2019人教版必修第一册第三章4.力的合成和分解核心题练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第一册第三章4.力的合成和分解核心题练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 155.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-17 11:17:52 | ||
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文档简介
2019人教版必修第一册第三章4.力的合成和分解核心题练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
B．斜劈顶角越小越容易钉进物体，是因为斜劈顶角越小，劈面给物体的压力越小
C．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力平行于桥面的分力，达到行车方便和安全的目的
D．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开手臂产生的合力增大的缘故
2．有三个力，F1=3N，F2=7N，F3=9N，关于三个力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．三个力的合力的最小值为1N B．三个力的合力的最小值为0
C．三个力的合力不可能为9N D．三个力的合力不可能为2N
3．同一平面内的三个力，大小分别为9N、12N、15N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（ ）
A．18N、3N B．18N、6N
C．36N、0N D．36N、18N
4．9N、21N两个力作用在一个物体上，则该物体所受合力不可能是
A．20N； B．9N； C．19N； D．15N．
5．物体受到三个共点力、、作用做匀速直线运动，则三个力可能的取值是
A．3N、5N、10N
B．4N、6N、8N
C．12N、7N、4N
D．1N、3N、5N
6．关于物理学的研究方法，以下说法正确的是( )
A．牛顿开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法
B．合力与分力的概念应用了等效替代的方法
C．通过导体的电流应用了比值定义的方法
D．重心的概念应用了理想化模型
7．如图所示，将一个大小为6N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解．已知力F 与x 轴的夹角θ=60°，则力F 在x 轴上的分力F x 的大小为（ ）
A．2N B．3N C．6N D．12N
8．把重20N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，物体保持静止，如图所示，若物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，下列关于弹簧弹力的说法不正确的是：
A．可以是22N，方向沿斜面向上
B．可以是2N．方向沿斜面向上
C．可以是5N，方向沿斜面向下
D．可以是2N，方向沿斜面向下
9．如图所示，将一块蹄形磁铁静置于铁质教室讲台的倾斜面上。则关于该磁铁的受力情况，以下说法正确的是（ ）
A．蹄形磁铁共受到5个力的作用
B．桌面对磁铁的支持力是由桌面的形变而产生的
C．桌面对磁铁的摩擦力为静摩擦力，其大小与接触面的粗糙程度有关
D．磁铁所受重力按效果可分解为下滑力和对桌面的压力
10．某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印.再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值.下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A．建立“合力与分力”的概念
B．建立“点电荷”的概念
C．建立“电场强度”的概念
D．建立“欧姆定律”的理论
11．两个共点力的大小分别为4N和8N，这两个共点力的合力的值可能是（ ）
A．3N B．8N
C．13N D．15N
12．作用于O点的五个恒力F1、F2、F3、F4、F5的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所示，已知这五个恒力中的最大值F3=10 N，则这五个力的合力的大小是（ ）
A．0 B．10 N C．20 N D．30 N
13．在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录．如图所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的张力为（ ）
A． B． C． D．G
二、解答题
14．如图所示：三个共点力，F1=5N，F2=10N，F3=15N，θ=60°，请用力的正交分解法计算合力的大小和方向。
三、填空题
15．在图中，小孩通过绳子对箱子的O点施加拉力，该拉力产生两个方向的实际作用效果，它们的方向分别沿_____________和_______________．如果图中拉力为80N，请在虚线框内用作图法将拉力F沿上述方向进行分解____________．求得F1=_______N，F2=________N．（绳与水平方向的夹角为37°， 已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）
试卷第页，共页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，故A错误；
B．斜劈顶角越小越容易钉进物体，是因为斜劈顶角越小，劈面给物体的压力越大，故B错误；
C．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的平行四边形定则可知，汽车重力沿桥面向下的分力减小，达到行车方便和安全的目的，故C正确；
D．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
