高中物理必修二教案-7.4重力势能19-人教版
人教版高一物理必修二教案-7.4重力势能
第七章第四节重力势能教学设计一、设计思想：“功”教学之后，学生第一次涉及到能量，并从量的角度研究能量的具体表达形式。
在以后的学习过程中，能量概念的重要性会被学生逐步认识到。
就内容的呈现方式来看：从生活中的事例出发，形成具体的表达形式是这一节课的核心，本节课有探究课的特点，采取师生互动、引导、启发的教学方式。
二、教学目标：1、知识与技能：①、理解重力势能的概念，知道在国际单位中，势能的单位是焦耳（J），势能是标量，并会用重力势能的定义式进行计算。
②、理解重力做功与重力势能变化的关系，并能够应用表达式进行计算，知道重力做功与路径无关。
③、知道重力势能具有相对性，计算重力势能需选择参考面。
④、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
2、过程与方法：根据功和能的关系，推到出重力势能的表达式，进一步渗透科学探究的几个要素。
3、情感态度与价值观：培养学生从生活现象中探究物理规律的方法，激发学生勇于探索、勇于发现的品质。
三、教学重点：1、重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
2、重力做功与路径无关及负功的意义。
四、教学难点：理解重力做功与重力势能变化的关系及重力势能改变的系统性五、教学资源：物理教材、实验器材（两个小球），PPT，六、教法设计：引导式、启发式、探究式、讨论式七、教学过程：重力做的功：W G＝mgh=mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-2我们接着来计算这个物体沿倾斜直线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。
重力做的功：W G＝mglcosθ ＝mgh＝mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-3我们最后来计算这个物体沿任意的曲线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。
如何计算第三幅中重力所做的功呢？受第二个图的启发，我们可以把曲线分割成若干小段，当分得足够小的时候，我们就可以认为每一段都是直线，这样求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在这个过程中，重力所做的功。
重力势能
《重力势能》教案学[知识目标]1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算.2.理解重力势能的变化和重力做功的关系。
3.知道重力势能的相对性.[能力目标]1、通过回忆前面的知识，为新的学习打下基础；2、结合已有工具，配合教师的引导，让学生自己推导关系，发现新的学习；3、过程中配合练习，加深学生对公式、结论的理解和应用，同时发现新的知识4.学会从功和能的关系上解释物理现象。
[情感目标]1.渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．2.渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险2、重力势能大小演示实验【提供实验器材：大小和质量不同的两个钢珠、装有沙子的水槽、刻度尺】 请小组起来展示自己的设计思想、实验过程、的出的结论。
实验一：将同一个钢珠从不同的高度释放，观察钢珠在沙子中下陷的深度。
实验二：用大小不同的两个钢珠从同高一度释放，观察钢珠在沙子中下陷的深度。
学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
钢珠的质量越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
引导学生归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.（板书）：重力势能公式：E Ｐ＝mgh3. 重力势能的单位：焦耳。
4. 单位符号：J5. 重力势能是标量。
探究二：重力做功的特点？ 根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A 运动到B 过程中重力所做的功。
学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
质量大的钢珠在沙子中下陷的深度越大 动手计算，让两个同学上讲台把答案展示出来 认并 1 甲AA B B 乙 h 1h 2h重力势能与参考平面的选择有关，其数值由参考平面的改变而改变 （板书） 上方 参考平面 下方 计算重力势能之前需要先选定参考平面。
人教版物理必修二 7.4 重力势能 教案
重力势能教学设计
教材分析:
本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，再分析重力做功与路径无关的特点，然后推导得出重力势能的表达式。
并总结出重力做功与重力势能变化之间的关系。
最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点。
学生分析：
高一学生抽象的逻辑思维能力一般，对事物的认知停留在表面上，所以在教学中需要借助图片视频等直观手段引入抽象的物理概念。
教学目标：
1.知识目标
（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。
（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道重力势能的相对性。
2.技能目标
（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式
（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。
3.情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
教学重点：
重力势能的概念，重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点：
重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教具准备：
Ppt课件，课堂中的小物件（粉笔）。
7.4重力势能—人教版高中物理必修二教案
人教版高中物-理必修二7.4重力势能教案一、教学目标认识重力做功与路径无关；理解重力势能的概念会进行相关的计算；理解重力做功与重力势能的变化关系；知道重力势能具有相对性；知道重力势能是物体和地球系统所共有的。
教具准备投影仪、多媒体课件二、教学过程（一）新课引入师：同学们我们来看一则新闻（PPT）所示新闻讲得的是高空中的鸡蛋落下的威力。
