圓周運(yùn)動(dòng)向心力_第1頁
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文檔簡介

1、圓周運(yùn)動(dòng)、向心力練習(xí)題1. 關(guān)于向心力,以下說法中不正確的是A是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力 B向心力就是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力C向心力是線速度變化的原因 D只要物體受到向心力的作用,物體就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)2. 如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法正確的是 ( )A物體所受彈力增大,摩擦力也增大 B物體所受彈力增大,摩擦力減小C物體所受彈力減小,摩擦力減小 D物體所受彈力增大,摩擦力不變(例3)3. 如圖所示,A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上,動(dòng)摩擦因數(shù)均為,A的質(zhì)量是2m,B和C的質(zhì)量均為m,A、B

2、離軸為R,C離軸為2R。當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),則 ( )A若A、B、C均未滑動(dòng),則C的向心加速度最大 B若A、B、C均未滑動(dòng),則B的摩擦力最小C當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增大時(shí),B比A先滑動(dòng) D 圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增大時(shí),C比B先滑動(dòng)4. 如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動(dòng),有兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說法正確的是 ( )(例4)A球A的線速度必定大于球B的線速度 B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的運(yùn)動(dòng)周期必定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D球A對(duì)筒壁的壓力必定大于球B對(duì)筒壁的壓力5. 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,下列物理量不變的是 ( )A向心加速度 B

3、線速度 C向心力 D角速度6. 下列關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力的說法中,正確的是 ( ) A物體除其他的力外還要受到個(gè)向心力的作用 B物體所受的合外力提供向心力 C向心力是一個(gè)恒力 D向心力的大小直在變化 7. 下列關(guān)于向心力的說法中正確的是 ( )A物體受到向心力的作用才可能做圓周運(yùn)動(dòng)B向心力是指向圓心方向的合力,是根據(jù)力的作用效果來命名的,但受力分析時(shí)應(yīng)該畫出C向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某一種力或某幾種力的合力D向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向,不改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢(第5題)(第4題)8. 如圖所示的圓錐擺中,擺球A在水平面上作勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于A的受力

4、情況,下列說法中正確的是 ( )A擺球A受重力、拉力和向心力的作用; B擺球A受拉力和向心力的作用;C擺球A受拉力和重力的作用; D擺球A受重力和向心力的作用。9. 如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng),物體所受向心力是 ( )A重力B彈力 C靜摩擦力 D滑動(dòng)摩擦力(第6題)10. 如圖所示,一圓盤可繞通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤上放置一小木塊A,它隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則關(guān)于木塊A的受力,下列說法正確的是 ( ) A木塊A受重力、支持力和向心力B木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向指向圓心C木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向與木塊

5、運(yùn)動(dòng)方向相反D木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同11. 如圖所示,小球用細(xì)繩懸掛于點(diǎn),在點(diǎn)正下方有一固定的釘子,把小球拉到水平位置后無初速釋放,當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)有一定大小的速度,與釘子C相碰的前后瞬間 ( )(A)小球的速度不變 (B)小球的向心加速度不變(C)小球的向心加速度突然增大 (D)繩中張力突然增大(第10題)12. 如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,當(dāng)滑塊從A滑到B的過程中,受到的摩擦力的最大值為F,則 ( )AF=mgBFmg CFmgD無法確定F的值13. 用長短不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上

6、做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則 ( )(第2題)A兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩易斷B兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),短繩易斷C兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩易斷D以上說法都不對(duì)14. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)繩懸于光滑的斜面上的O點(diǎn),小球在這個(gè)傾角為的斜面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度分別是v1和v2,則繩子在這兩個(gè)位置時(shí)的張力大小分別是多大?(例6)15. 如圖所示,支架質(zhì)量為M,始終靜止在水平地面上,轉(zhuǎn)軸處用長為l的線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球(1)把線拉至水平靜止釋放小球小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處時(shí),水平面對(duì)支架的支持力N為多大?(2)若使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)

7、小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)處時(shí),支架恰好對(duì)水平地面無壓力,則小球在最高點(diǎn)處的速度v為多大? 16. 如圖所示,質(zhì)量m1 kg的小球用細(xì)線拴住,線長l0.5 m,細(xì)線所受拉力達(dá)到F18 N時(shí)就會(huì)被拉斷。當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點(diǎn)的正下方時(shí),細(xì)線恰好被拉斷。若此時(shí)小球距水平地面的高度h5 m,重力加速度g10 m/s2,求小球落地處到地面上點(diǎn)的距離?(P點(diǎn)在懸點(diǎn)的正下方)17如圖,傾角為的光滑斜面上有一質(zhì)量如圖所示,兩根線系著同一小球,兩根線的另一端連接于豎直軸上的A、B兩點(diǎn),其中Ac長度為l2 m今使小球繞豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而使兩線均被拉直,分別與桿夾30°和45°角,則轉(zhuǎn)動(dòng)角

