人教版八下物理11.3 动能和势能同步练习(基础巩固)(学生版+教师版)

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人教版八下物理11.3 动能和势能同步练习(基础巩固)(学生版+教师版)

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人教版八下物理11.3 动能和势能同步练习(基础巩固)
一、选择题
1. “高空抛物”正式入刑。高空抛物存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的(  )
A.重力 B.动能 C.重力势能 D.弹性势能
【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】解:高空抛物,是因为在高空,物体具有很大的重力势能,存在很大的安全隐患,物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,因此高空抛物会造成很大的危害,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
【分析】物体由于被举高而具有的能,是重力势能,与物体的质量和高度有关。
2.一只垒球以某一速度飞向木栅栏,会被木栅栏弹回来,而一辆汽车以相同的速度撞向这一栅栏, 木栅栏就会被汽车撞坏, 这是因为汽车 (  )。
A.具有较大的势能 B.具有较大的动能
C.具有较大的弹性 D.具有较大的功率
【答案】B
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】垒球和汽车的速度相同,由于汽车的质量很大,具有的动能很大,在撞向木栅栏时,做功更多,危害大,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】动能是物体由于运动而具有的能量,动能大小和物体的质量、运动速度有关。
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了修筑拦河坝来提高上游的水位是为了提高了水的(  )
A.动能 B.重力势能 C.弹性势能 D.以上都有
【答案】B
【知识点】势能的影响因素;动能与势能的应用
【解析】【解答】 解:人们修筑拦河坝来提高上游的水位,提高了水的高度,即水的重力势能。故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
【分析】影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大;
机械能是动能与势能的和。
4.古代战争中,军队用投石车投出巨石来攻击城墙,在巨石被投出到击中城墙的过程中,下列说法正确的是(  ).
A.巨石在上升过程中动能不断增大
B.巨石在最高点时动能为零
C.巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D.巨石在下降过程中重力势能不断减小
【答案】D
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较
【解析】【解答】A、投出的巨石在上升过程中,速度减小,动能不断减小,A不符合题意;
B、投出的巨石在最高点时,在水平方向有速度,动能不为零,B不符合题意;
CD、巨石在下降过程中,速度变大,动能变大,高度减小,重力势能减小,重力势能转化为动能,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:D.
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大。
5.如图所示是“胜哥”跳伞到达地面时的情境。打开降落伞后,若“胜哥”在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动,则关于“胜哥”在这段时间内,下列说法正确的是(  )
A.“胜哥”的动能不变,重力势能不变
B.“胜哥”的动能不变,重力势能变小
C.“胜哥”的动能变大,重力势能不变
D.“胜哥”的动能变大,重力势能变小
【答案】B
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较
【解析】【解答】“胜哥”匀速下落的过程中,其质量不变,速度不变,所以动能大小不变。
“胜哥”匀速下落的过程中,其质量不变,高度减小,则重力势能减小,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】(1)动能的影响因素是质量和速度。
(2)重力势能的影响因素是质量和高度。
6.如图所示,是我国某地的等高线图,“胜哥”把同一物体分别放在A点和B点,那么在哪一点时,此物体的重力势能大(  )
A.在A点时大 B.在B点时大
C.在两点时一样大 D.条件不足,无法判定
【答案】B
【知识点】势能大小的比较
【解析】【解答】同一个物体,质量一定,位置越高,重力势能越大,图中,A点的海拔为995m,B点的海拔为1040m,物体在B点时重力势能大。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】质量一定时,高度越高,重力势能越大。
7.如图所示是“胜哥”跳远的情景。若不考虑空气阻力,“胜哥”(  )
A.起跳前加速助跑是为了增大惯性
B.经过最高点时动能为零
C.经过最高点时重力势能最大
D.起跳后所受重力为零
【答案】C
【知识点】势能大小的比较;动能的影响因素;重力及其大小的计算;惯性及其现象
【解析】【解答】A. “胜哥”起跳前加速助跑是为了利用惯性,增加跳远的长度,同时质量不变,惯性不变,故A不符合题意;
B.经过最高点,“胜哥”任然有向右运动的速度,说明在最高点时动能不为0,故B不符合题意;
C.“胜哥”经过最高点时,高度最高,重力势能最大,故C符合题意;
D.“胜哥”起跳后质量不变,所受重力不变,故D不符合题意。
故选C。
【分析】惯性:惯性是物体的固有属性,只和质量有关;重力势能与高度成正比,与质量成正比,动能和质量成正比,和速度的平方成正比,起跳前加速助跑是为了利用惯性,增加跳远的长度
8. “胜哥”对水火箭打气,拉开气阀,水向下喷出,水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中,下列说法正确的是(  )
A.水火箭能起飞是受到水对它向上的推力
B.水火箭受到的重力不变
C.水火箭的动能一直增大
D.水火箭的重力势能一直增大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;力作用的相互性;重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、 水向下喷出 ,根据相互作用力, 水火箭受到水对它向上的推力 ,A正确
B、 水喷出,水火箭受到的重力减小,B错误
C、水火箭上升过程中,速度逐渐减小,高度逐渐上升,动能减小,重力势能增加,随后,高度逐渐降低,重力势能减小,动能再次增加,反复循环直到机械能为0,CD错误
综上选A
