第十章第1节机械能(课件+教案+练习)

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名称 第十章第1节机械能(课件+教案+练习)
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资源类型 试卷
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2017-01-06 14:07:47

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课题:机械能
教学目标
(一)知识目标:
1.知道能量、动能、重力势能、弹性势能的概念及其决定因素,并能解释简单的现象。
2.知道势能和动能相互转化,并能解释简单的现象。
3.知道机械能守恒定律。
(二)过程与方法
1.经历自主设计探究动能、势能的影响因素的实验过程,培养和提高探究能力。
2.能够运用控制变量法来研究动能、势能的影响因素,并体会这样做的优势。
(三)情感、态度与价值观
客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成。
2.让学生经历探究活动,体验成功的喜悦,培养实事求是的科学态度。
教学重点和难点
重点:探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。
难点:学生设计完成探究试验
教学流程:
情境引入
让学生观看图片,发现运动的物体能做功,发生弹性形变的物体也能做功。
物体能对外做功,我们就说这个物体具有能。“能做功”指的是做功的本领,而并不表示物体实际上做了功。因此,能量只是描述物体做功本领的大小,物体能够做的功越多,它具有的能就越大。21世纪教育网版权所有
进行新课
观看视频并分析,找出共性。
(一)动能
1、动能的概念:学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”.
2、动能大小的决定因素:教师提问:关于动能你能提出一些我们可以研究的问题吗?学生回答:动能大小各不相同,动能大小的决定因素是什么?
老师做演示实验,学生观察。
学生在观察过程中要思考的问题:钢球先后从不同高度处滚下的原因;撞击距离的远近说明了什么;做功多少说明了什么;教师强调,实验中运用控制变量法并分析思考得出结论:物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关.
3、跟踪练习
(1)一辆自行车与一辆小汽车在平直公路上并肩行驶,具有较大动能的是______,因为__________ 。21教育网
(2)一跳伞运动员,从空中匀速下降的过程中,动能 (不变、变大或变小)
(3)一辆沿水平直马路匀速行驶的洒水车 ,工作过程中它的动能 (不变、变大或变小)
答案:(1)小汽车;小汽车质量大、速度大(2)不变(3)变小
(二)势能
1、重力势能概念:物体由于被举高而且有的能
2、请各小组合作设计探究实验,汇报实验成果
结论:物体质量越大,位置越高,具有的重力势能就越多。
3、跟踪练习
(1)下列说法中,正确的是(  )
A.物体由于运动具有的能叫动能
B.速度大的物体所具有的动能一定大
C.位置越高的物体,它的重力势能就越大
D.一个物体位置越高,重力势能就越大。
(2)离地面同样高的铝块和铅块,如果体积相同,哪一个的势能较大?要使二者的重力势能相同,可采取什么办法?21cnjy.com
答案:(1)D(2)答:铅块势能较大,因为影响重力势能大小的因素是质量和高度,它们所处高度相同,铅块密度大,质量就大,所以势能就大。要使二者的重力势能相同可以从两方面进行,一是增加铝块的质量或者减小铅块的质量,而是增加铝块的高度或者降低铅块的高度。【来源:21·世纪·教育·网】
4、弹性势能概念及其决定因素:建议学习方法为学生阅读,并回答问题:什么是弹性势能;举例说明物体具有弹性势能可以做功,找出决定因素。
5、跟踪练习
(1)下列物体具有弹性势能的有( )
A、弹簧 B、拧紧的发条
C、推开的弹簧门 D、老虎钳
(2)皮球落地又弹起上升的过程中,可以分为四个过程:这四个过程中具有弹性势能的过程有( )
A、下落过程。 B、与地面碰撞过程。
C、弹起过程。 D、上升过程。
答案:(1)BC(2)BC
6、机械能
讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义:表示动能和势能都属于机械能,即机械能有两种表示方式:动能和势能.一个物体既可以有动能也可以有势能.机械能的单位是焦耳。21·cn·jy·com
机械能及其相互转化
播放动画:脚踩滑板从高处滑下,由此引出动能和势能的相互转化。
1、分析单摆和滚摆动能、势能的转化。
单摆实验:
A---B 重力势能转化为动能
B---C 动能转化为重力势能
C---B 重力势能转化为动能
B---A 动能转化为重力势能
