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1、第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律2021/8/11 星期三12011高考高考导导航航考纲展示1.牛顿第一定律惯性牛顿第一定律惯性 2牛顿第二定律质量牛顿第二定律质量 3牛顿第三定律牛顿第三定律 4牛顿力学的适用范围牛顿力学的适用范围 5牛顿定律的应用牛顿定律的应用 6超重和失重超重和失重 7单位制，中学物理中涉及到的国际单位单位制，中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他制的基本单位和其他物理量的单位：小时、分、摄氏度物理量的单位：小时、分、摄氏度()、标准大气压、升、电子伏特标准大气压、升、电子伏特(eV)2021/8/11 星期三22011高考高考导导航航命题热点1.牛顿运动定律
2、是高中物理的基础牛顿运动定律是高中物理的基础，在近几年的高考中出现的频率较高，在近几年的高考中出现的频率较高，特别是牛顿运动定律和弹力、摩擦力特别是牛顿运动定律和弹力、摩擦力结合起来考查是高考中的热点结合起来考查是高考中的热点2超重和失重、两类动力学问题超重和失重、两类动力学问题属于牛顿运动定律的应用，在近几年属于牛顿运动定律的应用，在近几年的高考中时有出现，特别是两类动力的高考中时有出现，特别是两类动力学问题被考查到的几率几乎达到学问题被考查到的几率几乎达到100%.2021/8/11 星期三3第一节第一节 牛顿第一、第三定律牛顿第一、第三定律2021/8/11 星期三4基基础础知知识识梳理
3、梳理 一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 1内容：一切物体总保持内容：一切物体总保持 状态或状态或 状态，除非作用在状态，除非作用在它上面的力迫使它它上面的力迫使它 这种状态这种状态 2成立条件：宏观、低速运动的成立条件：宏观、低速运动的物体，物体处于物体，物体处于 参考系参考系 改变改变 惯性惯性匀速直匀速直线运动线运动 静止静止2021/8/11 星期三5基基础础知知识识梳理梳理 二、惯性二、惯性 1定义：物体具有保持原来定义：物体具有保持原来 状态或状态或 状态的性质状态的性质 2实质：惯性是一切物体都具有实质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的的性质，是物体的 属性，与物体的属性，与物
4、体的运动情况和受力情况运动情况和受力情况 匀速直线匀速直线 运动运动 静止静止 固有固有 无关无关2021/8/11 星期三6基基础础知知识识梳理梳理3表现：物体不受外力作用时，有表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动状态的性质；物保持静止或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态状态 的难易程度上的难易程度上4量度：量度：是惯性大小的唯一是惯性大小的唯一量度，量度，大的物体惯性大，大的物体惯性大，小小的物体惯性小的物体惯性小3改变改变 质量质量 质量质量 质量质量2021/8/11 星期三7基基础础知知识识梳理梳理特别
5、提示特别提示：(1)物体的惯性总是以物体的惯性总是以保持保持“原状原状”或反抗或反抗“改变改变”两种形两种形式表现出来式表现出来(2)惯性与物体是否受力、怎样受惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关，无关，与物体所处的地理位置无关，惯性大小仅由质量决定惯性大小仅由质量决定2021/8/11 星期三8基基础础知知识识梳理梳理三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律1内容：两物体之间的作用力与内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小反作用力总是大小 ，方向，方向 ，而且在一条直线上而且在一条直线上2表达式：表达式：FF.相
6、等相等 相反相反2021/8/11 星期三9基基础础知知识识梳理梳理特别提示特别提示：(1)作用力和反作用力作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各产生其效果，用在不同的物体上，各产生其效果，不会相互抵消不会相互抵消(2)作用力和反作用力的关系与物作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关体的运动状态无关(3)借助于牛顿第三定律，可以变借助于牛顿第三定律，可以变换研究对象，把对一个物体的受力分换研究对象，把对一个物体的受力分析过渡到对另一个物体的受力分析析过渡到对另一个物体的受力分析2021/8/11 星期三10基基础础知知识识梳理梳