师：同学们一个鸡蛋从高楼落下为什么威力这么大呢？生：因为在高空中鸡蛋所具有的能量大（二）新课教学师：同学们今天我们学习第4节重力势能，请同学们欣赏PPt上的3幅图片，你们观察到了那些物理知识呢？生：第一幅是黄果树瀑布，水从高处流下重力势能在发生改变，第2幅是房屋顶距离地面有一定的高度故有势能，最后一幅是雪崩从高处滚下，在高处也有势能。
师：同学们答得很好，分析的很好，分析得也很到位，哪我们来看到这个模型，重力做功如何：重力做功：cos 0G W mgh mgh==师：同学们哪如果不是沿竖直方向，而是沿斜面方向，重力做功又如何呢？如下图所示：重力做功：cos G W mgh mghθ==师：同学们通过上述两种情况分析，你们得出什么样的结论呢？生：重力做的功相同，重力做功只与竖直高度有关？师：同学们总结很好，那我们在来看PPt上的这个重力做功。
123...nW mg h mg h mg h mg h mgh=∆+∆+∆++∆=很容易得到：重力做功与路径无关，只与高度有关。
师：同学们来看到PPT上，物体从A落到B的过程中重力做功的分析情况：重力做功：12cos 0()G W mg h mg h mg h h =∆=∆=-重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关2.重力势能师：在重力做功情况分析中mgh 具有特殊的意义，我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能。
P E mgh=●重力势能是标量●单位：焦耳J3.关系师：我们知道重力势能和重力做功的表达式非常相似他们之间的关系是什么？1212G G p p W mgh mgh W E E =-=-1物体由高处下落，重力做正功，重力势能减小，G pW E =∆2物体有低处上升，重力做负功，重力势能增加，G p W E =-∆师：同学们我们来做几道题看看4.重力势能的相对性师：如图所示高度h=8844.43m 是相对于谁呢？重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫做参考平面。
人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律4. 重力势能教案
4．重力势能教材的地位和作用：《重力势能》这节课的内容在整个章节中既是重点，又是难点。
新课标教材从重力的功以及与重力做功和重力势能变化的关系引入重力势能这一概念，一方面顺承前节“功”的概念的应用，另一方面促使功是能量转化的量度这一思想的生成，顺理成章，水到渠成。
学情分析：1．高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。
2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。
3．学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
教学目标：知识与技能目标：1．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
2．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。
3．知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。
4．理解重力功是物体重力势能变化的量度。
过程与方法目标：1．经历发散思维和理论探究归纳能力2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法情感态度与价值观目标：1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
2．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
教学重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
教学难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
教学环境与准备：电教室天士博教学课件导学案教学过程：1、导入新课教师活动：投影多媒体图片，利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。
（展示图片一：）这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。
（展示第二组图片：）左边这幅图是俄罗斯“和平号”空间站坠落时燃烧时的图片，中间这幅是打桩机的重锤从高处落下能把水泥打进地里，右面这幅图中水力发电站为什么要修那么高的大坝？切身的例子，如果在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和5Kg的铅球，你的感觉有何不同？估计同学们的心里肯定有了一个大大的疑问，为什么会有以上现象发生呢？其实这和一个物理量有关，“一个地球上的物体和高度有关的物理：重力势能”。
人教版高中物理必修2第七章第4重力势能(教案+学案)
重力势能一、教学目标1．知识目标：（1）知道重力势能的定义（2）理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳（3）理解重力做功与重力势能的关系（4）知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义（5）了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素2．能力目标（1）据重力做功的特点，推导重力势能的表达式（2）从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象3．创新教育通过对位能的解释，能定性地解释有关势能的问题：如分子势能等4．德育目标注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养自然规律的兴趣。
二、教学过程与处理1．教材分析：本节课是机械能中很重要的一节课，是机械能中一个重要部分，也是学好机械能守恒定律的重要基础。
让学生明确势能的产生和变化与保守力做功的关系。
也是研究功能关系的重要方法。
通过对势能概念的讲解，使学生掌握研究势能的方法：即势能的变化和保守力做功有关。
2．学生分析：在初中时学生已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的解决重力势能。
学生们已学习了功的概念和计算方法。
通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性做功来判断弹性势能的变化。
3．处理方法：这节课理论性很强，所以通过设置空白点来促进学生理解4．创新点、德育点、空白点（1）创新点通过重力势能的研究，学会势能的研究方法。
（2）德育点透过现象看本质。
（3）空白点由重力做功得出重力势能的变化重力势能的相对性重力势能变化的绝对性三、教具选择与使用目的1．教具：弹簧振子、课件2．目的：弹簧振子用来研究弹性势能；课件用来给出信息和总结结论。