滚摆实验:
滚摆旋转着上升,越转越 ,此过程 能转化为 能。
两个实验说明:动能和重力势能可以相互转化。
2、分析皮球在下落过程中,物体动能、势能的转化。
(1)皮球下落:
重力势能减小,动能增大。
(2)皮球接触地面:开始发生弹性形变,弹性势能逐渐增大。向下的速度变小,动能减小。这时是动能转化为弹性势能。2·1·c·n·j·y
(3)皮球在恢复原状的过程中:弹性形变程度变小,向上的速度变大。
(3)皮球上升时:
分析整个过程,皮球能量的转化是:
3、举出其他的日常生活中的一些能量转化的实例。
动能和重力势能之间的转化:
弹性势能转化为动能:
4、机械能守恒:
物体的动能和势能之间是可以转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变 ——机械能守恒定律。21·世纪*教育网
随堂练习
1、如图所示,置于斜面顶端a的物体,分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三个位置时,若不计摩擦和空气阻力,则比较它们动能的大小,正确的是( )
A.b点的动能大 B.c点的动能大
C. d点的动能大 D.三点的动能一样大
2、体积相同的实心铁球和木球,铁球静放在水平桌面上,而木球从桌边由静止开始落向地面,则(   )
A、铁球和木球的机械能始终相等
B、铁球和木球同在桌面上时,重力势能相等
C、铁球的重力势能始终大于木球的重力势能
D、铁球的动能始终大于木球的动能
3、学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块由a点到c点运动的过程中,以下说法正确的是(   )www.21-cn-jy.com
A、小石块动能一直在增加
B.小石块减少的重力势能全部转化为动能
C、小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能
D.小石块到达C点时,动能为零
4、所示是上海“明珠线”某轻轨车车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定的坡度,请你从节能的角度,分析这种设计的优点。www-2-1-cnjy-com
答案:1、D 2、C 3、D 4、这种方法可以使列车在进站时上坡,将动能转化为势能,速度减小;出站时下坡,将势能转化为动能,速度增大,从而节约能源。
小结
请学生回顾一下本节有什么收获。
板书设计
机械能
一、能量:物体能做功就说物体具有能量
质量
动能
速度
二、机械能 质量
重力势能
高度
弹性势能 弹性形变
三、动能和势能之间可能相互转化
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【义务教育教科书北师大版九年级物理全册】
第一节 机械能
学校:________
教师:________
v
运动的物体能做功!
发生弹性形变的物体能做功!
物体能对外做功,我们就说这个物体具有能。
“能做功”指的是做功的本领,而并不表示物
体实际上做了功。因此,能量只是描述物体
做功本领的大小,物体能够做的功越多,它
具有的能就越大。
物体由于运动而具有的能叫做动能.
一、动能
请观看
实验器材:钢球 斜面 木板 木块
点击画面播放
点击画面播放
实验过程:
甲:比较质量相同的两小球从不同高度滚下的速度
乙:C和D为质量相同的两小球,从不同高度滚下时,
小球对纸盒做功的比较
丙:比较质量不同的两小球从相同高度滚下的速度
丁:G和H为质量不同的两小球,从相同高度滚下时,
小球对纸盒做功的比较
影响动能大小的因素有哪些呢
结论:一切运动的物体都具有动能 .质量相同的物体,运动的速度越大,它具有的动能就越大;运动速度相同的物体,质量越大,它具有的动能就越大。

速度
质量
实验结论:
1、一辆自行车与一辆小汽车在平直公路上并
肩行驶,具有较大动能的是______ ,
因为__________ 。
2、一跳伞运动员,从空中匀速下降的过程中,
动能 (不变、变大或变小)
3、一辆沿水平直马路匀速行驶的洒水车 ,
工作过程中它的动能 (不变、变大或变小)
小汽车
速度相同的情况下小汽车的质量比自行车的质量大
不变
变小
一展拳脚
二、势能
受到重力的物体被举高后具有的能叫做重力势能
实验器材:钩码 木质小桌 容器 细沙
点击画面播放
点击画面播放
实验过程:
甲:同一质量的铁块从
不同高度落下
乙:不同质量的铁块从
相同高度落下
影响重力势能大小的因素有哪些呢

质量
高度
结论:通常把地面做为零势能面物体质量越大,位置越高,具有的重力势能就越多。
实验结论:
1、下列说法中,正确的是(  )
A.物体由于运动具有的能叫动能
B.速度大的物体所具有的动能一定大
C.位置越高的物体,它的重力势能就越大
D.一个物体位置越高,重力势能就越大。
2、离地面同样高的铝块和铅块,如果体积相同,哪
一个的势能较大?要使二者的重力势能相同,可采取
什么办法?
