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第I卷(選擇題)
一、單選題(本大題共12小題,共24.0分)
古代護(hù)城河上安裝的吊橋可以看成一個(gè)以O(shè)為支點(diǎn)的杠桿,如圖所示。一個(gè)人通過(guò)定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置,若用L表示拉力F的力臂,則關(guān)于此過(guò)程中L的變化以及乘積FL的變化情況,下列說(shuō)法中正確的是。( )
A. L始終在增加,F(xiàn)L始終在增加B. L始終在增加,F(xiàn)L始終在減小
C. L先增加后減小,F(xiàn)L始終在減小D. L先減小后增加,F(xiàn)L先減小后增加
一個(gè)重為600N的物體Q底面積750cm2,將其放在水平地面上,如圖所示,現(xiàn)將物體Q掛在杠桿的B端,在A端懸掛一個(gè)重為450N的物體P使杠桿在水平位置平衡,忽略杠桿自重的影響,若OA:OB=1:2,那么( )
A. 繩子對(duì)物體Q的拉力為375NB. 地面對(duì)物體Q的支持力為225N
C. 物體Q對(duì)地面的壓強(qiáng)是5000PaD. 物體Q對(duì)地面的壓強(qiáng)是10000Pa
如圖所示,輕質(zhì)杠桿pq可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)物體m浸沒在水中時(shí)杠桿恰好水平靜止,p、q兩端的繩子均不可伸長(zhǎng)且處于張緊狀態(tài)。已知m是體積為1 dm3、重為80 N的實(shí)心物體,M是邊長(zhǎng)為20 cm、質(zhì)量為20 kg的正方體,Op︰Oq=2︰1,圓柱形容器的底面積為400 cm2(取g=10 N/kg),則下列結(jié)果中不正確的是。( )
A. 物體m的密度為8×103kg/m3
B. 杠桿p端受到細(xì)線的拉力為70 N
C. 物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.5×103Pa
D. 物體m浸沒在水中前后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)增大了2×103Pa
如圖所示,長(zhǎng)度為2L的鐵鏈掛在寬度為L(zhǎng)的桌面上,桌面與鐵鏈之間的摩擦因數(shù)為1/3,為保證鐵鏈靜止在桌面上,鐵鏈左端距離桌面的最短距離為。( )
A. L/3
B. L/4
C. L/5
D. L/6
在如圖所示的裝置中,A、B是動(dòng)滑輪,C是定滑輪,D是輪軸,D的輪半徑R=6 cm,軸半徑r=2 cm,物重G=500 N,每個(gè)動(dòng)滑輪重G=30 N。如果不計(jì)繩重和軸摩擦,各段繩的方向保持平行,為把重物提起,作用在輪上的動(dòng)力F至少要大于 ( )
A. 45 N
B. 75 N
C. 90 N
D. 135 N
用水平力F1拉動(dòng)如圖所示裝置,使木板A在粗糙水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng),物塊B在木板A上表面相對(duì)地面靜止,連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2.不計(jì)滑輪重和繩重,滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是( )
A. F1=F2B. F2”“2F2。
故選:D。
在平衡力的作用下,物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)動(dòng)滑輪、物塊B和木板A進(jìn)行受力分析,明確各自受哪些力,方向如何,確定大小關(guān)系。
此題考查了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系及力的作用相互性的應(yīng)用,正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析,明確物體受力情況,是解答此題的關(guān)鍵。
7.【答案】C
【解析】解:A、物體A重100N,重力方向豎著向下,在這個(gè)方向上物體A沒有移動(dòng)距離,所以根據(jù)W=Gh可知重力做功為0,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),A水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力為一對(duì)平衡力,由動(dòng)滑輪省一半的力,故f=12GB=12×40N=20N,故B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B對(duì)A的拉力,由于滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),因壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,故摩擦力不變,所以向右的摩擦力為:f=20N。