7、理“以卵击石以卵击石”，鸡蛋，鸡蛋“粉身碎骨粉身碎骨”，而石头却，而石头却“安然无恙安然无恙”，鸡蛋与石，鸡蛋与石头之间的相互作用力等大吗？头之间的相互作用力等大吗？【思考思考提示提示】等大等大思考思考2021/8/11 星期三11一、对惯性的理解一、对惯性的理解1惯性的表现形式：物体的惯性惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持总是以保持“原状原状”或反抗或反抗“改变改变”两种形式表现出来两种形式表现出来(1)物体在不受外力或所受的合外物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变来的运动状态不变(静止或匀速直线运静止或匀速直线运动动)
8、课课堂互堂互动讲练动讲练2021/8/11 星期三12课课堂互堂互动讲练动讲练(2)物体受到外力时，惯性表现为物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度惯性大，运动状态改变的难易程度惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变体运动状态容易改变2惯性是物体的固有属性，一切惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小的唯一量物体都具有惯性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大惯性与物体是否受力、惯性就越大惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎怎样受力无关，与物体是否运动、怎样
9、运动无关，与物体所处的地理位置样运动无关，与物体所处的地理位置无关无关2021/8/11 星期三13课课堂互堂互动讲练动讲练3惯性不是一种力惯性大小反惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度映了改变物体运动状态的难易程度物体的惯性越大，它的运动状态越难物体的惯性越大，它的运动状态越难以改变以改变4外力作用于物体上能使物体的外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性变了物体的惯性2021/8/11 星期三14课课堂互堂互动讲练动讲练1.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.物体所受的力越大，它的惯性物体所受的力越大
10、，它的惯性越大越大B物体匀速运动时，存在惯性；物体匀速运动时，存在惯性；物体变速运动时，不存在惯性物体变速运动时，不存在惯性C静止的火车启动时速度变化缓静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大慢，是因为物体静止时惯性大D物体的惯性大小只与物体的质物体的惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关量有关，与其他因素无关即时应用即时应用2021/8/11 星期三15课课堂互堂互动讲练动讲练解析解析：选选D.惯性是物体的固有属惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，性，质量是物体惯性大小的唯一量度，与是否受力无关，与物体速度大小及与是否受力无关，与物体速度大小及变化都无关变化都
11、无关D选项正确选项正确2021/8/11 星期三16课课堂互堂互动讲练动讲练二、对牛顿第一定律的理解二、对牛顿第一定律的理解1明确惯性的概念明确惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性的一个重要属性惯性，即物体总惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质性质2021/8/11 星期三17课课堂互堂互动讲练动讲练2揭示了力的本质揭示了力的本质牛顿第一定律对力的本质进行了牛顿第一定律对力的本质进行了定义：力是改变物体运动状态的原因，定义：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因例如，不是维持物体运动状态的
12、原因例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力因为不受力，而是因为受到了阻力2021/8/11 星期三18课课堂互堂互动讲练动讲练3揭示了不受力作用时物体的运揭示了不受力作用时物体的运动规律动规律牛顿第一定律描述的只是一种理牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受外力作用，体是不存在的，当物体受外力作用，但所受合力为零时，其作用效果跟不但所受合力为零时，其作用效果跟不受外力作用时相同因此，我们可以受外力作用时相同因此，我们可以把理想情况下的把理想情况下的“不受外力