8、速度的取值范圍應(yīng)如何?一個(gè)質(zhì)量為M的物體在水平轉(zhuǎn)盤上,距離轉(zhuǎn)軸的距離為r,當(dāng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為n時(shí),物體相對(duì)于轉(zhuǎn)盤靜止,如果轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速增大時(shí),物體仍然相對(duì)于轉(zhuǎn)盤靜止,則下列說法中正確的是 ( )A物體受到的彈力增大 B物體受到的靜摩擦力增大C物體受到的合外力不變 D物體對(duì)轉(zhuǎn)盤的壓力減小17. 如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊從半徑為R的光滑固定圓弧形軌道的a點(diǎn)滑到b點(diǎn),下列說法中正確的是( )(第4題)A它所受的合外力的大小是恒定的B向心力大小逐漸增大C向心力逐漸減小D向心加速度逐漸增大18. 如圖所示的裝置中,兩球的質(zhì)量都為m,且繞豎直軸做同樣的圓錐擺運(yùn)動(dòng),木塊的質(zhì)量為2m,則木塊的運(yùn)動(dòng)情況是( )(第5

9、題)A向上運(yùn)動(dòng) B向下運(yùn)動(dòng) C靜止不動(dòng) D上下振動(dòng)二填空題19. 如圖所示,在半徑為R的半球形碗的光滑內(nèi)表面上,一質(zhì)量為m的小球以角速度在水平平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該水平面距離碗底的距離h=_。(R)一木塊放于水平轉(zhuǎn)盤上,與轉(zhuǎn)軸的距離為r,若木塊與盤面間的最大靜摩擦力是木塊重力的倍,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大是_。( )20. 一根長為0.8米的繩子,它能承受的最大拉力是8N,現(xiàn)在它的一端拴有一質(zhì)量為0.4kg的物體,使物體以繩子另一端為圓心,在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩子剛好被拉斷,那此時(shí)物體的速度大小為 。(g=10m/s2)()21. 如圖所示,小球用長為L的細(xì)繩懸于O點(diǎn)

10、,使之在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),過最低點(diǎn)時(shí)速度為v,則小球在最低點(diǎn)時(shí),細(xì)繩的張力大小為 。(小球質(zhì)量為m)(mg+m) (第8題)22. 質(zhì)量為M的人抓住長為l的輕繩一端另一端系一質(zhì)量為m的小球,今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),若小球通過軌道最高點(diǎn)時(shí)速率為v,則此時(shí)人對(duì)地面的壓力大小為 ;若小球通過軌道最低點(diǎn)時(shí)速率為u,則此時(shí)小球所受向心力大小為 答案: 23. 如圖所示,小物塊與圓筒內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,圓筒的橫截面半徑為R,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則圓筒繞豎直軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度至少為網(wǎng),小物塊才不至滑下答案:24. 如圖所示,OO為豎直轉(zhuǎn)軸,MN為固定在軸上的水平光滑桿,今有質(zhì)量相同的a

11、、b兩小球套在桿上,并用同樣的線系在軸上的點(diǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而線均被拉直時(shí),a、b兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為121,今使轉(zhuǎn)速逐漸增大,則ac與bc兩根線中先斷的一根是 答案:ac繩25. 如圖1-3-6所示,在質(zhì)量為M的物體內(nèi),有光滑的圓形軌道,有一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)沿圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng),A、C兩點(diǎn)分別是軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B、D兩點(diǎn)與圓心O在同一水平面上,在小球運(yùn)動(dòng)過程中,M靜止于地面,那么關(guān)于M對(duì)地面的壓力N和地面對(duì)M的磨擦力的方向,下面說法正確的是( )A.小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),NMg,摩擦力方向向左B.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),N=Mg,摩擦力方向向右C.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),N(m+M)g,地面與M無

12、摩擦D.小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),N=(m+M)g,摩擦力方向向左三計(jì)算題26. 長為L的細(xì)線,拴一質(zhì)量為m的小球,一端固定于O點(diǎn)。讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng)),如圖所示。當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是時(shí),求:(1) 線的拉力F;(2) 小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大??;(3) 小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期。(答案 (1)F=mg/cos (2)v= (3)= T=2)27. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)繩懸于光滑的斜面上的O點(diǎn),小球在這個(gè)傾角為的斜面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度分別是v1和v2,則繩子在這兩個(gè)位置時(shí)的張力大小分別是多大?(例6)(解析 在最高點(diǎn):分解重