AD
一展拳脚
铝的密度:2.7 g/cm3 铅的密度:11.3 g/cm3
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能
影响弹性势能大小的因素有哪些呢
结论:(只能针对同一物体来说)
同一物体弹性形变越大,具有的弹性势能就越多。
1、下列物体具有弹性势能的有( )
A、弹簧 B、拧紧的发条
C、推开的弹簧门 D、老虎钳
2、皮球落地又弹起上升的过程中,可以分为四个
过程:这四个过程中具有弹性势能的过程有( )
A、下落过程。 B、与地面碰撞过程。
C、弹起过程。 D、上升过程。
BC
BC
一展拳脚
如图所示,此位置的过山车具有动能吗?
具有重力势能吗?
一个物体既有动能,又有势能,那么
动能与势能统称为机械能
能量的单位:从前面的学习,我们可以
认识到能量是跟做功有密切联系的概念,
能量反映了物体具有做功的本领,能量
的大小可以用能够做功的多少来衡量。
因此,动能、势能和机械能的单位跟功
的单位相同,也是焦耳 J。
脚踩滑板从高处滑下,为什么会越来越快
(势能转化为动能)
三、机械能及其相互转化
点击画面播放
单摆实验:
滚摆实验:
A---B
B---C
C---B
B---A
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
动能转化为重力势能
重力势能转化为动能
滚摆旋转着上升,越转
越 ,此过程 能
转化为 能。


重力势
两个实验说明:
动能和重力势能可以相互转化。
请你举出一个动能和弹性势能相互转化的例子
1. 分析单摆和滚摆动能、势能的转化。
2. 分析皮球在下落过程中,物体动能、势能的转化。
高度减小
速度增大
重力势能减小
动能增大
转 化
(1)皮球下落:
(2)皮球接触地面:
开始发生弹性形变,弹性势能逐渐增大。向下的速度变小,动能减小。这时是动能转化为弹性势能。
动能减小
弹性势能增大
转 化
速度减小
形变增大
(3)皮球在恢复原状的过程中:
弹性形变程度变小,向上的速度变大。
动能增大
弹性势能减小
转 化
形变减小
速度增大
(4)皮球上升时:
高度增大
速度减小
重力势能增大
动能减小
转 化
分析整个过程,皮球能量的转化是:
动能
重力势能
弹性势能
过山车
(动能和重力势能之间的转化)
射箭
(弹性势能转化为动能)
物体的动能和势能之间是可以转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变。
——机械能守恒定律
1、如图所示,置于斜面顶端a的物体,分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三 个位置时,若不计摩擦和空气阻力,则比较它们动能的大小,正确的是( )
b点的动能大
c点的动能大
C. d点的动能大
D.三点的动能一样大
D
随堂练习
2、体积相同的实心铁球和木球,铁球静放在水平桌面上,而木球从桌边由静止开始落向地面,则(   )
A、铁球和木球的机械能始终相等
B、铁球和木球同在桌面上时,重力势能相等
C、铁球的重力势能始终大于木球的重力势能
D、铁球的动能始终大于木球的动能
C
3、学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块由a点到c点运动的过程中,以下说法正确的是(   )
A、小石块动能一直在增加
B.小石块减少的重力势能全部转化为动能
C、小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能
D.小石块到达C点时,动能为零

4、所示是上海“明珠线”某轻轨车车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定的坡度,请你从节能的角度,分析这种设计的优点。
 这种方法可以使列车在进站时上坡,将动能转化为势能,速度减小;出站时下坡,将势能转化为动能,速度增大,从而节约能源。
回顾一下本节有什么收获。机械能
一.选择题(共7小题)
1.下列关于功和能的说法正确的是(  )
A.被拉开的弹弓具有弹性势能
B.用力推车而车未动,因为用了力所以推力做了功
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小,动能增大
D.速度小的物体动能一定小
2.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害.因为高处的物体具有较大的(  )
A.弹性势能 B.重力势能 C.体积 D.重力
3.如图所示.人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中(  )
A.人和车的动能保持不变 B.人和车的动能增大
C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大
4.月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是(  )21世纪教育网版权所有
A.陨石的质量 B.陨石的撞击速度
C.被撞处的硬度 D.被撞处是否在阴影中
5.3D动画电影《愤怒的小鸟》今年5月20日正式在电影院上映,游戏中的经典场景“小鸟斗绿猪”终于在大银幕上上演了.小鸟们拉开弓时所做的功用于(  )
A.增大弓的重力势能 B.增大弓的弹性势能
C.增加小鸟的动能 D.增大小鸟的重力势能
6.如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油.加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的(  )www-2-1-cnjy-com
A.动能增加,势能减小,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能减小,势能不变,机械能减小
D.动能增加,势能增加,机械能增加
7.直升飞机在空中匀速下降的过程中(忽略燃油的变化),关于直升飞机的动能和重力势能的变化情况描述正确的是(  )21*cnjy*com
A.动能减小,重力势能减小 B.动能不变,重力势能增大
C.动能不变,重力势能减小 D.动能增大,重力势能不变
二.填空题(共5小题)
8.将体积相等的实心铅球和铁球放在同一水平桌面上,则铅球的重力势能  (填“大于”或“等于”或“小于”)铁球的重力势能(以地面为参考面,ρ铅>ρ铁).