【分析】相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上,水向下喷出 , 水火箭受到水对它向上的推力
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
9.如图,一辆电动车在月球表面(月球面附近无大气层)沿着平直轨道行驶,物体M相对于车静止,则以下说法中正确的是(  )
A.电动车动能一定增加
B.M受到的摩擦力一定向右
C.此时小车可能做匀速直线运动
D.若电动车急刹车,M受到的摩擦力一定向左
【答案】B
【知识点】动能的影响因素;摩擦力产生的条件;运动和静止的相对性
【解析】【解答】A、速度变化情况未知,所以动能情况未知,故A错误;
B、 观察图中彩旗,彩旗向左飘动。由于月球面附近无大气层,彩旗仅受月球引力(类似地球重力)和空气阻力(此处无空气,阻力可忽略),彩旗向左表明月球“风”(实际是彩旗受力方向)向左。电动车行驶时,彩旗向左说明电动车向右运动(彩旗因惯性或受力向左)。物体 M 相对车静止,当车向右运动时, M 有相对于车向左的运动趋势,根据摩擦力方向与相对运动趋势相反, M 受到的摩擦力一定向右,B正确。
C、 若小车做匀速直线运动,彩旗应处于竖直状态(无水平方向的“风”干扰)。但图中彩旗向左飘动,说明存在水平方向的作用力(即小车有加速度,非匀速),因此小车不可能做匀速直线运动,C错误。
D、 若电动车急刹车,车速度减小。 M 因惯性有保持原运动状态的趋势:若车原本向右运动,急刹车时 M 相对车有向右的运动趋势,此时摩擦力方向向左;但如果车原本向左运动,急刹车时 M 相对车有向左的运动趋势,摩擦力方向向右。由于车的初始运动方向未明确, M 受到的摩擦力方向不一定向左,D错误;
故选B。
【分析】 本题需结合动能影响因素、摩擦力产生条件及相对运动趋势分析各选项,依次判断每个选项的正确性。
10.跳水是我国体育传统优势项目,中国跳水队被誉为“梦之队”。如图所示,跳板跳水包括起跳、腾空、下落、入水几个阶段,忽略空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.起跳过程中,运动员的动能减小
B.腾空而起时,运动员的重力势能不变
C.运动员在最高点的动能最大
D.运动员下落的过程中重力势能转化为动能
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】A、起跳过程中,运动员向上加速运动,质量一定时,动能变大,A不符合题意;
B、腾空而起时,运动员的高度变大,质量不变,重力势能变大,B不符合题意;
C、运动员在最高点的高度最大,重力势能最大,C不符合题意;
D、运动员下落的过程中高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大。
11.共抓大保护,不搞大开发长江“十年禁渔”对修复长江生态起到相当重要的作用。时隔年,江豚再现长江,如图是江豚跃出水面的情形。下列说法正确的(  )
A.江豚跃出江面减速上升过程,动能不变
B.江豚跃起到最高点时,重力势能最大
C.江豚从高处落回江面过程,重力势能不变
D.江豚在海里下潜过程中,动能一定变小
【答案】B
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】A、江豚减速上升过程,速度减小,动能变小,A不符合题意;
B、江豚跃起到最高点时,高度最大,重力势能最大,B符合题意;
C、江豚从高处落回江面,高度减小,重力势能变小,C不符合题意;
D、江豚在海里下潜时,速度变化不确定,动能不确定,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】质量一定时,动能和速度有关,重力势能和高度有关。
二、多选题
12.“胜哥”将铅球抛出后,球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.球在上升的过程中,重力势能增大
B.球在运动的过程中,运动状态改变
C.球运动到最高点时,受到平衡力的作用
D.球在空中运动的过程,小强对球做了功
【答案】A,B
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较;是否做功的判断
【解析】【解答】A、球上升过程中,高度增加,所以重力势能增加,故A正确;
B、运动过程中,球的运动速度和运动方向发生改变,运动状态改变,故B正确;
C、 球运动到最高点时 ,受到重力和阻力,二者不等,所以受到非平衡力,故C错误;
D、球在空中运动过程中,不受力,所以没有做功,故D错误。
综上选AB。
【分析】机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
做功:物体受到力,且在力的方向产生位移。
13.“胜哥”将小球坚直上抛, 然后又落回到抛出点。小球向上过程的中点为, 取抛出点的重力势能为零。若该球在整个过程所受的空气阻力大小不变,则小球(  )
A.上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能
B.上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能
C.上升至 点时的动能大于势能
D.下落至 点时的动能大于势能
【答案】B,C
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较
【解析】【解答】AB.球在上升和下降的过程中,克服空气的阻力消耗机械能,若空气阻力大小不变,运动的距离相同时,W=mgh,损失的机械能是相同的,A不符合题意,B符合题意;
C.A在中点,小球的质量不变,小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半,在上升过程中,动能会转化为重力势能和内能,小球的机械能大于A点重力势能的2倍,在A点时的动能要大于重力势能,C符合题意;
D.小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半,在下落的过程中,小球继续克服摩擦做功,机械能会继续减小;由于A点的高度不变,重力势能不变,A点的动能要小于势能,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】球在上升和下降的过程中,会克服空气的阻力做功,根据W=mgh,分析阻力做功的大小,动能的大小与速度和质量有关,重力势能的大小与质量和高度有关,
14.滑块以某初速度从固定的粗 斜面底端向上运动, 然后又滑回到斜面底端, 右滑块向上运动的距离中点为, 取斜面底端重力势能为零, 则滑块(  )
A.上滑过程机械能减小,下滑过程机械能增大
B.上滑过程机械能减小,下滑过程机械能也减小
C.上滑至 点时动能大于重力势能
D.下滑至 点时动能大于重力势能
【答案】B,C
【知识点】势能大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.除重力外其余力做的功等于物体机械能的变化量,物体滑动过程中,支持力不做功,摩擦力一直做负功,则机械能不断减小,A不符合题意,B符合题意:
C.设最高点为B点,物体上滑时:EkA>EkB,即,故,即上滑时A点的动能大于势能,C符合题意;
D.下滑过程中,机械能不断减小,则EkB>EkA,即,故;下滑时,在A点势能大于动能,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】除重力外,其余力做的功等于物体机械能的变化量,物体滑动过程中,摩擦力一直做负功,机械能不断减小,根据机械能的表达式进行分析。
三、填空题
15.“胜哥”进行爬杆锻炼,当他匀速竖直向上攀爬时,   能在增大;若他匀速竖直向上运动时受到的摩擦力大小为f1,匀速竖直向下运动时受到的摩擦力大小为f2,则f1   f2(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】重力势;=
【知识点】势能的影响因素;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】爬杆锻炼中,匀速竖直向上攀爬时,质量一定,高度变大,重力势能在增大;若匀速竖直向上运动时,处于平衡状态,受到的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,摩擦力大小为f1=G,匀速竖直向下运动时,处于平衡状态,摩擦力和重力是一对平衡力,摩擦力大小为f2=G,则f1=f2。
【分析】物体的重力势能和质量、高度有关;匀速直线运动时,物体受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等。
16.小科通过视频号“胜哥课程”观看了Ai视频, “胜哥”有感情的朗诵唐诗:“黄河远上白云间”,“不尽长江滚滚来”,前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的   能,后一句表明长江水具有大量的   能。
【答案】重力势;动
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】黄河水质量大,水位高,蕴藏着大量的重力势能,长江水滚滚而来,是长江水具有大量的动能。
【分析】重力势能和物体的质量、高度有关,动能和质量、速度有关。
17.如图,撑杆跳运动员将杆压弯了,说明力可以改变物体的   ,压弯的杆具有   能。
【答案】形状;弹性势
【知识点】动能和势能的概念;力的作用效果
【解析】【解答】 撑杆跳运动员将杆压弯了,说明力可以改变物体的形状,压弯的杆具有弹性势能能。
故答案为:形状;弹性势。
【分析】力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态;
物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。
18.如图所示是“胜哥”小时候玩的一种“回力”玩具车,在玩耍时“胜哥”先用手按住它往后拉一下,松手后它就能往前跑。“胜哥”“用手按住它往后拉一下”是存贮了   能,“松手后它就能往前跑”,此时又转化为   能。
【答案】弹性势;动
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】解:“用手按住它往后拉一下”使玩具车内的弹簧发生形变,储存了弹性势能,松手后,发生形变的弹簧要恢复原状使弹性势能转化为动能。
故答案为:弹性势;动。
【分析】动能:物体由于运动而具有的能叫动能.重力势能:物体由于被举高而具有的能.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能.
19.如图所示,小孩滑滑梯时,从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中,它的动能   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变
【知识点】动能大小的比较
【解析】【解答】质量不变,速度不变,小孩从滑梯的顶部匀速滑动到地面过程中,因此动能不变。
【分析】根据动能的影响因素有质量和速度。
20.如图是“胜哥”制作的 “魔罐”,其制作方法是:橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,在橡皮筋的中间系一个钩码,当你用手按着“魔罐”在水平地面上滚出后,松手后它能自动滚回来的原因是   能转化为   能。“魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置,主要原因是魔罐离开手后,它的机械能   (减小/增大)。
【答案】弹性势;动;减小
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】 当用手按着“魔罐”在水平地面滚出时,橡皮筋发生弹性形变,弹性势能增加;松手后,橡皮筋要恢复原状,弹性势能转化为“魔罐”的动能,使“魔罐”自动滚回来。 “魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置,是由于摩擦力损耗导致机械能减小。
【分析】 需分析魔罐滚动时的能量转化及机械能变化原因:魔罐滚出过程中橡皮筋形变产生弹性势能,松手后弹性势能转化为动能使其返回;魔罐返回时因克服摩擦做功,机械能转化为内能,导致机械能减小。
21.“胜哥”推铅球,铅球离开手后在上升的过程中,其动能   (不变/变大/变小);铅球受   的作用最终会落向地面,将地面砸出一个坑,这说明力能改变物体的   。
【答案】变小;重力;形状
【知识点】动能的影响因素;力的作用效果;重力及其大小的计算
【解析】【解答】图中,铅球离开手后在上升时,质量不变,速度变小,动能变小,铅球受到重力,最终会落向地面,铅球将地面砸出一个坑,是力能改变物体的形状。故第1空填:变小;第2空填:重力;第3空填:形状。
【分析】质量一定时,速度减小,动能减小;物体受到重力而下落,力使物体凹陷,是力改变物体的形状。
22.“胜哥”在公路上骑自行车,会控制车速,从能量转化的角度来看:自行车的速度越大,其动能就   ,用相同的刹车阻力,自行车运动的距离就   ,不能在希望的距离内停下来,容易发生交通事故。
【答案】越大;越长
【知识点】动能的影响因素;力与运动的关系
【解析】【解答】动能和速度有关,自行车的速度越大,动能越大,刹车阻力相同时,速度越大,自行车运动的距离就越长,不能在较短的距离内停下,易发生交通事故。
【分析】质量一定时,速度越大,动能越大;阻力相同时,速度越大,运行距离越远。
23.如图所示是一座高山的等高线图等高线上每点的高度均相同,“胜哥”从匀速到达点时,“胜哥”在点的动能   在点的动能,在点的机械能   在点的机械能均选填“大于”、“等于”或“小于”。
【答案】等于;小于
【知识点】动能和势能的大小变化;动能与势能的应用
【解析】【解答】由图示知,“胜哥”从A匀速运动到达B点,其质量不变,高度增大,速度不变,则重力势能增大,动能不变,A点的机械能小于B点的机械能。
故答案为:等于;小于。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度,质量越大、速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