F1=3N，F2=7N，F3=9N三个力的合力最大值为19N，F1与F2的合力范围是4N F12 10N，第三个力F3=9N在其范围之内，所以三个力的合力的最小值为0。三个力的合力可能为9N和2N。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
当三个力作用在同一直线上且方向相同时，三个力的合力最大，最大值为
9N、12N的合力范围为
12N - 9N ≤ F合 ≤ 9N + 12N
由上式分析可知9N、12N的合力可能为15N，当9N、12N的合力与15N方向相反时该物体所受三力合力有最小值，且为0。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
当二力夹角为零时，即两个力在同一直线上，并且方向相同，合力最大、最大值为F1+F2=30N；
当夹角180°时，即两个力在同一直线上，并且方向相反，合力最小、最小值为F1-F2=12N；
故合力的范围为12N≤F≤30N；所以ACD是可能的，B不可能．本题选不可能的，故选B．
点睛：本题关键是明确二力合成时遵循平行四边形定则，夹角越大，合力越小，同向时合力最大，反向时合力最小．
5．B
【解析】
【详解】
因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零．因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：
A、前两个力的合力范围是[2，8]，第三个力是10N，所以合力不可能为零；故A错误．
B、前两个力的合力范围是[2，10]，第三个力是8N，所以合力可能为零；故B正确．
C、前两个力的合力范围是[5，19]，第三个力是4N，所以合力不可能为零；故C错误．
D、前两个力的合力范围是[2，4]，第三个力是5N，所以合力不可能为零；故D错误．
故选B．
【点睛】
求三个力的合力时我们可以先合成前两个力，再与第三个力进行合成即可．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，选项A错误；
B．合力与分力的概念应用了等效替代的方法，选项B正确；
C．通过导体的电流不是比值定义的方法，选项C错误；
D．重心的概念应用了等效物理模型，选项D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
将一个大小为6N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解．力F与x轴的夹角，根据三角知识，则力F在x轴上的分力的大小为：，故ACD错误，B正确．故选B．
8．C
【解析】
【详解】
试题分析：物体的重力为20N，重力在斜面方向上的分力为mgsin30 =10N，若弹簧的弹力是22N，方向沿斜面向上，则22N=10N+12N，此时物体受到的摩擦力为最大静摩擦力，故选项A是可能的；若弹簧的弹力是2N，方向沿斜面向上，则10N－2N=8N<12N，故也是可能的，选项B正确；若弹簧的弹力是5N，方向沿斜面向下，则10N+5N=15N>12N，这是不可能的，故选项C不正确；若弹簧的弹力是2N，方向沿斜面向下，则10N+2N=12N，它与最大静摩擦力是相等的，故这是可能的，故选项D正确．
考点：受力分析，静摩擦力的方向．
9．B
【解析】
【详解】
A．蹄形磁铁受重力、桌面的支持力、桌面的摩擦力和桌面的吸引力（磁力），共4个力作用，故A错误；
B．桌面对磁铁的支持力的施力物体是桌面，是由桌面的形变而产生的，故B正确；
C．桌面对磁铁的摩擦力为静摩擦力，其大小始终等于磁铁沿桌面向下的分力大小，与接触面的粗糙程度无关，故C错误；
D．磁铁所受重力按效果可分解为沿桌面向下的力和垂直于桌面向下的力，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来，再通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这是用来等效替代的方法．通过分析各选项采用的科学方法进行判断．
【详解】
通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，再通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这里应用了等效替代的方法．
A.合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，故A正确；
B.点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化模型的方法，故B错误；
C.电场强度的定义是：试探电荷在电场中受到的电场力与试探电荷所带电量的比值．所以，建立“电场强度”的概念是采用了比值定义法，故C错误；
D. 建立“欧姆定律”的理论需要探究电流、电压和电阻三者的关系，采用了控制变量法，故D错误．
故选A
11．B
【解析】
【详解】
两力合成时，合力范围为：|F1-F2|≤F≤F1+F2；故合力范围为：4N≤F≤12N；所以可能的为B．
12．D
【解析】
【详解】
根据平行四边形定则，F1和F4的合力为F3，F2和F5的合力为F3，所以五个力的合力等于3F3，因为F3=10N，所以五个力的合力大小为30 N，故D正确，ABC错误．
故选D。
13．B
【解析】
【分析】
根据共点力平衡与平行四边形定则对杠铃进行受力分析，列出平衡方程即可求解．
【详解】
以杠铃为研究对象，分析受力情况，受力图如图所示，根据平衡条件得，解得，则他每只手臂承受的张力为，故B项正确，ACD错误．
14．10N，与x轴的夹角30°
【解析】
【详解】
将F2分解成x轴和y轴上，那么 x轴方向的合力
y轴方向的合力
所以三个力的合力大小为
设其方向与x轴的夹角为 ，则有
解得
方向与x轴的夹角30°
15． 水平方向与， 竖直方向； 图见解析； 50， 64．
【解析】
【分析】
依据运动的合成与分解，结合实际作用效果，即可确定；根据力的图示，结合标度，可知，拉力F的大小，及方向，再将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则求出竖直分力的大小．
【详解】
该拉力产生两个方向的实际作用效果，它们的方向分别沿水平方向与和竖直方向．根据力的图示，可知，拉力F的大小为80N，
