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高三物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

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高三物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高三物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波(mechanical wave)。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波(例如光波)可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機(jī)械波有:水波、聲波、地震波。

機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波,機(jī)械波的傳遞一定要有介質(zhì),有機(jī)械振動(dòng)但不一定有機(jī)械波產(chǎn)生。

形成條件

波源

波源也稱振源,指能夠維持振動(dòng)的傳播,不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機(jī)械波形成的必要條件,也是電磁波形成的必要條件。

波源可以認(rèn)為是第一個(gè)開始振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),波源開始振動(dòng)后,介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)就以波源的頻率做受迫振動(dòng),波源的頻率等于波的頻率。

介質(zhì)

廣義的介質(zhì)可以是包含一種物質(zhì)的另一種物質(zhì)。在機(jī)械波中,介質(zhì)特指機(jī)械波借以傳播的物質(zhì)。僅有波源而沒有介質(zhì)時(shí),機(jī)械波不會(huì)產(chǎn)生,例如,真空中的鬧鐘無法發(fā)出聲音。機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速率是由介質(zhì)本身的固有性質(zhì)決定的。在不同介質(zhì)中,波速是不同的。

傳播方式與特點(diǎn)

機(jī)械波在傳播過程中,每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都只做上下(左右)的簡(jiǎn)諧振動(dòng),即,質(zhì)點(diǎn)本身并不隨著機(jī)械波的傳播而前進(jìn),也就是說,機(jī)械波的一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是沿一水平直線進(jìn)行的。例如:人的聲帶不會(huì)隨著聲波的傳播而離開口腔。簡(jiǎn)諧振動(dòng)做等幅震動(dòng),理想狀態(tài)下可看作做能量守恒的運(yùn)動(dòng).阻尼振動(dòng)為能量逐漸損失的運(yùn)動(dòng).

為了說明機(jī)械波在傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),現(xiàn)已繩波(右下圖)為例進(jìn)行介紹,其他形式的機(jī)械波同理[1]。

繩波是一種簡(jiǎn)單的橫波,在日常生活中,我們拿起一根繩子的一端進(jìn)行一次抖動(dòng),就可以看見一個(gè)波形在繩子上傳播,如果連續(xù)不斷地進(jìn)行周期性上下抖動(dòng),就形成了繩波[1]。

把繩分成許多小部分,每一小部分都看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間,有彈力的相互作用。第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在外力作用下振動(dòng)后,就會(huì)帶動(dòng)第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),只是質(zhì)點(diǎn)二的振動(dòng)比前者落后。這樣,前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),依次帶動(dòng)下去,振動(dòng)也就發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播,從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點(diǎn)系上紅布條,我們還可以發(fā)現(xiàn),紅布條只是在上下振動(dòng),并沒有隨波前進(jìn)[1]。

由此,我們可以發(fā)現(xiàn),介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn),在波傳播時(shí),都只做簡(jiǎn)諧振動(dòng)(可以是上下,也可以是左右),機(jī)械波可以看成是一種運(yùn)動(dòng)形式的傳播,質(zhì)點(diǎn)本身不會(huì)沿著波的傳播方向移動(dòng)。

對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的判定有很多方法,比如對(duì)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);還可以用"上坡下,下坡上"進(jìn)行判定,即沿著波的傳播方向,向上遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),向下遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。

機(jī)械波傳播的本質(zhì)

在機(jī)械波傳播的過程中,介質(zhì)里本來相對(duì)靜止的質(zhì)點(diǎn),隨著機(jī)械波的傳播而發(fā)生振動(dòng),這表明這些質(zhì)點(diǎn)獲得了能量,這個(gè)能量是從波源通過前面的質(zhì)點(diǎn)依次傳來的。所以,機(jī)械波傳播的實(shí)質(zhì)是能量的傳播,這種能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用來發(fā)電,這是維持機(jī)械波(水波)傳播的能量轉(zhuǎn)化成了電能。

機(jī)械波

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波,例如光波,可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機(jī)械波有:水波、聲波、地震波。

高三物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)