四、实验探究题
24.“胜哥”在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉,三个铝块、和质量为,他做了如下实验:将铁钉插入泡沫的相同深度,分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉,铁钉进入泡沫如图所示。
(1)在这个实验中,可以通过观察   来比较铝块重力势能的大小。
(2)甲、乙实验说明    ;比较    实验的情况,说明铝块位置相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
(3)分析上述实验,得出的结论是:    ,它的重力势能越大。
【答案】(1)铁钉插入泡沫的深度在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大
(2)甲;丙
(3)物体的高度越高、质量越大
【知识点】势能大小的比较;势能的影响因素;探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】1)重力势能无法直接观察,通过转换法将铁定插入泡沫的深度,间接比较重力势能的大小;
综上 第1空为铁钉插入泡沫的深度在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大
2) 甲、乙实验说明 铁钉插入泡沫的深度在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大 ; 比较乙丙验的情况,说明铝块位置相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
综上第1空为甲;第2空为丙
3) 得出的结论是: 物体的高度越高、质量越大 ,它的重力势能越大。
综上 第1空为物体的高度越高、质量越大
【分析】根据控制变量法、重力势能影响因素填空
物理学方法:转换法:在物理实验中,某些物理量(势能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中重力势能的大小难以直接测量,所以需要通过 铁钉插入泡沫的深度进行测量;控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如重力势能的影响因素有:质量和高度。在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如要探究势能与物体的质量是否有关时,要保证其他因素保持相同,即高度相同, 在探究动能与物体的高度是否有关时,要保持质量不变,物体的高度越高、质量越大 ,其的重力势能越大。
25.如图所示是“胜哥”“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
(1)“胜哥”在探究动能与物体的质量是否有关时,要保持   相同,就是要小钢球从静止开始从   高度滚下选填“相同”或“不同”。
(2)“胜哥”在探究动能与物体的速度是否有关时,要保持   不变,让小球从   的高度滚下选填“相同”或“不同”。
(3)实验中通过比较   ,来比较小钢球具有动能的大小,这种物理研究的方法是转换法。
【答案】(1)速度;相同
(2)质量;不同
(3)木块移动的距离
【知识点】动能和势能的概念;动能的影响因素
【解析】【解答】1)动能的影响因素有质量和速度, 要探究动能与物体的质量是否有关时,要保持速度相同,即 小钢球从静止开始从 相同刚度滚下;
综上第1空为速度;第2空为相同
2) 在探究动能与物体的速度是否有关时,要保持质量不变,即 让小球从不同的高度滚下;
综上第1空为质量;第2空为不同
3)实验中通过比较 木块移动的距离 , 来比较小钢球具有动能的大小,这种物理研究的方法是转换法
综上 第1空为木块移动的距离
【分析】根据控制变量法、动能影响因素填空
物理学方法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中动能的大小难以直接测量,所以需要通过木块推动距离进行测量;控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如动能的影响因素有:质量和速度。在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如要探究动能与物体的质量是否有关时,要保证其他因素保持相同,即速度相同, 在探究动能与物体的速度是否有关时,要保持质量不变。
26.“胜哥”按如图所示的步骤探究“物体动能大小的影响因素”,实验中“胜哥”将小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到坚直位置时,恰好与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块会在水平面上滑行一段距离后停止。已知不可伸缩的摆线的长度相同,小球A、B的质量,悬线与竖直方向之间的夹角,且实验中,小球摆到坚直位置时的速度只与夹角有关,越大,摆到竖直位置时小球的速度越大。
(1)本实验中通过比较撞击后木块移动的距离反映撞击前小球动能的大小,这种实验方法是   法。
(2)根据比较图乙、丙所示的探究过程,可得出结论:小球动能的大小与速度有关,且速度越大,动能越   (选填“大”或“小”)。若想探究动能大小与质量的关系,应当比较   两图所示的探究过程。
(3)若水平面绝对光滑且足够长,   (选填“能”或“不能”)利用上述实验步骤探究“物体动能大小的影响因素”。
【答案】(1)转换
(2)大;甲、乙
(3)不能
【知识点】动能的影响因素
【解析】【解答】(1)本实验通过小球撞击木块,间接根据木块C在水平面上移动的距离判断小球动能大小,采用的方法是转换法;
(2)乙、丙两图,小球的质量相同,θ1<θ2,所以丙图小球的速度更大;图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
为了研究物体动能与物体质量的关系,需要控制小球的质量不相同,速度相同,即让不同质量的小球从相同高度静止释放,故选甲、乙两图;
(3)若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去,就无法得出结论。
故答案为:(1)转换;(2)大;甲、乙;(3)不能。
【分析】本实验通过小球撞击木块,间接根据木块C在水平面上移动的距离判断小球动能大小,这是转换法的思想;比较乙、丙两图速度的大小,根据小球被撞得距离比较出动能的大小,从而得出结论;
动能的大小与物体的质量和速度都有关系,根据控制变量法得出结论;根据牛顿第一定律:如果水平面光滑,木块将做匀速直线运动。
27.“胜哥”在探究重力势能的大小与哪些因素有关的活动中,有质量关系为mA=mB<mC的三个木块A、B、C,三个完全相同的木桩的起始位置高度相同,三个木块的释放高度如图甲所示,将桩打入沙中的情形如图乙所示,A木桩压得最浅,B、C将桩压入沙中的深度相同。
(1)实验时,木块的释放位置应在木桩的   ,释放木块时应   (轻轻释放/用力下压)。
(2)我们可以通过观察   来判断重力势能的大小,以下实验中,与本实验这步类似的是   .