将F分解为水平方向和竖直方向，经过长度测量，F1的长度是单位长度的2.5倍，因此F1=2.5×20N=50N．同理，F2的长度是单位长度的3.2倍，因此F1=3.2×20N=64N；
【点睛】
解决本题的关键知道分力与合力遵循平行四边形定则，掌握力的图示，注意其与力的示意图的区别．
试卷第页，共页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
B．斜劈顶角越小越容易钉进物体，是因为斜劈顶角越小，劈面给物体的压力越小
C．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力平行于桥面的分力，达到行车方便和安全的目的
D．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开手臂产生的合力增大的缘故
2．有三个力，F1=3N，F2=7N，F3=9N，关于三个力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．三个力的合力的最小值为1N B．三个力的合力的最小值为0
C．三个力的合力不可能为9N D．三个力的合力不可能为2N
3．同一平面内的三个力，大小分别为9N、12N、15N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（ ）
A．18N、3N B．18N、6N
C．36N、0N D．36N、18N
4．9N、21N两个力作用在一个物体上，则该物体所受合力不可能是
A．20N； B．9N； C．19N； D．15N．
5．物体受到三个共点力、、作用做匀速直线运动，则三个力可能的取值是
A．3N、5N、10N
B．4N、6N、8N
C．12N、7N、4N
D．1N、3N、5N
6．关于物理学的研究方法，以下说法正确的是( )
A．牛顿开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法
B．合力与分力的概念应用了等效替代的方法
C．通过导体的电流应用了比值定义的方法
D．重心的概念应用了理想化模型
7．如图所示，将一个大小为6N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解．已知力F 与x 轴的夹角θ=60°，则力F 在x 轴上的分力F x 的大小为（ ）
A．2N B．3N C．6N D．12N
8．把重20N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，物体保持静止，如图所示，若物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，下列关于弹簧弹力的说法不正确的是：
A．可以是22N，方向沿斜面向上
B．可以是2N．方向沿斜面向上
C．可以是5N，方向沿斜面向下
D．可以是2N，方向沿斜面向下
9．如图所示，将一块蹄形磁铁静置于铁质教室讲台的倾斜面上。则关于该磁铁的受力情况，以下说法正确的是（ ）
A．蹄形磁铁共受到5个力的作用
B．桌面对磁铁的支持力是由桌面的形变而产生的
C．桌面对磁铁的摩擦力为静摩擦力，其大小与接触面的粗糙程度有关
D．磁铁所受重力按效果可分解为下滑力和对桌面的压力
10．某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印.再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值.下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A．建立“合力与分力”的概念
B．建立“点电荷”的概念
C．建立“电场强度”的概念
D．建立“欧姆定律”的理论
11．两个共点力的大小分别为4N和8N，这两个共点力的合力的值可能是（ ）
A．3N B．8N
C．13N D．15N
12．作用于O点的五个恒力F1、F2、F3、F4、F5的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所示，已知这五个恒力中的最大值F3=10 N，则这五个力的合力的大小是（ ）
A．0 B．10 N C．20 N D．30 N
13．在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录．如图所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的张力为（ ）
A． B． C． D．G
二、解答题
14．如图所示：三个共点力，F1=5N，F2=10N，F3=15N，θ=60°，请用力的正交分解法计算合力的大小和方向。
三、填空题
15．在图中，小孩通过绳子对箱子的O点施加拉力，该拉力产生两个方向的实际作用效果，它们的方向分别沿_____________和_______________．如果图中拉力为80N，请在虚线框内用作图法将拉力F沿上述方向进行分解____________．求得F1=_______N，F2=________N．（绳与水平方向的夹角为37°， 已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，故A错误；
B．斜劈顶角越小越容易钉进物体，是因为斜劈顶角越小，劈面给物体的压力越大，故B错误；
C．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的平行四边形定则可知，汽车重力沿桥面向下的分力减小，达到行车方便和安全的目的，故C正确；
D．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
F1=3N，F2=7N，F3=9N三个力的合力最大值为19N，F1与F2的合力范围是4N F12 10N，第三个力F3=9N在其范围之内，所以三个力的合力的最小值为0。三个力的合力可能为9N和2N。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
当三个力作用在同一直线上且方向相同时，三个力的合力最大，最大值为
9N、12N的合力范围为
12N - 9N ≤ F合 ≤ 9N + 12N