一、功的定義

是力沿力的方向上的位移。功是與每一個(gè)力相對(duì)應(yīng)的,每一個(gè)施加于物體上的力都有對(duì)物體做功的可能,功代表一種力的作用效果,最終物體所承受的功應(yīng)是各力做功的和。由于功等于力和位移兩個(gè)矢量相乘,根據(jù)向量四則運(yùn)算規(guī)則,功是標(biāo)量,各力所做的功實(shí)際上都排在與位移的平行線上,有正有負(fù),按數(shù)軸疊加得出總功,即合外力對(duì)物體所做的功。

二、功的單向性。

不同于力的成對(duì)出現(xiàn),功是不對(duì)稱的。

三、力與位移的夾角

物體實(shí)際受力方向經(jīng)常與位移方向構(gòu)成一個(gè)夾角θ,無論是力線向位移線轉(zhuǎn)還是位移線向力線轉(zhuǎn)都是旋轉(zhuǎn)θ角,之間的關(guān)系都是cosθ,當(dāng)θ=0,cosθ=+1,力對(duì)物體做正功。當(dāng)θ=π,cosθ=-1,力對(duì)物體做負(fù)功。當(dāng)θ=π/2時(shí),cosθ=0,力對(duì)物體不做功。但合外力必然與位移方向相同。

四、兩種機(jī)械能,動(dòng)能和勢(shì)能,它們的概念

五、能量研究的體系的概念。

能量是在體系內(nèi)進(jìn)行研究的,只有在一個(gè)特定完整的體系中才能應(yīng)用機(jī)械能守恒定理,既然是體系,可以是兩個(gè)以上的物體。

六、能量研究的適用范圍

優(yōu)勢(shì)是可以解決一些變力情況,缺點(diǎn)是不能解決有關(guān)加速度的研究。

七、搞清功和能的關(guān)系。確定什么時(shí)候用機(jī)械能守恒,什么時(shí)候用動(dòng)能定理。

1功和能的關(guān)系

能量的轉(zhuǎn)換通過做功來實(shí)現(xiàn),換句話說,做功產(chǎn)生能量(做正功),或做功損失能量(做負(fù)功),功有三種含義:一是等于物體單一能量的改變,如動(dòng)能增加或減少。二是可以看作不同能量轉(zhuǎn)換的傳遞中介物,如增加或減少的動(dòng)能通過做功可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能守恒。三是可以表示出機(jī)械能以外的能量,從而可以傳遞給電能、熱能、光能等。

2動(dòng)能定理

應(yīng)該這樣描述:合外力對(duì)物體所做的功等于該物體動(dòng)能的變化。這里有以下兩個(gè)關(guān)鍵問題:

A必須是合外力做功,即所有力對(duì)物體做功的總和,也只有用合外力,動(dòng)能定理才能成立。單個(gè)力可以對(duì)物體做功,但無法計(jì)算其貢獻(xiàn)的動(dòng)能。由于合外力與位移方向永遠(yuǎn)相同,所以沒有cosθ。

B因?yàn)楣κ且匝芯繉?duì)象為范圍,與前面相同,即只針對(duì)一個(gè)物體,當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的物體疊加時(shí),需要像前面一樣根據(jù)需要進(jìn)行整體和隔離,必須分開討論。

3機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒應(yīng)該這樣描述,體系內(nèi)各物體運(yùn)動(dòng)前總機(jī)械能等于運(yùn)動(dòng)后總機(jī)械能。機(jī)械能等于動(dòng)能加勢(shì)能。這里同樣有兩個(gè)關(guān)鍵問題,

A能量的研究范圍是體系,既然稱為體系,應(yīng)包括所有參與的物體(包括地球),以及整個(gè)的變化過程。既然所有物體都參與研究,因?yàn)槟芰渴菢?biāo)量,多個(gè)物體的能量就可以進(jìn)行累加,形成系統(tǒng)內(nèi)總動(dòng)能和總勢(shì)能,進(jìn)而形成總機(jī)械能。