A.探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时,保持温度,流速不变
B.学习光的三原色时,与颜料三原色做比较
C.研究发声的音叉是否振动,把音叉放进水里观察到水花四溅
D.学习热机时,用热机模型来研究
(3)比较A、B两木块将桩打入沙坑的深度,可以得出的结论是:   。
(4)“胜哥”根据B、C两木块将桩打入沙中的深度相同,说明物体重力势能的大小与质量无关,小云的观点是   (正确/错误),理由是   。
【答案】(1)正上方;轻轻释放
(2)桩打入沙中的深度;C
(3)当物体质量一定时,高度越高,物体的重力势能越大
(4)错误;B、C两木块释放的高度不同
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】解:(1)木块释放后会在重力的作用下沿竖直方向运动,为了使木块能撞击桩,所以木块应在木桩的正上方释放;在释放木块时,应轻轻释放,这样能排除外界压力对实验的影响;(2)木块的重力势能转化为木桩的动能,木块的重力势能就越大,说明木桩获得的能量就越多,木桩陷入沙坑越深,所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小,这用到了转换法;
A.探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时,保持温度,流速不变,用到了控制变量法,A不符合题意;
B.学习光的三原色时,与颜料三原色做比较,用到了类比法,B不符合题意;
C.研究发声的音叉是否振动,把音叉放进水里观察到水花四溅,将音叉的振动转化为水花四溅,用到了转换法,C符合题意
D.学习热机时,用热机模型来研究,用到了模型法,D不符合题意。
故答案为:C。(3)由图可知:A、B的质量是相同的,物块B的高度大于A的高度,B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度,所以结论为:物体的质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就越大;(4)由图可知:B、C的下落的高度不同,质量也不同,打击的木桩的深度相同;要探究物体重力势能的大小与质量的关系,应控制物体下落的高度相同,故结论是错误的。
故答案为:(1)正上方;轻轻释放;(2)桩打入沙中的深度;C;(3)当物体质量一定时,高度越高,物体的重力势能越大;(4)错误;B、C两木块释放的高度不同。
【分析】(1)为了使木块能撞击桩,木块应在木桩的正上方释放;在释放木块时,应轻轻释放,这样能排除外界压力对实验的影响.
(2)物体重力势能大小的影响因素,探究过程充分应用了控制变量法(重力势能的大小与物体的质量,物体被举起的高度有关,当高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;当质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大)和转换法(木桩陷入沙坑的深度表示重力势能的大小),要求学生牢固掌握,正确应用.
28.如图是“胜哥”“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。实验中让钢球从斜面上某个位置由静止沿斜面滚下,与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平面向右运动直到停止。
(1)实验中是通过观察   来判断   的动能大小;
(2)让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下,目的是使钢球   (填“与木块碰撞前”“与木块碰撞时”“与木块碰撞后”)的速度相同;
(3)换用质量相同的钢球从斜面的   (填“相同”“不同”)高度由静止开始滚下,可以探究钢球的动能大小与   的关系;
(4)若水平面表面光滑,本实验将   (填“能”“不能”)达到实验探究目的,理由是:   。
【答案】(1)木块滑动的距离;小球
(2)与木块碰撞时
(3)不同;速度
(4)不能;木块做匀速直线运动,无法通过比较运动的距离来比较动能大小
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)小球从斜面静止滚下,小球的重力势能转化为动能,到水平面后撞击木块,推动木块做功,小球的动能越大,对木块做功越多,木块运动距离越远,所以实验中是通过观察木块滑动的距离来判断小球的动能大小。
(2)让质量不同的小球从斜面的同一高度静止下滑,目的是使钢球与木块碰撞时的速度相同。
(3)换用质量相同的钢球从斜面不同高度由静止开始滚下,小球碰撞钢球时的速度不同,可以探究钢球的动能大小与速度的关系。
(4)若水平面表面光滑,小球撞击木块后,木块将做匀速直线运动, 所以不能达到实验探究的目的,理由是木块做匀速直线运动,无法通过比较运动的距离来比较动能大小。
【分析】(1)转换法:实验中是通过木块被小球推动的距离,来判断小球的动能大小;
(2)质量不同的小球从同一位置静止下滑,是为了保证碰撞时小球的速度相同;
(3)物体的动能大小与物体的质量和速度有关,根据控制变量法进行分析;
(4)若水平面表面光滑,小球撞击木块后,木块将做匀速直线运动,据此进行分析。
(1)[1][2]实验中是通过木块被小球推动的距离,来判断小球的动能大小,利用的物理研究方法为转换法。
(2)质量不同的小球从同一位置静止下滑,由控制变量法可知,目的是保证碰撞时小球的速度相同。
(3)[1][2]质量相同的钢球从斜面不同位置静止下滑,则小球碰撞前的速度不同,由控制变量法可知,探究的是钢球动能大小和速度的关系。
(4)[1][2]水平面光滑,小物体在水平面做匀速直线运动,不会停止,所以不能达到是实验目的。
29.“胜哥”在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时,三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后,陷入沙坑中的情况如右图所示。