现将铅球斜向上方抛出落至地面,此现象表明力是改变物体  的原因,此过程中铅球的动能变化是  .
9.流动的水具有  能,可以利用其发电,依据  可知,发出的电能比水具有能量少.
10.我国文学作品中蕴含着丰富的物理知识,“弓开如满月,箭去似流星”说明拉开的弓具有  能,“北风卷地百草折”说明风力可以使草发生  .21教育名师原创作品
11.“为了您和他人的生命安全,请谨慎驾驶”,如图所示,虽然汽车B采取了紧急刹车措施,但是从能的角度看,由于汽车B的速度大,   大,汽车B仍向前运动了较长一段距离,撞到汽车A,致使两车都发生严重的变形.
12.2013年11月8日第30号台风“海燕”以超强台风登陆菲律宾,登陆前后的最大风速达到75米/秒,风力17级以上.截止11月27日,该国造成的死亡人数已上升至5500人,另有1757人失踪,近3万人受伤.台风之所以威力巨大,原因是它具有巨大的  能.
三.实验探究题(共2小题)
13.小明利用如图所示的装置来验证影响物体动能大小的因素.甲、乙两图装置相同,分別是同一小球先后从A、B两处由静止滚下,钻入并推动纸盒运动一段距离后静止时的情景.
(1)纸盒被推得越远,小球对纸  越多,表明小球的动能越大.
(2)对比甲乙两图可知,小球的动能与  有关.
(3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系,需要添加的一个器材是  .
14.在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示.在此实验中,我们是通过观察  来比较各铁块重力势能的大小.若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落高度的关系是hA  hB.若A、C两铁块下落的高度相同,则两铁块的质量关系是mA  mC.(选填“>”“<”或“=”),实验得出的结论是:物体重力势能的大小与  有关.【来源:21cnj*y.co*m】
参考答案
一.选择题(共7小题)
1.A
【解析】
A、被拉开的弹弓发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故A正确;
B、用力推车而车未动,虽然有力,但沿力的方向没有距离,所以没有做功,故B错误;
C、人造地球卫星由近地点向远地点运动时,质量不变,高度增大,重力势能增大;速度变小,动能变小,所以是将动能转化为重力势能的过程,故C错误;21教育网
D、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,故只知道速度,不能确定动能的大小,故D错误;21cnjy.com
故选A.
【点评】此题考查了具有弹性势能的条件、做功的条件、动能、势能的转化等知识点,是一道综合题,但难度不大.【版权所有:21教育】
2.B
【解析】
由题意可知,高空抛物现象只所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大.因此,高空抛物会造成很大的危害.
故选B.
【点评】本题主要考查我们对重力势能的掌握,了解其概念和影响因素,可顺利做出判断,难度不大.
3.B
【解析】
人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中人和车的质量不变,速度增大,动能变大;高度减小,重力势能减小.www.21-cn-jy.com
故选B.
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化.2·1·c·n·j·y
4.D
【解析】
A、陨石的质量越大,在速度相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此这一猜测合理;
B、陨石的撞击速度越大,在质量相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此这一猜测合理;21·世纪*教育网
C、被撞处的硬度越大,越不容易形变,相反,被撞处的硬度越小,则越容易形变,所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小,因此这一猜想合理;
D、被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同,故与之无关,因此这一猜测不合题意.
故选D.
【点评】解答本题既要理解相关的概念和基本知识,同时还要有一定的想象力,但总体难度不大. 