由上式分析可知9N、12N的合力可能为15N，当9N、12N的合力与15N方向相反时该物体所受三力合力有最小值，且为0。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
当二力夹角为零时，即两个力在同一直线上，并且方向相同，合力最大、最大值为F1+F2=30N；
当夹角180°时，即两个力在同一直线上，并且方向相反，合力最小、最小值为F1-F2=12N；
故合力的范围为12N≤F≤30N；所以ACD是可能的，B不可能．本题选不可能的，故选B．
点睛：本题关键是明确二力合成时遵循平行四边形定则，夹角越大，合力越小，同向时合力最大，反向时合力最小．
5．B
【解析】
【详解】
因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零．因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：
A、前两个力的合力范围是[2，8]，第三个力是10N，所以合力不可能为零；故A错误．
B、前两个力的合力范围是[2，10]，第三个力是8N，所以合力可能为零；故B正确．
C、前两个力的合力范围是[5，19]，第三个力是4N，所以合力不可能为零；故C错误．
D、前两个力的合力范围是[2，4]，第三个力是5N，所以合力不可能为零；故D错误．
故选B．
【点睛】
求三个力的合力时我们可以先合成前两个力，再与第三个力进行合成即可．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，选项A错误；
B．合力与分力的概念应用了等效替代的方法，选项B正确；
C．通过导体的电流不是比值定义的方法，选项C错误；
D．重心的概念应用了等效物理模型，选项D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
将一个大小为6N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解．力F与x轴的夹角，根据三角知识，则力F在x轴上的分力的大小为：，故ACD错误，B正确．故选B．
8．C
【解析】
【详解】
试题分析：物体的重力为20N，重力在斜面方向上的分力为mgsin30 =10N，若弹簧的弹力是22N，方向沿斜面向上，则22N=10N+12N，此时物体受到的摩擦力为最大静摩擦力，故选项A是可能的；若弹簧的弹力是2N，方向沿斜面向上，则10N－2N=8N<12N，故也是可能的，选项B正确；若弹簧的弹力是5N，方向沿斜面向下，则10N+5N=15N>12N，这是不可能的，故选项C不正确；若弹簧的弹力是2N，方向沿斜面向下，则10N+2N=12N，它与最大静摩擦力是相等的，故这是可能的，故选项D正确．
考点：受力分析，静摩擦力的方向．
9．B
【解析】
【详解】
A．蹄形磁铁受重力、桌面的支持力、桌面的摩擦力和桌面的吸引力（磁力），共4个力作用，故A错误；
B．桌面对磁铁的支持力的施力物体是桌面，是由桌面的形变而产生的，故B正确；
C．桌面对磁铁的摩擦力为静摩擦力，其大小始终等于磁铁沿桌面向下的分力大小，与接触面的粗糙程度无关，故C错误；
D．磁铁所受重力按效果可分解为沿桌面向下的力和垂直于桌面向下的力，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来，再通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这是用来等效替代的方法．通过分析各选项采用的科学方法进行判断．
【详解】
通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，再通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这里应用了等效替代的方法．
A.合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，故A正确；
B.点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化模型的方法，故B错误；
C.电场强度的定义是：试探电荷在电场中受到的电场力与试探电荷所带电量的比值．所以，建立“电场强度”的概念是采用了比值定义法，故C错误；
D. 建立“欧姆定律”的理论需要探究电流、电压和电阻三者的关系，采用了控制变量法，故D错误．
故选A
11．B
【解析】
【详解】
两力合成时，合力范围为：|F1-F2|≤F≤F1+F2；故合力范围为：4N≤F≤12N；所以可能的为B．
12．D
【解析】
【详解】
根据平行四边形定则，F1和F4的合力为F3，F2和F5的合力为F3，所以五个力的合力等于3F3，因为F3=10N，所以五个力的合力大小为30 N，故D正确，ABC错误．
故选D。
13．B
【解析】
【分析】
根据共点力平衡与平行四边形定则对杠铃进行受力分析，列出平衡方程即可求解．
【详解】
以杠铃为研究对象，分析受力情况，受力图如图所示，根据平衡条件得，解得，则他每只手臂承受的张力为，故B项正确，ACD错误．
14．10N，与x轴的夹角30°
【解析】
【详解】
将F2分解成x轴和y轴上，那么 x轴方向的合力
y轴方向的合力
所以三个力的合力大小为
设其方向与x轴的夹角为 ，则有
解得
方向与x轴的夹角30°
15． 水平方向与， 竖直方向； 图见解析； 50， 64．
【解析】
【分析】
依据运动的合成与分解，结合实际作用效果，即可确定；根据力的图示，结合标度，可知，拉力F的大小，及方向，再将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则求出竖直分力的大小．
【详解】
该拉力产生两个方向的实际作用效果，它们的方向分别沿水平方向与和竖直方向．根据力的图示，可知，拉力F的大小为80N，
将F分解为水平方向和竖直方向，经过长度测量，F1的长度是单位长度的2.5倍，因此F1=2.5×20N=50N．同理，F2的长度是单位长度的3.2倍，因此F1=3.2×20N=64N；
【点睛】
解决本题的关键知道分力与合力遵循平行四边形定则，掌握力的图示，注意其与力的示意图的区别．
试卷第页，共页
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