(1)在此实验中我们是通过   来比较各个铁块重力势能的大小。
(2)若A、B两个块质量相同,则两个铁块下落的高度hA    hB(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)若B、C两个铁块下落的高度相同,则两个铁块的质量mB   mC(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)本实验可得出的结论是物体的重力势能的大小与物体的质量和   有关。
【答案】(1)木桩陷入沙坑的深度
(2)小于
(3)大于
(4)高度
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】(1)在此实验中我们是通过木桩陷入沙坑的深度来比较各个铁块重力势能的大小。
(2)根据图片可知,A下面的木桩陷入的深度小于B下面的木桩陷入的深度,则A铁块重力势能小于B的重力势能。若A、B两个块质量相同,则两个铁块下落的高度hA小于hB;
(3)根据图片可知,B下面的木桩陷入的深度大于C下面的木桩陷入的深度,则B铁块重力势能大于C的重力势能。若B、C两个铁块下落的高度相同,则两个铁块的质量mB大于mC;
(4)通过以上分析可知,重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
【分析】(1)根据题意可知,木桩陷进沙坑的深度越大,则铁块重力势能越大;
(2)(3)重力势能的大小与物体的质量,物体被举起的高度有关,当高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;当质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大,结合图象进行分析判断。
(4)根据上述分析确定影响重力势能大小的因素。
五、综合题
30. 如图,小科通过视频号“胜哥课程”观看了火箭发射成功的视频,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射成功,5月11日成功对接于空间站“天和”核心舱后向端口。
(1)火箭加速升空的过程中,天舟六号飞船的动能   “不变”“变大”或“变小”,依据是    ,飞船与核心舱对接过程中,相对于核心舱,飞船是    的填“运动”或“静止”;
(2)飞船与核心舱对接完成后,天舟六号转入组合体飞行段,组合体绕地球运行时,受到的力   填“是”或“不是”平衡力;
(3)航天员在空间站需要进行体能锻炼,下列活动可以采用的是____ 。
A.举哑铃 B.原地蹬自行车
C.引体向上 D.用弹簧拉力器健身
【答案】(1)变大;速度变大,质量不变;运动
(2)不是
(3)D
【知识点】动能和势能的大小变化;平衡力的辨别
【解析】【解答】(1)、火箭加速升空的过程中,质量不变,速度增大,天舟六号飞船的动能变大,飞船与核心舱对接过程中,相对于核心舱,飞船是运动的;
(2)、飞船与核心舱对接完成后,组合体绕地球运行时,运动状态发生了改变,所以受到的力不是平衡力;
(3)、空间站处于完全失重状态,航天员在空间站需要进行体能锻炼, 不能选用与重力有关的运动进行锻炼。
A:举哑铃,克服哑铃重力做功起到锻炼的目的,A错误;
B:在空间站人可以用很小的力蹬自行车,不能起到锻炼的目的,B错误;
C:引体向上,克服重力做功起到锻炼的目的,C错误;
D:用弹簧拉力器健身,克服弹簧拉力做功起到锻炼的目的,与重力无关,适合在空间站进行锻炼,D正确。
故选D。
【分析】(1)、火箭加速升空的过程中,质量不变,速度增大,天舟六号飞船的动能变大,飞船与核心舱对接过程中,相对于核心舱,飞船位置发生了改变,所以是运动的;
(2)、飞船与核心舱对接完成后,组合体绕地球运行时,运动状态发生了改变,所以受到的力不是平衡力;
(3)、空间站处于完全失重状态,航天员在空间站需要进行体能锻炼, 不能选用与重力有关的运动进行锻炼。
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人教版八下物理11.3 动能和势能同步练习(基础巩固)
一、选择题
1. “高空抛物”正式入刑。高空抛物存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的(  )
A.重力 B.动能 C.重力势能 D.弹性势能
2.一只垒球以某一速度飞向木栅栏,会被木栅栏弹回来,而一辆汽车以相同的速度撞向这一栅栏, 木栅栏就会被汽车撞坏, 这是因为汽车 (  )
A.具有较大的势能 B.具有较大的动能
C.具有较大的弹性 D.具有较大的功率
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了修筑拦河坝来提高上游的水位是为了提高了水的(  )
A.动能 B.重力势能 C.弹性势能 D.以上都有
4.古代战争中,军队用投石车投出巨石来攻击城墙,在巨石被投出到击中城墙的过程中,下列说法正确的是(  )
A.巨石在上升过程中动能不断增大
B.巨石在最高点时动能为零
C.巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D.巨石在下降过程中重力势能不断减小
5.如图所示是“胜哥”跳伞到达地面时的情境。打开降落伞后,若“胜哥”在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动,则关于“胜哥”在这段时间内,下列说法正确的是(  )
A.“胜哥”的动能不变,重力势能不变
B.“胜哥”的动能不变,重力势能变小
C.“胜哥”的动能变大,重力势能不变
D.“胜哥”的动能变大,重力势能变小
6.如图所示,是我国某地的等高线图,“胜哥”把同一物体分别放在A点和B点,那么在哪一点时,此物体的重力势能大(  )
A.在A点时大 B.在B点时大
C.在两点时一样大 D.条件不足,无法判定
7.如图所示是“胜哥”跳远的情景。若不考虑空气阻力,“胜哥”(  )
A.起跳前加速助跑是为了增大惯性
B.经过最高点时动能为零
C.经过最高点时重力势能最大
D.起跳后所受重力为零