A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到平衡力的作用,A受到的水平向左的拉力為:F=f+12GB=20N+20N=40N,
拉力F做功:W=Fs=40N×1m=40J,故C正確;
D、右下的滑輪為動(dòng)滑輪,當(dāng)用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A在2s內(nèi)勻速向左移動(dòng)1m的過(guò)程中,A移動(dòng)的距離為B升高高度的2倍,B上升了hB=1m2=0.5m,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
A、根據(jù)W=Gh計(jì)算A的重力做功;
B、當(dāng)A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),分析其受力情況,根據(jù)二力平衡和動(dòng)滑輪省一半的力分析;
C、當(dāng)A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),分析其受力情況,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)可知摩擦力不變,根據(jù)力的平衡求出A受到的水平向左的拉力;根據(jù)W=Fs求出拉力F做功;
D、右下的滑輪為動(dòng)滑輪,根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn),A移動(dòng)的距離為B升高高度的2倍。
本題考查動(dòng)滑輪的使用,力的平衡及功的計(jì)算、影響摩擦力大小的因素,考查知識(shí)點(diǎn)較多,難點(diǎn)是求A所受的摩擦力,關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本題涉及到滑輪組繩子拉力的計(jì)算、浮力的計(jì)算、滑輪組的機(jī)械效率等,考查的知識(shí)點(diǎn)多,用到的公式多,難點(diǎn)是求最大拉力,明確滑輪組有3段繩子承擔(dān),當(dāng)A完全浸沒時(shí)繩子對(duì)物體A拉力最大是關(guān)鍵。
(1)利用ρ=mV求A的質(zhì)量,再利用G=mg求A的重力;A浸沒在水中V排=VA,利用阿基米德原理求A浸沒在水中受到的浮力;當(dāng)A完全浸沒時(shí)繩子對(duì)物體A拉力最大,電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F=13(F浮?G+G動(dòng)),利用P=Fv求繩子自由端運(yùn)動(dòng)的最小速度;物體向下移動(dòng)速度v=13v繩;
(2)拉力F=13(F浮?G+G動(dòng)),物體A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,浮力先變大、后不變,電動(dòng)機(jī)拉著繩子的力先變大,后不變;
(3)當(dāng)A完全浸沒時(shí),滑輪組受到的拉力最大,滑輪組的機(jī)械效率最大,有用功W有用=(F浮?G)h,總功W總=Fs=13(F浮?G+G動(dòng))3h=(F浮?G+G動(dòng))h,滑輪組機(jī)械效率等于有用功與總功之比。
【解答】
解:
BD、由ρ=mV可得A的質(zhì)量:mA=ρAVA=0.4×103kg/m3×0.2m3=80kg;
A的重力:GA=mAg=80kg×10N/kg=800N;
A浸沒在水中V排=VA=0.2m3,
A浸沒在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N;
當(dāng)A完全浸沒時(shí)繩子對(duì)物體A的拉力最大,電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力也最大,不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力,則電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的最大拉力:F=13(F浮?G+G動(dòng))=13(2×103N?800N+300N)=500N,
由P=Wt=Fst=Fv可得,繩子自由端運(yùn)動(dòng)的最小速度:v繩=PF=1.5×103W500N=3m/s;
則物體向下運(yùn)動(dòng)的最小速度:v=13v繩=13×3m/s=1m/s;故B正確,D錯(cuò)誤;
C、電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F=13(F浮?G+G動(dòng)),物體A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,浮力先變大、后不變,所以電動(dòng)機(jī)拉著繩子的力先變大,后不變,故C正確;
A、當(dāng)A完全浸沒后,滑輪組受到的拉力最大,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率最大,有用功:W有用=(F浮?G)h,
總功:W總=Fs=13(F浮?G+G動(dòng))×3h=(F浮?G+G動(dòng))h,