B這里不采用動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化的公式描述是因?yàn)樗贿m用于一個(gè)物體,沒有充分發(fā)揮體系的優(yōu)勢(shì),由于動(dòng)能定理解決多個(gè)物體問題比較復(fù)雜,因此這個(gè)問題顯得比較重要。

第八部分功率

這部分詳見另一篇專題《功率小品》。

第九部分物理的七竅,即能、力、數(shù)、率、度、量、衡

深刻理解這七竅,能夠把物理知識(shí)貫通。

高三物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)梳理

1、受力分析,往往漏“力”百出

對(duì)物體受力分析,是物理學(xué)中最重要、最基本的知識(shí),分析方法有“整體法”與“隔離法”兩種。

對(duì)物體的受力分析可以說貫穿著整個(gè)高中物理始終,如力學(xué)中的重力、彈力(推、拉、提、壓)與摩擦力(靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力),電場(chǎng)中的電場(chǎng)力(庫侖力)、磁場(chǎng)中的洛倫茲力(安培力)等。

在受力分析中,最難的是受力方向的判別,最容易錯(cuò)的是受力分析往往漏掉某一個(gè)力。在受力分析過程中,特別是在“力、電、磁”綜合問題中,第一步就是受力分析,雖然解題思路正確,但考生往往就是因?yàn)榉治雎┑粢粋€(gè)力(甚至重力),就少了一個(gè)力做功,從而得出的答案與正確結(jié)果大相徑庭,痛失整題分?jǐn)?shù)。

還要說明的是在分析某個(gè)力發(fā)生變化時(shí),運(yùn)用的方法是數(shù)學(xué)計(jì)算法、動(dòng)態(tài)矢量三角形法(注意只有滿足一個(gè)力大小方向都不變、第二個(gè)力的大小可變而方向不變、第三個(gè)力大小方向都改變的情形)和極限法(注意要滿足力的單調(diào)變化情形)。

2、對(duì)摩擦力認(rèn)識(shí)模糊

摩擦力包括靜摩擦力,因?yàn)樗哂小半[敝性”、“不定性”特點(diǎn)和“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)趨勢(shì)”知識(shí)的介入而成為所有力中最難認(rèn)識(shí)、最難把握的一個(gè)力,任何一個(gè)題目一旦有了摩擦力,其難度與復(fù)雜程度將會(huì)隨之加大。

最典型的就是“傳送帶問題”,這問題可以將摩擦力各種可能情況全部包括進(jìn)去,建議高三黨們從下面四個(gè)方面好好認(rèn)識(shí)摩擦力:

(1)物體所受的滑動(dòng)摩擦力永遠(yuǎn)與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。這里難就難在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí);說明一下,滑動(dòng)摩擦力的大小略小于靜摩擦力,但往往在計(jì)算時(shí)又等于靜摩擦力。還有,計(jì)算滑動(dòng)摩擦力時(shí),那個(gè)正壓力不一定等于重力。

(2)物體所受的靜摩擦力永遠(yuǎn)與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。顯然,最難認(rèn)識(shí)的就是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方”的判斷??梢岳眉僭O(shè)法判斷,即:假如沒有摩擦,那么物體將向哪運(yùn)動(dòng),這個(gè)假設(shè)下的運(yùn)動(dòng)方向就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向;還得說明一下,靜摩擦力大小是可變的,可以通過物體平衡條件來求解。

(3)摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的。但它們做功卻不一定成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)的誤區(qū)是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功總是負(fù)的。無論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,都可能是動(dòng)力。

(4)關(guān)于一對(duì)同時(shí)出現(xiàn)的摩擦力在做功問題上要特別注意以下情況:

可能兩個(gè)都不做功。(靜摩擦力情形)

可能兩個(gè)都做負(fù)功。(如子彈打擊迎面過來的木塊)

可能一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功但其做功的數(shù)值不一定相等,兩功之和可能等于零(靜摩擦可不做功)、

可能小于零(滑動(dòng)摩擦)

也可能大于零(靜摩擦成為動(dòng)力)。

可能一個(gè)做負(fù)功一個(gè)不做功。(如,子彈打固定的木塊)