8. “胜哥”对水火箭打气,拉开气阀,水向下喷出,水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中,下列说法正确的是(  )
A.水火箭能起飞是受到水对它向上的推力
B.水火箭受到的重力不变
C.水火箭的动能一直增大
D.水火箭的重力势能一直增大
9.如图,一辆电动车在月球表面(月球面附近无大气层)沿着平直轨道行驶,物体M相对于车静止,则以下说法中正确的是(  )
A.电动车动能一定增加
B.M受到的摩擦力一定向右
C.此时小车可能做匀速直线运动
D.若电动车急刹车,M受到的摩擦力一定向左
10.跳水是我国体育传统优势项目,中国跳水队被誉为“梦之队”。如图所示,跳板跳水包括起跳、腾空、下落、入水几个阶段,忽略空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.起跳过程中,运动员的动能减小
B.腾空而起时,运动员的重力势能不变
C.运动员在最高点的动能最大
D.运动员下落的过程中重力势能转化为动能
11.共抓大保护,不搞大开发长江“十年禁渔”对修复长江生态起到相当重要的作用。时隔年,江豚再现长江,如图是江豚跃出水面的情形。下列说法正确的(  )
A.江豚跃出江面减速上升过程,动能不变
B.江豚跃起到最高点时,重力势能最大
C.江豚从高处落回江面过程,重力势能不变
D.江豚在海里下潜过程中,动能一定变小
二、多选题
12.“胜哥”将铅球抛出后,球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.球在上升的过程中,重力势能增大
B.球在运动的过程中,运动状态改变
C.球运动到最高点时,受到平衡力的作用
D.球在空中运动的过程,小强对球做了功
13.“胜哥”将小球坚直上抛, 然后又落回到抛出点。小球向上过程的中点为, 取抛出点的重力势能为零。若该球在整个过程所受的空气阻力大小不变,则小球(  )
A.上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能
B.上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能
C.上升至 点时的动能大于势能
D.下落至 点时的动能大于势能
14.滑块以某初速度从固定的粗 斜面底端向上运动, 然后又滑回到斜面底端, 右滑块向上运动的距离中点为, 取斜面底端重力势能为零, 则滑块(  )
A.上滑过程机械能减小,下滑过程机械能增大
B.上滑过程机械能减小,下滑过程机械能也减小
C.上滑至 点时动能大于重力势能
D.下滑至 点时动能大于重力势能
三、填空题
15.“胜哥”进行爬杆锻炼,当他匀速竖直向上攀爬时,   能在增大;若他匀速竖直向上运动时受到的摩擦力大小为f1,匀速竖直向下运动时受到的摩擦力大小为f2,则f1   f2(选填“>”“=”或“<”)。
16.小科通过视频号“胜哥课程”观看了Ai视频, “胜哥”有感情的朗诵唐诗:“黄河远上白云间”,“不尽长江滚滚来”,前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的   能,后一句表明长江水具有大量的   能。
17.如图,撑杆跳运动员将杆压弯了,说明力可以改变物体的   ,压弯的杆具有   能。
18.如图所示是“胜哥”小时候玩的一种“回力”玩具车,在玩耍时“胜哥”先用手按住它往后拉一下,松手后它就能往前跑。“胜哥”“用手按住它往后拉一下”是存贮了   能,“松手后它就能往前跑”,此时又转化为   能。
19.如图所示,小孩滑滑梯时,从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中,它的动能   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.如图是“胜哥”制作的 “魔罐”,其制作方法是:橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,在橡皮筋的中间系一个钩码,当你用手按着“魔罐”在水平地面上滚出后,松手后它能自动滚回来的原因是   能转化为   能。“魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置,主要原因是魔罐离开手后,它的机械能   (减小/增大)。
21.“胜哥”推铅球,铅球离开手后在上升的过程中,其动能   (不变/变大/变小);铅球受   的作用最终会落向地面,将地面砸出一个坑,这说明力能改变物体的   。
22.“胜哥”在公路上骑自行车,会控制车速,从能量转化的角度来看:自行车的速度越大,其动能就   ,用相同的刹车阻力,自行车运动的距离就   ,不能在希望的距离内停下来,容易发生交通事故。
23.如图所示是一座高山的等高线图等高线上每点的高度均相同,“胜哥”从匀速到达点时,“胜哥”在点的动能   在点的动能,在点的机械能   在点的机械能均选填“大于”、“等于”或“小于”。
四、实验探究题
24.“胜哥”在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉,三个铝块、和质量为,他做了如下实验:将铁钉插入泡沫的相同深度,分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉,铁钉进入泡沫如图所示。
(1)在这个实验中,可以通过观察   来比较铝块重力势能的大小。
(2)甲、乙实验说明    ;比较    实验的情况,说明铝块位置相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
(3)分析上述实验,得出的结论是:    ,它的重力势能越大。
25.如图所示是“胜哥”“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
(1)“胜哥”在探究动能与物体的质量是否有关时,要保持   相同,就是要小钢球从静止开始从   高度滚下选填“相同”或“不同”。
(2)“胜哥”在探究动能与物体的速度是否有关时,要保持   不变,让小球从   的高度滚下选填“相同”或“不同”。