滑輪組機(jī)械效率的最大值:η=W有用W總×100%=(F浮?G)h(F浮?G+G輪)h×100%=F浮?GF浮?G+G輪×100%=2×103N?800N2×103N?800N+300N×100%=80%,故A正確。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查滑輪組中相關(guān)量的計(jì)算,不計(jì)摩擦和繩重時(shí)拉力的求法。
(1)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,不計(jì)繩重及摩擦,拉力F=1n(G物+G動(dòng))比較兩滑輪組拉力的大小關(guān)系;
(2)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體升高速度的n倍,據(jù)此比較甲、乙繩子自由端移動(dòng)的速度關(guān)系;
(3)不計(jì)繩重、滑輪與軸之間的摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總=G物hFs=G物hFnh=G物Fn=G物G物+G動(dòng),據(jù)此比較甲、乙滑輪組的機(jī)械效率;
(4)由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n,則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh;
【解答】
A.不計(jì)繩重及摩擦,因?yàn)槔=1n(G物+G動(dòng)),n1=2,n2=3,
所以繩端的拉力:F1=12(G物+G動(dòng)),F(xiàn)2=13(G物+G動(dòng)),所以F1>F2,故A錯(cuò)誤;
B.由圖知,n甲=2,n乙=3,甲滑輪組繩子自由端移動(dòng)的速度v甲=2v物,乙滑輪組繩子自由端移動(dòng)的速度v乙=3v物,所以甲繩子自由端移動(dòng)速度小于乙繩的自由端移動(dòng)的速度,故B錯(cuò)誤;
C.不計(jì)繩重、滑輪與軸之間的摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總=G物hFs=G物hFnh=G物Fn=G物G物+G動(dòng),物體和動(dòng)滑輪重力相等,所以甲、乙滑輪組的機(jī)械效率相等,故C正確;
D.因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s=nh,n1=2,n2=3,提升物體的高度h相同,所以s1=2h,s2=3h,則s1≠s2,故D錯(cuò)誤;
10.【答案】C
【解析】解:(1)每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等且繩重和摩擦不計(jì),由圖可知,甲圖n=2,而乙圖n=3,所以F甲=G動(dòng)+200N2,F(xiàn)乙=G動(dòng)+100N3。故A錯(cuò)誤。
(2)克服重力所做的功就是有用功,即W=Gh,也就是重力乘以重物被舉高的高度,W甲=200N×h,W乙=100N×h,W甲不等于W乙,故B錯(cuò)誤。
(3)繩重和摩擦不計(jì),所以克服動(dòng)滑輪所做的功就是額外功,W額=G動(dòng)h,也就是動(dòng)滑輪的重力乘以其上升的高度,由于每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等且被提升相同高度,所以兩裝置中,額外功相同。故C正確。
(4)η=W有W總=W有W額+W有,W額相同,而有用功不同,所以機(jī)械效率不同,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(1)繩重和摩擦不計(jì),拉力大小利用F=G動(dòng)+G物n來(lái)計(jì)算;
(2)克服重力所做的功就是有用功,即W=Gh;
(3)由題知,繩重和摩檫不計(jì),使用滑輪組做的額外功等于提升動(dòng)滑輪做的功,由于每個(gè)滑輪的質(zhì)量相等,將重物勻速提升相同高度,做的額外功相等;
(4)機(jī)械效率的大小利用η=W有W總=W有W額+W有來(lái)判斷。
本題考查了關(guān)于滑輪組的拉力大小,有用功,額外功,機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算,是一道綜合性很強(qiáng)的題。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
(1)已知滑輪組繩子的段數(shù)n和拉力F拉,物體靜止,設(shè)滑輪組對(duì)物體的拉力F′,其關(guān)系為F拉=13(F′+G動(dòng));地面對(duì)物體的支持力等于物體對(duì)地面的壓力,等于物體的重力G減去整個(gè)滑輪組對(duì)物體的拉力F′;
(2)由圖丙確定出1~2s時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
(3)由F?t圖象得出在2~3s內(nèi)的拉力F,由v?t圖象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用點(diǎn)下降的速度,利用P=Fv求拉力做功功率;