可能一個(gè)做正功一個(gè)不做功。(如傳送帶帶動(dòng)物體情形)

(建議結(jié)合討論“一對(duì)相互作用力的做功”情形)

3、對(duì)彈簧中的彈力要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

彈簧或彈性繩,由于會(huì)發(fā)生形變,就會(huì)出現(xiàn)其彈力隨之發(fā)生有規(guī)律的變化,但要注意的是,這種形變不能發(fā)生突變(細(xì)繩或支持面的作用力可以突變),所以在利用牛頓定律求解物體瞬間加速度時(shí)要特別注意。

還有,在彈性勢(shì)能與其他機(jī)械能轉(zhuǎn)化時(shí)嚴(yán)格遵守能量守恒定律以及物體落到豎直的彈簧上時(shí),其動(dòng)態(tài)過程的分析,即有速度的情形。

4、對(duì)“細(xì)繩、輕桿”要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

在受力分析時(shí),細(xì)繩與輕桿是兩個(gè)重要物理模型,要注意的是,細(xì)繩受力永遠(yuǎn)是沿著繩子指向它的收縮方向,而輕桿出現(xiàn)的情況很復(fù)雜,可以沿桿方向“拉”、“支”也可不沿桿方向,要根據(jù)具體情況具體分析。

5、關(guān)于小球“系”在細(xì)繩、輕桿上做圓周運(yùn)動(dòng)與在圓環(huán)內(nèi)、圓管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的情形比較

這類問題往往是討論小球在點(diǎn)情形。其實(shí),用繩子系著的小球與在光滑圓環(huán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過點(diǎn)就意味著繩子的拉力為零,圓環(huán)內(nèi)壁對(duì)小球的壓力為零,只有重力作為向心力;而用桿子“系”著的小球則與在圓管中的運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過點(diǎn)就意味著速度為零。因?yàn)闂U子與管內(nèi)外壁對(duì)小球的作用力可以向上、可能向下、也可能為零。還可以結(jié)合汽車駛過“凸”型橋與“凹”型橋情形進(jìn)行討論。

6、對(duì)物理圖像要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

物理圖像可以說是物理考試必考的內(nèi)容。可能從圖像中讀取相關(guān)信息,可以用圖像來快捷解題。隨著試題進(jìn)一步創(chuàng)新,現(xiàn)在除常規(guī)的速度(或速率)-時(shí)間、位移(或路程)-時(shí)間等圖像外,又出現(xiàn)了各種物理量之間圖像,認(rèn)識(shí)圖像的方法就是兩步:一是一定要認(rèn)清坐標(biāo)軸的意義;二是一定要將圖像所描述的情形與實(shí)際情況結(jié)合起來。(關(guān)于圖像各種情況我們已經(jīng)做了專項(xiàng)訓(xùn)練。)

7、對(duì)牛頓第二定律F=ma要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

第一、這是一個(gè)矢量式,也就意味著a的方向永遠(yuǎn)與產(chǎn)生它的那個(gè)力的方向一致。(F可以是合力也可以是某一個(gè)分力)

第二、F與a是關(guān)于“m”一一對(duì)應(yīng)的,千萬不能張冠李戴,這在解題中經(jīng)常出錯(cuò)。主要表現(xiàn)在求解連接體加速度情形。

第三、將“F=ma”變形成F=mv/t,其中,a=v/t得出v=at這在“力、電、磁”綜合題的“微元法”有著廣泛的應(yīng)用(近幾年連續(xù)考到)。

第四、驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn),是必須掌握的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),特別要注意:

(1)注意實(shí)驗(yàn)方法用的是控制變量法;

(2)注意實(shí)驗(yàn)裝置和改進(jìn)后的裝置(光電門),平衡摩擦力,沙桶或小盤與小車質(zhì)量的關(guān)系等;

(4)注意數(shù)據(jù)處理時(shí),對(duì)紙帶勻加速運(yùn)動(dòng)的判斷,利用“逐差法”求加速度。(用“平均速度法”求速度)

(5)會(huì)從“a-F”“a-1/m”圖像中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行正確的誤差原因分析。