5.B
【解析】
小鸟们拉开弓的过程中,弓发生了弹性形变,具有弹性势能,所以小鸟们拉开弓时所做的功是用来增大弓的弹性势能,故ACD错误,B正确.
故选B.
【点评】本题考查了学生对物体动能、重力势能、弹性势能概念的了解与掌握,属于基础题目.
6.D
【解析】
战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大.高度不变,质量不断增大,重力势能增大.机械能=动能+势能,动能增大,势能增大,所以机械能增大.
故选D.
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素,掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况.
7.C
【解析】
直升机在匀速下降的过程中,质量不变,速度不变,故其动能不变;高度减小,故重力势能减小.
故选C.
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素.
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化.
二.填空题(共5小题)
8.大于;运动状态;先减小后增大.
【解析】
(1)一个铅球和一个铁球的体积V相同,其密度关系为ρ铅>ρ铁,由密度公式ρ=可得:m=ρV;可见两球的质量关系为:m铅>m铁.【出处:21教育名师】
重力势能大小与质量和高度有关;相对地面,其高度h相等,但由m铅>m铁可得铅球的重力势能大;
(2)将铅球斜向上方抛出落至地面,铅球首先由静止到运动,是手对其有力的作用;然后运动方向和速度不断变化,是受到重力的作用,此现象表明力是改变物体运动状态的原因;
铅球上升过程中,质量不变,速度减小,所以动能减小;铅球从最高层下落过程中,质量不变,速度增大,所以动能增大.因此将铅球斜向上方抛出落至地面过程中,铅球的动能先减小后增大.21*cnjy*com
故答案为:大于;运动状态;先减小后增大.
【点评】明确影响动能和重力势能大小的因素,知道力的作用效果,是解答此题的关键. 
9.动;能量转化和守恒定律.
【解析】
流动的水能够做功,是因为它具有动能;
流动使水可以带动发电机发电,将机械能转化为电能,由能量转化和守恒定律可知:水的动能不可能全部转化为电能,所以发出的电能比水具有能量少.
故答案为:动;能量转化和守恒定律.
【点评】此题考查了我们对水能的认识和能量转化和守恒定律的应用,属于基本规律的考查,是一道基础题.
10.弹性势;形变.
【解析】
弓在拉力的作用下发生弹性形变,所以拉开的弓具有弹性势能;
力可以改变物体的形状,所以大风将草木折断.
故答案为:弹性势;形变.
【点评】此题考查了弹性势能的存在和力的作用效果,是基础知识的应用,难度较小,容易解答.
11.动能.
【解析】
当B汽车的质量一定时,速度大则动能大,撞击时做的功就多,所以撞击后果就更严重.
故答案为:动能.
【点评】首先要掌握动能的两条影响因素,质量和速度越大其动能越大,其次要知道动能越大有能力做的功就越多.2-1-c-n-j-y
12.动.
【解析】
台风的速度非常大,根据动能的影响因素:动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能越大.因此,台风具有巨大的动能,所以也就有着很强的破坏力.
故答案为:动.
【点评】本题主要考查了动能在生活中的实例,通过分析台风的速度可以知道其产生巨大破坏力的原因,能将知识与实际相结合,有一定意义.【来源:21·世纪·教育·网】
三.实验探究题(共2小题)
13.(1)做功;(2)速度;(3)质量不同的小球.
【解析】
(1)纸盒被推得越远,小球对纸做功越多,表明小球的动能越大.
(2)让小球从不同的高度滚下,是为了使小球到达水平面时具有不同的初速度,对比甲乙两图可知,小球的动能与速度有关.
(3)若要验证动能大小与质量的关系,需要添加的一个器材是质量不同的小球.
故答案为:(1)做功;(2)速度;(3)质量不同的小球.
【点评】本题考查了学生根据实验现象得出实验结论的能力,要学会利用控制变量法分析问题,并能把所学知识与生活实际相联系,分析解答问题.21·cn·jy·com
14.木桩陷入沙坑的深度;<;<;物体的质量和高度.
【解析】
①铁块的重力势能转化为木桩的动能,铁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;
②根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大,说明B重力势能大,若A、B两铁块质量相等,则A下落的高度小于B;同理:重力势能一定时,若A、C两铁块下落的高度相等,则铁块A的质量小于C的质量;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.
故答案为:木桩陷入沙坑的深度;<;<;物体的质量和高度.
【点评】解决此类问题时,通常是利用转换法和控制变量法来探究物体的重力势能的大小与质量和高度的关系.
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