(4)知道拉力F和物重G大小,以及S與h的關(guān)系,利用效率求滑輪組的機(jī)械效率。
本題是一道力學(xué)綜合題,涉及到功率、機(jī)械效率的計(jì)算,能從題目提供的圖中得出相關(guān)信息是解答本題的關(guān)鍵。
【解答】
A.由圖乙可知,在0~1s內(nèi),拉力F=30N,取動(dòng)滑輪和重物為研究對(duì)象,受到向下的重力G和G動(dòng),向上的支持力F支,及三根繩子向上的拉力F′作用,處于靜止?fàn)顟B(tài),
地面對(duì)重物的支持力:F支=G?F′=G?3F拉+G動(dòng)=100N?3×30N+G動(dòng)=G動(dòng)+10N,故A正確,不符合題意;
B.由圖丙可知,在1~2s內(nèi)物體速度在增加,做加速運(yùn)動(dòng),故B正確,不符合題意
C.由圖可知在2~3s內(nèi),重物做勻速運(yùn)動(dòng),v3=2.50m/s,拉力F3=40N,
因?yàn)閺膭?dòng)滑輪上直接引出的繩子股數(shù)(承擔(dān)物重的繩子股數(shù))n=3,
所以拉力F的作用點(diǎn)下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,
拉力做功功率(總功率):
P總=F3V3′=40N×7.5m/s=300W,故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.2~3s時(shí)滑輪組的機(jī)械效率:
η=W有用W總=Gh3F3h3=Gh3F3·3h=G3F3=100N3×40N≈83.33%,故D正確,不符合題意。
故選C。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)忽略繩重及一切阻力,圖甲的機(jī)械效率,η=W有用W總×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%可求拉力F1的大??;
(2)根據(jù)F1=12(G+G動(dòng))可求動(dòng)滑輪的重力;再根據(jù)η=W有用W總×100%=GhGh+G動(dòng)h×100%=GG+G動(dòng)×100%可求用圖乙繞法勻速提升400N重物時(shí),機(jī)械效率的大??;
(3)(4)分別用兩種繞法勻速提升相同重物時(shí),有用功相同,忽略繩重及一切阻力,克服動(dòng)滑輪做的功是額外功,額外功相同,總的總功相同,機(jī)械效率相同。
理解機(jī)械效率的含義,明確額外功的產(chǎn)生原因,能分析出額外功相同是正確解答本題的關(guān)鍵。
【解答】
解:A、忽略繩重及一切阻力,用圖甲繞法勻速提升重為900N的物體時(shí),機(jī)械效率為90%,
圖甲中n=2,由η=W有用W總×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%可得拉力F1的大小:
F1=Gnη=900N2×90%=500N,故A錯(cuò)誤;
B、圖甲中,根據(jù)F1=12(G+G動(dòng))可得動(dòng)滑輪的重力:
G動(dòng)=2F1?G=2×500N?900N=100N;
忽略繩重及一切阻力,
滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=GhGh+G動(dòng)h×100%=GG+G動(dòng)×100%,則用圖乙繞法勻速提升400N重物時(shí),其機(jī)械效率為:
η′=G′G′+G動(dòng)×100%=400N400N+100N×100%=80%,故B正確;
CD、分別用兩種繞法勻速提升相同重物時(shí),有用功相同,忽略繩重及一切阻力,克服動(dòng)滑輪做的功是額外功,因同一滑輪組中動(dòng)滑輪的重不變、提升高度相同,額外功相同,總功相同(即F1和F2做功相同),機(jī)械效率也相同,故CD錯(cuò)誤;
故選B。
13.【答案】100 200
【解析】解:
(1)由乙圖可知,當(dāng)提升貨物重G=100N時(shí),η=50%,
不考慮繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總=W有用W有用+W額=GhGh+G輪h=GG+G輪,
即:50%=100N100N+G輪,
解得動(dòng)滑輪重:G輪=100N;
(2)當(dāng)運(yùn)送3件貨物時(shí),貨物的總重G′=3×100N=300N,
由圖甲可知n=2,不考慮繩重和摩擦,此時(shí)繩子的拉力:
F′=12(G′+G輪)=12×(300N+100N)=200N。
故答案為:100;200。
(1)不計(jì)繩子重和摩擦,動(dòng)滑輪不變,取物重G=100N,由圖乙知道此時(shí)的機(jī)械效率為50%,利用η=W有用W總=W有用W有用+W額=GhGh+G輪h=GG+G動(dòng)求動(dòng)滑輪重;
(2)當(dāng)運(yùn)送3件貨物時(shí),求出貨物重,不考慮繩重和摩擦,此時(shí)拉力F=12(G+G輪)。
本題考查了使用滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用和拉力的計(jì)算,能從圖象中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵。