8、對(duì)“機(jī)車啟動(dòng)的兩種情形”要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)與恒定牽引力啟動(dòng),是動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)典型問題。

這里要注意兩點(diǎn):

(1)以恒定功率啟動(dòng),機(jī)車總是做的變加速運(yùn)動(dòng)(加速度越來越小,速度越來越大);以恒定牽引力啟動(dòng),機(jī)車先做的勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí),再做變加速運(yùn)動(dòng)。最終速度即“收尾速度”就是vm=P額/f。

(2)要認(rèn)清這兩種情況下的速度-時(shí)間圖像。曲線的“漸近線”對(duì)應(yīng)的速度。

還要說明的,當(dāng)物體變力作用下做變加運(yùn)動(dòng)時(shí),有一個(gè)重要情形就是:當(dāng)物體所受的合外力平衡時(shí),速度有一個(gè)最值。即有一個(gè)“收尾速度”,這在電學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn),如:“串”在絕緣桿子上的帶電小球在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下作變加速運(yùn)動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)這一情形,在電磁感應(yīng)中,這一現(xiàn)象就更為典型了,即導(dǎo)體棒在重力與隨速度變化的安培力的作用下,會(huì)有一個(gè)平衡時(shí)刻,這一時(shí)刻就是加速度為零速度達(dá)到極值的時(shí)刻。凡有“力、電、磁”綜合題目都會(huì)有這樣的情形。

9、對(duì)物理的“變化量”、“增量”、“改變量”和“減少量”、“損失量”等要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)

研究物理問題時(shí),經(jīng)常遇到一個(gè)物理量隨時(shí)間的變化,最典型的是動(dòng)能定理的表達(dá)(所有外力做的功總等于物體動(dòng)能的增量)。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)物理量前后時(shí)刻相減問題,小伙伴們往往會(huì)隨意性地將數(shù)值大的減去數(shù)值小的,而出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。

其實(shí)物理學(xué)規(guī)定,任何一個(gè)物理量(無論是標(biāo)量還是矢量)的變化量、增量還是改變量都是將后來的減去前面的。(矢量滿足矢量三角形法則,標(biāo)量可以直接用數(shù)值相減)結(jié)果正的就是正的,負(fù)的就是負(fù)的。而不是錯(cuò)誤地將“增量”理解增加的量。顯然,減少量與損失量(如能量)就是后來的減去前面的值。

10、兩物體運(yùn)動(dòng)過程中的“追遇”問題

兩物體運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的追擊類問題,在高考中很常見,但考生在這類問題則經(jīng)常失分。常見的“追遇類”無非分為這樣的九種組合:一個(gè)做勻速、勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)的物體去追擊另一個(gè)可能也做勻速、勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)的物體。顯然,兩個(gè)變速運(yùn)動(dòng)特別是其中一個(gè)做減速運(yùn)動(dòng)的情形比較復(fù)雜。

雖然,“追遇”存在臨界條件即距離等值的或速度等值關(guān)系,但一定要考慮到做減速運(yùn)動(dòng)的物體在“追遇”前停止的情形。另外解決這類問題的方法除利用數(shù)學(xué)方法外,往往通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)(即以一個(gè)物體作參照物)和作“V-t”圖能就得到快捷、明了地解決,從而既贏得考試時(shí)間也拓展了思維。

值得說明的是,最難的傳送帶問題也可列為“追遇類”。還有在處理物體在做圓周運(yùn)動(dòng)追擊問題時(shí),用相對(duì)運(yùn)動(dòng)方法。如,兩處于不同軌道上的人造衛(wèi)星,某一時(shí)刻相距最近,當(dāng)問到何時(shí)它們第一次相距最遠(yuǎn)時(shí),的方法就將一個(gè)高軌道的衛(wèi)星認(rèn)為靜止,則低軌道衛(wèi)星就以它們兩角速度之差的那個(gè)角速度運(yùn)動(dòng)。第一次相距最遠(yuǎn)時(shí)間就等于低軌道衛(wèi)星以兩角速度之差的那個(gè)角速度做半個(gè)周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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