(3)实验中通过比较   ,来比较小钢球具有动能的大小,这种物理研究的方法是转换法。
26.“胜哥”按如图所示的步骤探究“物体动能大小的影响因素”,实验中“胜哥”将小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到坚直位置时,恰好与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块会在水平面上滑行一段距离后停止。已知不可伸缩的摆线的长度相同,小球A、B的质量,悬线与竖直方向之间的夹角,且实验中,小球摆到坚直位置时的速度只与夹角有关,越大,摆到竖直位置时小球的速度越大。
(1)本实验中通过比较撞击后木块移动的距离反映撞击前小球动能的大小,这种实验方法是   法。
(2)根据比较图乙、丙所示的探究过程,可得出结论:小球动能的大小与速度有关,且速度越大,动能越   (选填“大”或“小”)。若想探究动能大小与质量的关系,应当比较   两图所示的探究过程。
(3)若水平面绝对光滑且足够长,   (选填“能”或“不能”)利用上述实验步骤探究“物体动能大小的影响因素”。
27.“胜哥”在探究重力势能的大小与哪些因素有关的活动中,有质量关系为mA=mB<mC的三个木块A、B、C,三个完全相同的木桩的起始位置高度相同,三个木块的释放高度如图甲所示,将桩打入沙中的情形如图乙所示,A木桩压得最浅,B、C将桩压入沙中的深度相同。
(1)实验时,木块的释放位置应在木桩的   ,释放木块时应   (轻轻释放/用力下压)。
(2)我们可以通过观察   来判断重力势能的大小,以下实验中,与本实验这步类似的是   .
A.探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时,保持温度,流速不变
B.学习光的三原色时,与颜料三原色做比较
C.研究发声的音叉是否振动,把音叉放进水里观察到水花四溅
D.学习热机时,用热机模型来研究
(3)比较A、B两木块将桩打入沙坑的深度,可以得出的结论是:   。
(4)“胜哥”根据B、C两木块将桩打入沙中的深度相同,说明物体重力势能的大小与质量无关,小云的观点是   (正确/错误),理由是   。
28.如图是“胜哥”“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。实验中让钢球从斜面上某个位置由静止沿斜面滚下,与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平面向右运动直到停止。
(1)实验中是通过观察   来判断   的动能大小;
(2)让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下,目的是使钢球   (填“与木块碰撞前”“与木块碰撞时”“与木块碰撞后”)的速度相同;
(3)换用质量相同的钢球从斜面的   (填“相同”“不同”)高度由静止开始滚下,可以探究钢球的动能大小与   的关系;
(4)若水平面表面光滑,本实验将   (填“能”“不能”)达到实验探究目的,理由是:   。
29.“胜哥”在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时,三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后,陷入沙坑中的情况如右图所示。
(1)在此实验中我们是通过   来比较各个铁块重力势能的大小。
(2)若A、B两个块质量相同,则两个铁块下落的高度hA    hB(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)若B、C两个铁块下落的高度相同,则两个铁块的质量mB   mC(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)本实验可得出的结论是物体的重力势能的大小与物体的质量和   有关。
五、综合题
30. 如图,小科通过视频号“胜哥课程”观看了火箭发射成功的视频,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射成功,5月11日成功对接于空间站“天和”核心舱后向端口。
(1)火箭加速升空的过程中,天舟六号飞船的动能   “不变”“变大”或“变小”,依据是    ,飞船与核心舱对接过程中,相对于核心舱,飞船是    的填“运动”或“静止”;
(2)飞船与核心舱对接完成后,天舟六号转入组合体飞行段,组合体绕地球运行时,受到的力   填“是”或“不是”平衡力;
(3)航天员在空间站需要进行体能锻炼,下列活动可以采用的是____ 。
A.举哑铃 B.原地蹬自行车
C.引体向上 D.用弹簧拉力器健身
答案
1.C
2.B
3.B
4.D
5.B
6.B
7.C
8.A
9.B
10.D
11.B
12.A,B
13.B,C
14.B,C
15.重力势;=
16.重力势;动
17.形状;弹性势
18.弹性势;动
19.不变
20.弹性势;动;减小
21.变小;重力;形状
22.越大;越长
23.等于;小于
24.(1)铁钉插入泡沫的深度在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大
(2)甲;丙
(3)物体的高度越高、质量越大
25.(1)速度;相同
(2)质量;不同
(3)木块移动的距离
26.(1)转换
(2)大;甲、乙
(3)不能
27.(1)正上方;轻轻释放
(2)桩打入沙中的深度;C
(3)当物体质量一定时,高度越高,物体的重力势能越大
(4)错误;B、C两木块释放的高度不同
28.(1)木块滑动的距离;小球
(2)与木块碰撞时
(3)不同;速度
(4)不能;木块做匀速直线运动,无法通过比较运动的距离来比较动能大小
29.(1)木桩陷入沙坑的深度
(2)小于
(3)大于
(4)高度
30.(1)变大;速度变大,质量不变;运动
(2)不是
(3)D
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