14.【答案】2.5
80%
【解析】注意分析題目所述的各物體運(yùn)動(dòng)距離的關(guān)系。
15.【答案】杠桿 0.1R
【解析】解:
(1)兩圓盤材質(zhì)都是均勻的,可把兩個(gè)圓心的相連的線段看成杠桿;
所以整個(gè)裝置可以看成杠桿模型。
(2)大小圓盤的重力之比為:
由杠桿平衡的條件,G大:G小=4:1,
則力臂L大:L小=1:4;
且距O點(diǎn)的距離為該線段的15,而支點(diǎn)位置應(yīng)在兩個(gè)圓心相連的線段上,
所以整體重心離大圓盤圓心的距離是15×(R?12R)=0.1R;
故答案為:(1)杠桿;(2)0.1R。
兩圓盤材質(zhì)都是均勻的,可把兩個(gè)圓心的相連的線段看成杠桿,再利用杠桿平衡的條件,計(jì)算出整體重心的位置,從而判斷整體重心離大圓盤圓心的距離。
此題考查的是杠桿模型,確定重心位置,且較難的題目,通常需要先找出各部分重心再確定整體的重心,難度較大。
16.【答案】省力 180
【解析】解:
(1)獨(dú)輪車在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂為1m,阻力臂為0.3m,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,費(fèi)距離;
所以獨(dú)輪車是省力杠桿。
(2)由FL1=GL2,即:F×1m=600N×0.3m;
解得F=180N;
由此人向上的力為180N。
故答案為:(1)省力;(2)180N。
(1)判斷杠桿在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。獨(dú)輪車在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,費(fèi)距離;
(2)知道阻力、阻力臂、動(dòng)力臂,利用杠桿的平衡條件,求動(dòng)力大小。
此題考查的是杠桿的分類和特點(diǎn),主要包括以下幾種:①省力杠桿,動(dòng)力臂大于阻力臂,省力但費(fèi)距離;②費(fèi)力杠桿,動(dòng)力臂小于阻力臂,費(fèi)力但省距離;③等臂杠桿,動(dòng)力臂等于阻力臂,既不省距離也不省力;以及杠桿平衡的條件的應(yīng)用。
17.【答案】
【解析】
【分析】
根據(jù)重力的方向是豎直向下的,過(guò)重心做豎直向下的力即可。根據(jù)杠桿的平衡條件,力臂越長(zhǎng),作用力越小的思路,先確定最長(zhǎng)的力臂,然后根據(jù)力與力臂垂直的關(guān)系確定杠桿的最小作用力。本題考查重力示意圖的畫法、杠桿中最小力的作圖,畫杠桿中最小作用力的關(guān)鍵是找出最長(zhǎng)的力臂,一般以支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離作為動(dòng)力臂最長(zhǎng)。
【解答】
過(guò)電熱水壺的重心B,沿豎直向下的方向畫一條有向線段,用G表示,即為其所受重力示意圖;連接OA就是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂,根據(jù)杠桿平衡的條件,要使杠桿平衡,動(dòng)力方向向上,據(jù)此可畫出最小的動(dòng)力F;如圖所示。
18.【答案】解:找到支點(diǎn)O及F2的作用線,從支點(diǎn)開始向力的作用線作垂線,并標(biāo)出力臂,如圖所示:
【解析】力臂即點(diǎn)到線的距離。找到支點(diǎn)、力的作用線,再作支點(diǎn)到力的作用線的垂線段。
畫力臂的方法是:一找點(diǎn)(支點(diǎn)),二作線(力的作用線),點(diǎn)向線作垂線。
19.【答案】(1)便于測(cè)量力臂 (3)小于 左(4)ρ水L1L2 (5)<
【解析】杠桿在水平位置平衡時(shí),力臂與杠桿均水平,便于測(cè)量力臂;將裝滿水的礦泉水瓶懸掛在D點(diǎn)時(shí),BC對(duì)電子秤的壓力F=mg,由杜桿平衡條件得mg×OA=ρ水gV×L1…①,將裝滿待測(cè)液體的礦泉水瓶仍懸掛在D點(diǎn),BC對(duì)電子秤的壓力F′=m′g,有m′g×OA=ρ水gV×L1…②,因m′
這是一份人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)期末測(cè)試卷(含答案解析)(困難),共17頁(yè)。試卷主要包含了單選題,填空題,作圖題,實(shí)驗(yàn)探究題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)期中測(cè)試卷(含答案解析)(困難),共17頁(yè)。試卷主要包含了單選題,填空題,作圖題,實(shí)驗(yàn)探究題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械綜合與測(cè)試單元測(cè)試練習(xí)題,共18頁(yè)。試卷主要包含了單選題,填空題,作圖題,實(shí)驗(yàn)探究題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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