三定律知,人对杆有向下的摩擦力人对杆有向下的摩擦力 2021/8/11 星期三45共 50 页12.蛙泳时蛙泳时,双脚向后蹬水双脚向后蹬水,水受到向后的作用力水受到向后的作用力,则人体受则人体受到向前的反作用力到向前的反作用力,这就是人体获得的推进力这就是人体获得的推进力.但是在自由但是在自由泳时泳时,下肢是上下打水下肢是上下打水,为什么却获得向前的推进力呢为什么却获得向前的推进力呢?2021/8/11 星期三46共 50 页答案答案:如图如图4-5-8表示人体自由泳时表示人体自由泳时,下肢在某一时刻的动下肢在某一时刻的动作作,右脚向下打水右脚向下打水,左脚向上打水左脚向上打水,由图可见

31、由图可见,由于双脚与水由于双脚与水的作用面是倾斜的的作用面是倾斜的,故双脚所受的作用力故双脚所受的作用力P和和Q是斜向前的是斜向前的(水所受的作用力是斜向后的水所受的作用力是斜向后的).P的分力为的分力为P1和和P2,而而Q的的分力为分力为Q1和和Q2,P1和和Q1都是向前的分力都是向前的分力,也就是下肢获得也就是下肢获得的推进力的推进力.图图4-5-82021/8/11 星期三47共 50 页13.如图如图4-5-9所示所示,一只质量为一只质量为m的小猫的小猫,沿竖直方向的直沿竖直方向的直杆以杆以a的加速度向上爬的加速度向上爬,求小猫对杆的作用力求小猫对杆的作用力.图图4-5-9答案答案:m

32、(g+a),方向竖直向下方向竖直向下2021/8/11 星期三48共 50 页解析解析:以小猫为研究对象以小猫为研究对象,小猫受两个力的作用小猫受两个力的作用,自身的重自身的重力力mg(方向竖直向下方向竖直向下)和杆对它的作用力和杆对它的作用力F(方向竖直向上方向竖直向上).如图如图4-5-10所示所示,根据牛顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得图图4-5-102021/8/11 星期三49共 50 页F-mg=ma.F=m(a+g),方向竖直向上方向竖直向上.又由牛顿第三定律可知又由牛顿第三定律可知,直杆对小猫的作用力和小猫对直直杆对小猫的作用力和小猫对直杆的作用力是一对作用力和反作用力杆的作用力是一对作用力和反作用力,则小猫对杆的作用则小猫对杆的作用力力F=F=m(g+a),方向竖直向下方向竖直向下.2021/8/11 星期三50共 50 页2021/8/11 星期三51