四、教学过程1．课前准备制作课件、准备教具（先自己练几次）；让学生预习。
2．引导目标激情入境用课件放一段玻璃瓶自由落体摔碎的镜头。
提问：玻璃杯能摔碎，能量从何而来？（提出问题、引起思考、激发兴趣）3．创造条件主动参与让学生用自己的课本（不同质量）做如下试验1）同一课本从不同高度下落，下落到自己手上，感觉做功。
高一下学期物理人教版必修2第7章第4节重力势能教案
第四节重力势能一、教材分析重力势能是机械能守恒定律的知识基础，是本章的一个重要知识点.同时在高中物理学习中，学生还会遇到的势能有电势能，分子势能等，重力势能的学习对以后相关概念的了解至关重要。
本节涉及了功能关系，加深了学生对做功的理解，为下节学习奠定了良好的基础，有重要的承上启下的作用。
二、学情分析学生在初中物理学习中已经知道,重力势能的大小跟物体的质量有关, 跟物体所处的高度有关。
但却不知道重力势能与这些因素之间的定量关系。
这节课让学生对重力势能从定性认识上升到定量的认识。
前面已经学习了功的概念和计算方法。
通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
三、教学目标知识与技能(1)理解重力势能的定义及定义式。
（2）知道重力势能具有相对性, 知道重力势能正负号的含义。
(3)理解重力做功与重力势能的关系,知道重力做功与运动路径无关。
过程与方法(1)体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法。
（2）通过实验探究，体会“控制变量法”在实验中的应用。
情感态度与价值观（1）渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
(2)体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
四、教学重难点重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力做功与重力势能变化的关系。
五、教学方法教法：实验探究法、演绎推理法、设疑法、讲授法等。
学法：交流合作式学习、自主学习、分析归纳式学习等方法。
六、教学过程（一）、创设情境、激趣导入利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。
前两天我看到一个非常有意思的视频，来和大家分享一下。
播放视频：举重问题：为什么放在地面上的杠铃没有将地面击穿，而举起的杠铃会将地面击穿？学生：因为举起的杠铃具有了能量。
下落过程中就会将这些能量释放出来。
引出重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量。
今天老师就带领大家你学习重力势能。
高中物理2 7.4重力势能 教案人教版必修二
5.4重力势能学习目标:1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
2. 理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3. 理知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。
4. 了解势能及弹性势能的概念。
学习重点: 1. 重力势能2. 重力势能的变化和重力做功的关系学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系主要内容:一、重力势能EP1．定义：通俗地说，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号Ep表示，物体的质量越大，离地越高，重力势能就越大。
2．定义式：EP =mgh，即物体的重力势能Ep等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。
3．单位：在国际单位制中是焦耳(J)。
4．重力势能是状态量。
5．重力势能是标量，即只有大小，没有方向。
6．重力势能的相对性要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面)。
相对于不同的参考平面，在确定位置上的物体的重力势能有不同的值，这就是重力势能的相对性。
例如：水平桌面离水平地面的高度为H，一小球在水平桌面上方h高处，选水平桌面为参考平面时，小球的重力势能为mgh；若选地面为参考平面，小球的重力势能就是mg(H+h)。
选择哪个平面做参考平面，原则上是任意的，而不是硬性规定的，因此重力势能虽是标量但却有正负之分。
比如：物体在参考平面以上h高处，其重力势能为EP=mgh；当该物体在参考平面以下h低处，其重力势能就是-mgh，重力势能的正负可表示大小，比如对同一个参考平面，重力势能有一2 J和一3 J两个值，比较其大小有一2 J>一3 J。
实际问题中选择哪个水平面作为参考平面?可视研究问题的方便而定．通常(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。
7．重力势能是属于系统的如果没有地球，就没有重力，也就谈不上重力势能了，所以重力势能是属于物体与地球所组成的系统所有的。
(重力势能的这个特点与动能不同，动能是运动物体单独具有的)通常我们说物体具有多少重力势能，只是一种简略的习惯说法(严格地说应是，某物体与地球这一系统具有多少重力势能)。
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教案：重力势能
【教学目标】
㈠知识与技能
1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。
2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3．理解重力做功是物体重力势能变化的量度。
4．知道弹性势能的初步概念。
㈡过程与方法
1．经历发散思维和理论探究归纳能力
2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法
㈢情感态度与价值观
1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
2．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
【重点难点】
重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及W G=Ep1-Ep2 关系的得出及应用【教学过程】
一、新课引入
多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？
我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。
但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。
一面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。