13、作用不受外力作用”理理解为实际情况中的解为实际情况中的“所受合外力为零所受合外力为零”2021/8/11 星期三19课课堂互堂互动讲练动讲练4惯性与惯性定律的实质是不同惯性与惯性定律的实质是不同的的(1)惯性是物体保持原有运动状态惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关受力的大小无关(2)惯性定律惯性定律(牛顿第一定律牛顿第一定律)则反映则反映物体在一定条件下的运动规律物体在一定条件下的运动规律2021/8/11 星期三20课课堂互堂互动讲练动讲练特别提醒特别提醒1 1牛顿第一定律并非实验定律牛顿第一定律并非实验定律它是以伽利略的
14、它是以伽利略的“理想实验理想实验”为基础，为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来经过科学抽象，归纳推理而总结出来的的2 2牛顿第一定律并非牛顿第二定牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想律的特例，而是不受任何外力的理想化情况化情况2021/8/11 星期三21课课堂互堂互动讲练动讲练2.(2010年湖北重点中学模拟年湖北重点中学模拟)关于关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的牛顿第一定律的下列说法中，正确的是是()A牛顿第一定律是实验定律牛顿第一定律是实验定律B牛顿第一定律说明力是改变物牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因体运动状态的原因C惯性定律与惯性的实质是相同惯
15、性定律与惯性的实质是相同的的D物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持即时应用即时应用2021/8/11 星期三22课课堂互堂互动讲练动讲练解析解析：选选BD.牛顿第一定律反映的牛顿第一定律反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，故不存在的，故A是错误的惯性是物体是错误的惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律惯性定律(即牛顿第一定律即牛顿第一定律)则反映物体则反映物体在一定条件下的运动规律，显然在一定条件下的运动规律，显然C不正不正确由牛顿
16、第一定律可知，物体的运确由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用运动状态则必须有力的作用2021/8/11 星期三23课课堂互堂互动讲练动讲练三、对牛顿第三定律的理解三、对牛顿第三定律的理解1作用力和反作用力的关系作用力和反作用力的关系2021/8/11 星期三24课课堂互堂互动讲练动讲练2021/8/11 星期三25课课堂互堂互动讲练动讲练2作用力、反作用力与平衡力的区别作用力、反作用力与平衡力的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在无依赖关系
17、，撤除一个，另一个依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质 一定是同性质的力可以是同种性质的力，也可以不是2021/8/11 星期三26课课堂互堂互动讲练动讲练特别提醒特别提醒1.1.一对相互作用力和一对平衡力一对相互作用力和一对平衡力的最直观的区别是看作用点，一对平的最直观的区别是看作用点，一对平衡力的作用点在同一个物体上，一对衡力的作用点在同一个物体上，一对作用力和反作用力的作用点分别在两作用力和反作用力的作用点分别在两个物体上个物体上2 2高考常在一些综合题中考查牛高考常在一些综合题中考查牛顿第三定律
18、，如求某一个力时，可以顿第三定律，如求某一个力时，可以先求出它的反作用力，再根据牛顿第先求出它的反作用力，再根据牛顿第三定律求出此力三定律求出此力2021/8/11 星期三27课课堂互堂互动讲练动讲练3.人在沼泽地行走时容易下陷，下人在沼泽地行走时容易下陷，下陷时陷时()A人对沼泽地地面的压力大于沼人对沼泽地地面的压力大于沼泽地地面对人的支持力泽地地面对人的支持力B人对沼泽地地面的压力等于沼人对沼泽地地面的压力等于沼泽地地面对人的支持力泽地地面对人的支持力C人对沼泽地地面的压力小于沼人对沼泽地地面的压力小于沼泽地地面对人的支持力泽地地面对人的支持力D无法确定无法确定即时应用即时应用2021/8
19、/11 星期三28课课堂互堂互动讲练动讲练解析解析：选选B.明确人对沼泽地地面的明确人对沼泽地地面的压力，与沼泽地地面对人的支持力是压力，与沼泽地地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，大小应相等，一对作用力和反作用力，大小应相等，与其他因素无关，所以只有与其他因素无关，所以只有B选项正确选项正确2021/8/11 星期三2916世纪末，伽利略用实验和推世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元论，开启了物理学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点在以下说法中，