13、力沿斜面的分力為mgsin,這個(gè)重力的分力與繩子拉力的合力充當(dāng)向心力,向心力沿斜面向下指心圓心:mgsin+T1=m,所以T1=mmgsin同理,在最低點(diǎn):T2mgsin=m,所以T2=m+mgsin答案 最高點(diǎn):T1=mmgsin ,最低點(diǎn):T2=m+mgsin點(diǎn)評(píng) 本題將水平和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展到一般的斜面上的情況,解此類問題的關(guān)鍵仍是正確地分析向心力的來源。)28. 如圖所示,行車的鋼絲長L=3m,下面吊著質(zhì)量為m=2.8×103kg的貨物,以速度v=2m/s勻速行駛行車突然剎車,鋼絲繩受到的拉力是多少?(3.173×104N)29. 現(xiàn)在有一種叫做“魔盤”的娛樂

14、設(shè)施(如圖),“魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)很慢時(shí),盤上的人都可以隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不至于被甩開。當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí),盤上的人便逐漸向邊緣滑去,離轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的人,這種滑動(dòng)的趨勢越厲害。設(shè)“魔盤”轉(zhuǎn)速為6轉(zhuǎn)/分,一個(gè)體重為30 kg的小孩坐在距離軸心1 m處(盤半徑大于1 m)隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(沒有滑動(dòng))。這個(gè)小孩受到的向心力有多大?這個(gè)向心力是由什么力提供的?(11.8 N ,由小孩與盤之間的靜摩擦力提供 )30. 如圖所示,支架質(zhì)量為M,始終靜止在水平地面上,轉(zhuǎn)軸處用長為l的線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球(1)把線拉至水平靜止釋放小球小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處時(shí),水平面對(duì)支架的支持力N為多大?(2)若使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)

15、動(dòng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)處時(shí),支架恰好對(duì)水平地面無壓力,則小球在最高點(diǎn)處的速度v為多大? 答案:Mg3mg;31. 質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)上,裝有一個(gè)質(zhì)量為m的不均勻飛輪,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒為0,且飛輪的重心在轉(zhuǎn)軸正上方時(shí),電動(dòng)機(jī)對(duì)地面剛好沒有壓力,試求:(1)飛輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離;(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的最大壓力。解:因?yàn)轱w輪m做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng),而M處于靜止?fàn)顟B(tài),所以對(duì)m和M進(jìn)行隔離法分析對(duì)m在最高點(diǎn)時(shí) T1+mg=m20r 此時(shí)M對(duì)地壓力為零,即T1=Mg 得:r=當(dāng)m轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),m對(duì)M作用力方向豎直向下,M對(duì)地壓力最大,對(duì)m而言,T2-mg=m20r 對(duì)M而言,N=Mg+T2 得N=2(M

16、+m)g32. 如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩只小球用輕彈簧連在一起,且mA4mB,并以L140cm,不可伸長的細(xì)線拴在軸OO上,mA與mB均以n120rmin繞軸在光滑的水平面上勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)兩球間的距離L20.6 m時(shí)將線燒斷,試求線被燒斷后的瞬間,兩球加速度aA和aB的大小和方向答案:162ms2,水平向左; 42ms2,水平向右33. 在雙人花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)中,我們有時(shí)會(huì)看到女運(yùn)動(dòng)員被男運(yùn)動(dòng)員拉著做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場面。如果目測女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和豎直方向的夾角約為45°,那么她所受到的拉力估計(jì)是其體重的多少倍?(約為體重的1.4倍)(第14題)34. 如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤

17、上放一小木塊。轉(zhuǎn)速為60rad/ min時(shí),木塊離軸8cm恰好與轉(zhuǎn)盤無相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到120rad/min時(shí),為使小木塊剛好與轉(zhuǎn)盤保持相對(duì)靜止,那么木塊應(yīng)放在離軸多遠(yuǎn)的地方?(2cm)35. A、B兩球質(zhì)量分別為m1與m2,用一勁度系數(shù)為K的彈簧相連,一長為l1的細(xì)線與m1相連,置于水平光滑桌面上,細(xì)線的另一端拴在豎直軸OO上,如圖所示,當(dāng)m1與m2均以角速度繞OO做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧長度為l2。求:(1)此時(shí)彈簧伸長量多大?繩子張力多大?(2)將線突然燒斷瞬間兩球加速度各多大? (1)彈簧伸長量l=m2w2(l1l2)/K,繩子拉力T=m1w2l1m2w2(l1l2) (2)線燒斷瞬