为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有能量。
只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。
引入重力势能的概念。
二、教学过程
（一）重力势能
▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
让同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
▲实验定性检验
出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。
以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。
这样实验效果明显，可见度大。
教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。
得到：
同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。
②理论定量推导
师：我们可否通过“重力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。
设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。
如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg ；则F做功为
W F=Fh=mgh;
由功能关系得到：E P=W F=Fh=mgh
▲得出结论：E P=mgh
◆第二层次：理解E P=mgh
主要采取讲授式
①标矢性：标量
②单位：焦耳（J）
③相对性：E p与参考平面（零势能面）的选择有关
学生讨论：相对高度的意义
☻教师引导：零高度的参考平面对应零势能参考平面（说明规定零势能参考平面的必要性）
☻举例深化：通过的例子（书放在课桌上，分别以地面和桌子作为参考面，讨论重力势能。
教师随手演示。
）来说明：重力势能的正负含义；一般情况下以地面作为零势能的参考平面。
思维训练：一位同学说：若以喜马拉雅山的山顶为零势能参考平面，则长江三峡的水库所储备的大量水的势能是负值，所以它就不能发电了。
你认为此同学的说法对吗？为什么？
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。
为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
有力做功就有对应的能量发生变化，物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢？
生：重力
（二）重力做功与重力势能的改变
1．实例探究
设想小球质量为1kg,
g取10m/s2 ,
h1=30m,
h2=10m,
要求学生填写以下三个表格
根据给出数据计算填表（事先印发）。
[学生讨论探究]：从表格中能总结出什么规律？（讨论，交流，教师引导总结）
[教师引导的方向]①重力势能与零势面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与零势面选取有关吗？（指出改变量是末状态量减去初状态量）
②物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功有关吗？
[学生总结规律]
①重力势能的具有相对性（相对于不同的参考平面重力势能的大小不同），确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。
重力势能的变化与零势能面的选取无关，具有绝对性
②重力势能的变化与重力做功的关系。
小球下落，这一过程中重力做正功，重力势能减少，重力做多少功，重力势能减少多少；与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功无关。
2．变式深化
①若用小球从A竖直至B，运动方式有匀速上升、匀加速上升，小球的重力势能分别如何变化，重力对小球做功分别又将如何？
②若用小球从B竖直至A，小球的重力势能分别如何变化，重力对小球做功分别又将如何？
3．归纳总结：重力做功是重力势能变化的量度
物体下落h，重力做正功W G=mgh，重力势能减少，
物体上升h，重力做负功W G= −mgh，重力势能增加。
（三）重力做功和物体运动路径的关系
学生讨论：
小孩以不同的路径从某一高度回到地面，重力对小孩做功大小有什
么关系？为什么？
教师引导：①从“力做功的两个要素：力与力方向上的位移”的角
度思考。
②从功能关系：重力做功是引起物体重力势能变化的唯一因
素的角度思考。
结论：重力做功只与物体始末位置的高度差有关，与路径无关。
(四).课堂练习，运用重力势能的知识解决问题
例1、观看多米诺骨牌视频，讨论该效应产生的能量及其物理原理。
这种效应的物理道理是：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重心下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自已倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上......所以每张牌倒下的时候，具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大。
例2．图5表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？重力势能改变了多少？由位置2运动到跟位置1
在同一水平面上的位置3时，重力做功和重力势能的变化是多
少？由位置1运动到位置3呢？
解答：由位置1→2，重力做功-mgh，重力势能增大mgh；
由位置2→3，重力做功mgh，重力势能减少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和势能变化均为零。
此例的目的是再次强化重力做功、重力势能的概念和计算
例3. 某海湾共占面积S，涨潮时水深H1，此时关上水闸门，可使水位保持H1不变，退潮时，坝外水位降至H2，每天有两次涨潮，则一天重力势能变化了多少？
[教师总结]关于人类与重力势能的认识，是一个从恐惧到挑战直到利用的过程。
人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的（雪崩、泥石流：2006年2月17日泥石流突袭菲律宾2000人丧生）。
但是随着人们通过生产实践中对重力势能的认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量（攀岩运动）。
甚至在可以控制的范围内享受重力势能带给我的种种乐趣（过山车）。
但是科学的意义不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的利用自然！介绍水力发电。
【作业布置】
作业P45 1，2，3
【板书设计】略。