20、与亚里士多德观点相反的是相反的是()高高频频考点例析考点例析题型一题型一 对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解例例12021/8/11 星期三30高高频频考点例析考点例析A四匹马拉的车比两匹马拉的车四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大速度就越大B一个运动的物体，如果不再受一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态自然状态”C两物体从同一高度自由下落，两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快较重的物体下落
21、较快D一个物体维持匀速直线运动，一个物体维持匀速直线运动，不需要受力不需要受力2021/8/11 星期三31高高频频考点例析考点例析【思路点拨思路点拨】理解牛顿第一定律，理解牛顿第一定律，知道力不是物体运动的原因是解答此知道力不是物体运动的原因是解答此题的关键题的关键2021/8/11 星期三32高高频频考点例析考点例析【解析解析】亚里士多德认为物体受亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大；力是物体运的力越大，速度就越大；力是物体运动的原因，静止是不受力的自然状态；动的原因，静止是不受力的自然状态；从同一高度较重的物体下落得较快从同一高度较重的物体下落得较快物体做匀速直线运动不需要受力与亚物
22、体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以本题选里士多德的观点相反，所以本题选D.【答案答案】D2021/8/11 星期三33高高频频考点例析考点例析图图311变式训练变式训练1如图如图311所示，所示，在一辆表面光滑的小车上，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为有质量分别为m1、m2的两的两个小球个小球(m1m2)随车一起匀随车一起匀速运动，当车突然停止时，速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球够长，则两个小球()2021/8/11 星期三34高高频频考点例析考点例析A一定相碰一定相碰B一定不相碰一定不相碰C不一定相碰不一定相碰D
23、条件不足，难以确定是否相碰条件不足，难以确定是否相碰2021/8/11 星期三35高高频频考点例析考点例析解析解析：选选B.两个小球放在光滑的小两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑其他阻力，故水车表面上，又不考虑其他阻力，故水平方向上不受外力，由牛顿第一定律平方向上不受外力，由牛顿第一定律可知两个小球将以原来的速度运动下可知两个小球将以原来的速度运动下去，即两小球仍然以相同的速度做匀去，即两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰只有速直线运动，永远不相碰只有B对对2021/8/11 星期三36(2010年济南模拟年济南模拟)有人做过这样一有人做过这样一个实验：如图个实验：如图312所
24、示，把鸡蛋所示，把鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去撞去(用同一部分撞击用同一部分撞击)，结果每次都是，结果每次都是被撞击的鸡蛋被撞击的鸡蛋B被撞破则下面说法正被撞破则下面说法正确的是确的是()高高频频考点例析考点例析题型二题型二 作用力与反作用力的关作用力与反作用力的关系系例例22021/8/11 星期三37高高频频考点例析考点例析图图3122021/8/11 星期三38高高频频考点例析考点例析AA对对B的作用力的大小等于的作用力的大小等于B对对A的作用力的大小的作用力的大小BA对对B的作用力的大小大于的作用力的大小大于B对对A的作用力的大小的作用力
25、的大小CA蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用蛋壳产生向前的作用力力DA蛋碰撞部位除受到蛋碰撞部位除受到B对它的对它的作用力外，还受到作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小它的作用力，所以所受合力较小2021/8/11 星期三39高高频频考点例析考点例析【解析解析】A对对B的作用力和的作用力和B对对A的作用力为作用力与反作用力，一定的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，大小相等，A正确，正确，B错误；在撞击瞬错误；在撞击瞬间，间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对