18、間,A球加速度a1=F/m1=m2w2(l1l2)/m1 B球加速度a2=F/m2=w2(l1l2))(第15題)36. 如圖所示,小球沿光滑的水平面沖上一光滑的半圓形軌道,軌道半公式為R,小球在軌道的最高點(diǎn)對(duì)軌道壓力等于小球的重力,問:(1) 小球離開軌道落到距地面高為R/2處時(shí),小球的水平位移是多少?(2) 小球落地時(shí)速度為多大?(R,)(第16題)37. 在光滑水平面上釘有兩個(gè)鐵釘A和B,相距0.1m,長1m的細(xì)線一端系在A上,另一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小球,小球初始位置在A、B的連線上的一側(cè),如圖所示,現(xiàn)給小球以垂直于線的2m/s的速度做圓周運(yùn)動(dòng),如果細(xì)線承受的最大拉力為7N,從開

19、始運(yùn)動(dòng)到線斷裂經(jīng)歷多長時(shí)間? (2.6s)38. 質(zhì)量相等的小球A、B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn),當(dāng)桿在光滑水平面上繞O點(diǎn)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如圖所示,求桿的OA段及AB段對(duì)球的拉力之比是多少? (32)39. 如圖所示,一根長為l的均勻細(xì)桿OA可以繞通過其一端的水平軸。在豎恒平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)桿最初在水平位置上,桿上距點(diǎn)處放一小物體m(可視為質(zhì)點(diǎn)),桿與小物體最初處于靜止?fàn)顟B(tài),若此桿突然以角速度繞勻速轉(zhuǎn)動(dòng)問取什么值時(shí),桿A與小物體可再次相碰答案:或40. 如圖所示,在繞豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上,沿半徑方向放置A、B兩個(gè)小物體,質(zhì)量分別為ml0.3 kg,m20.2 kgA與B間用長度為l0.1m的細(xì)

20、線相連,A距軸r0.2 m,A、B與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的0.4倍(1)為使A、B同時(shí)相對(duì)于圓盤發(fā)生滑動(dòng),圓盤的角速度至少為多大?(2)當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸增大到A與B即將開始滑動(dòng)時(shí)燒斷連線,則A與B的運(yùn)動(dòng)情況分別如何?答案:A仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B離心121如圖,傾角為的光滑斜面上有一質(zhì)量如圖所示,兩根線系著同一小球,兩根線的另一端連接于豎直軸上的A、B兩點(diǎn),其中Ac長度為l2 m今使小球繞豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而使兩線均被拉直,分別與桿夾30°和45°角,則轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的取值范圍應(yīng)如何?答案:41. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用輕軟細(xì)繩系在邊長為a的正方形截面木柱的

21、邊A處(木柱水平放置,圖中畫斜線部分為其橫截面),軟繩長4a且質(zhì)量不計(jì),它所能承受的最大拉力為7mg,開始繩呈水平狀態(tài)若以豎直向下的初速度拋出小球,為使繩能繞在木柱上,且小球始終沿圓弧運(yùn)動(dòng),最后擊中A點(diǎn)求拋出小球初速度的最大值和最小值(空氣阻力不計(jì)),答案:42. 如圖13所示,位于豎直平面上的圓弧光滑軌道,半徑為R,OB沿豎直方向,圓弧軌道上端A距地面高度為H,質(zhì)量為的小球從A靜止釋放,最后落在地面C點(diǎn)處,不計(jì)空氣阻力。求:(1) 小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力多大?(2)小球落地點(diǎn)C與B的水平距離S為多少?(3)比值為多少時(shí),小球落地點(diǎn)C與B水平距離S最遠(yuǎn)?該水平距離最大值是多少?解:(1)小球沿圓弧做圓周運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)由牛頓第二定律有 (2分)而由B,由機(jī)械能守恒有 (2分)由、可解得 mg (1分)(2)小球離B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),拋出點(diǎn)高為,豎直方向有 (1分)水平方向有 · (1分)由可解得 (1分)解、可得水平距離 (1分)(3)由得 (2分)由知:時(shí),即時(shí),S有最大值 (2分)43. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球自由下落d后,沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運(yùn)動(dòng),圓弧AB是半徑為d的1/4粗糙,圓弧BC是直徑為d的光滑半(B是軌道的最低點(diǎn))。小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)對(duì)

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