26、生对A蛋壳向前的作用力，使蛋壳向前的作用力，使A蛋壳接蛋壳接触处所受的合力比触处所受的合力比B蛋壳的小，因此蛋壳的小，因此B蛋壳易被撞破，故蛋壳易被撞破，故C、D正确正确【答案答案】ACD2021/8/11 星期三40高高频频考点例析考点例析【易误警示易误警示】作用力与反作用力作用力与反作用力的关系与物体的运动状态无关，与物的关系与物体的运动状态无关，与物体被作用的效果无关体被作用的效果无关2021/8/11 星期三41高高频频考点例析考点例析图图313变式训练变式训练2(2009年广州模年广州模拟拟)如图如图313所示，所示，一个大人一个大人(甲甲)跟一个小跟一个小孩孩(乙乙)站在水平地面上
27、站在水平地面上手拉手比力气，结果大手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了对人把小孩拉过来了对这个过程中作用于双方这个过程中作用于双方的力的关系，下列说法的力的关系，下列说法不正确的是不正确的是()2021/8/11 星期三42高高频频考点例析考点例析A大人拉小孩的力一定比小孩拉大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大大人的力大B大人与小孩间的拉力是一对作大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力用力、反作用力C大人拉小孩的力与小孩拉大人大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等的力大小一定相等D只有在大人把小孩拉动的过程只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可中，大人的力才比小孩的力
28、大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大力一样大2021/8/11 星期三43高高频频考点例析考点例析解析解析：选选AD.作用力与反作用力总作用力与反作用力总是大小相等的大人与小孩手拉手比是大小相等的大人与小孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的，所以选项等的，所以选项B、C正确，正确，A、D错误错误2021/8/11 星期三44图图314高高频频考点例析考点例析题型三题型三 牛顿第三定律
29、的应用牛顿第三定律的应用例例3一个箱子放在水平地一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为箱与杆的质量为M，环的，环的质量为质量为m，如图，如图314所所示已知环沿杆匀加速下示已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力滑时，环与杆间的摩擦力大小为大小为Ff，则此时箱对地，则此时箱对地面的压力大小为多少？面的压力大小为多少？2021/8/11 星期三45高高频频考点例析考点例析【解析解析】环在竖直方向上受力情环在竖直方向上受力情况如图况如图315甲所示，受重力甲所示，受重力mg和箱和箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力子的
30、杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，根，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力向下的摩擦力Ff，故箱子在竖直方向上，故箱子在竖直方向上受力如图乙所示，受重力受力如图乙所示，受重力M g，地面对，地面对它的支持力它的支持力FN，及环给它的摩擦力，及环给它的摩擦力Ff，由于箱子处于平衡状态，可得，由于箱子处于平衡状态，可得FNFfMg.2021/8/11 星期三46高高频频考点例析考点例析图图315根据牛顿第三定律，箱子对地面的根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力压力大小等于地面对箱子的支持力【答案答案】FfMg2021/8/11 星期三4
31、7高高频频考点例析考点例析【方法技巧方法技巧】整体法和隔离法整体法和隔离法是高中物理中最常用的方法之一，特是高中物理中最常用的方法之一，特别是涉及到两个或两个以上的物体时，别是涉及到两个或两个以上的物体时，往往会用到此法在本题中即采用了往往会用到此法在本题中即采用了隔离法，把环和箱子隔离开分别受力隔离法，把环和箱子隔离开分别受力分析，再利用牛顿第三定律和物体平分析，再利用牛顿第三定律和物体平衡的知识解出相应的结果衡的知识解出相应的结果2021/8/11 星期三48高高频频考点例析考点例析3吊在大厅天花板上的吊扇的总重力为吊在大厅天花板上的吊扇的总重力为G，静止时固定杆对吊环的拉力大小为，静止时固定杆对吊环的拉力大小为F，当，当接通电源，让扇叶转动起来后，吊杆对吊环接通电源，让扇叶转动起来后，吊杆对吊环的拉力大小为的拉力大小为F，则有，则有()AFG，FF BFG，FFCFG，FF答案：答案：C变式训练变式训练2021/8/11 星期三49随堂达随堂达标标自自测测点击进入点击进入2021/8/11 星期三50课时课时活活页训练页训练点击进入点击进入2021/8/11 星期三512021/8/11 星期三52