菜 刀 中 地 力 学 知 识.doc

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1、菜刀中的力学知识指导教师：万显课题组成员：朱俊杰、王海建、高博、梁超、再亮、戴冰清组长：朱俊杰班级：高一（12）班主导课程：物理一、菜刀上的力学知识开题报告研究背景：菜刀与我们的生活密切相关，了解菜刀并掌握菜刀的使用是生活实践能力的一种体现，同时就菜刀本身而言，无论是菜刀的材料还是菜刀自身的结构特征或是菜刀的使用过程无不与力学知识有关。在生活中，经常出现用普通菜刀剁骨头的现象，不但费时，费力，还会极易卷刀口或造成其它不必要的伤害，或用普通菜刀切冷冻肉，困难很大。以菜刀为题材，研究其中的力学道理，充分地体现了物理与生活实际的联系，对提高我们的理论联系实际的能力以

2、及实践分析能力都大有裨益．课题的目的及意义：目的：解决人们在使用刀具时的弊端，以及掌握如何正确使用刀具的方法；意义：加深对物理知识的了解，激发我们学习物理的兴趣研究容：研究各类刀具的长度、厚度、宽度、质量、锋利程度、外形、刀把长度以及材料，分析讨论不同刀具在不同运用中的力学关系，并且运用物理知识加以解释。任务分工：执笔：戴冰清；采访资料：朱俊杰、王海建、高博、梁超、再亮研究方法及步骤：资料收集阶段：第1——2周，到商场调查，获取一些有关刀具的资料，并走访屠夫，了解他们对刀的认识；实际研究阶段：第4——6周，到制刀厂，打铁店，请教刀匠，做实验，做深入调查研究。理

3、论讨论阶段：第7——10周，在实验的基础上整理资料，得出结论活动所需的条件：图书资料，电脑；实验设备：各种菜刀预期成果：调研报告表达形式：文字、图片具体安排：第1周——第2周：确立选题，开题研究第3周：到商场、图书馆、互联网上获取一些关于刀具的资料第4周——第6周：进行实验，写出结论第7周——第9周：整理结论、理论探讨第10周：撰写调查报告二、研究结果1、菜刀的结构及几种常用菜刀菜刀主要有刀身、刀刃和刀把三部分组成如图所示．2、菜刀的种类、特点以及不同用途市场上提供的菜刀的种类繁多，通过走访刀具市场、铁匠店等处，初步了解到与我们生活密切联系且使用频率较高的菜刀

4、主要有以下几种：普通菜刀、水果刀、带锯条的锯齿刀、剁骨刀等．这些刀具的外观、材料、用途、重量、长短都各不相同．列表统计如表1和表2(仅作粗略统计)．3、菜刀中的力学知识主要涉及以下容：1．力的合成与分解力的合成与分解满足平行四边形定则：作用在物体上的一个力往往产生几个效果，如：放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F，这个力与水平方向成θ角，如图所示，这个力产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上提物体，因此力F可以分解为水平方向的分力F1和沿竖直方向的分力F2，力F1和力F2的大小为F1＝Fcosθ，F2＝Fsinθ.2．力矩的平衡一个有固定转动轴的物体，

5、在力的作用下，如果物体保持静止，我们称这个物体处于转动平衡状态；我们把力F和力臂L的乘积叫做力对转动轴的力矩M，当物体处于转动平衡时，作用在物体上的合力距等于零，即M合＝0.3．压强的计算压强的公式可以表示为，在压力F一定的条件下，压强p与受力面积S成反比．4．动量定理：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，这个结论叫做动量定理，用公式表示为F合t＝mv末一mv初或F合t=p末一p初从动量定理中可以得出，F合＝(p末一p初)/t，在动量的变化一定的条件下，作用时间越短，产生的作用力越大．4、分析菜刀形体中的力学知识：(1)刀刃刀刃的截面是三角形且刀尖非常的锐利

6、，即三角形的顶角θ很小，当我们使用菜刀切削食物，给刀刃施加作用力F时，首先，这个力作用在食物上，对食物产生很大的压强，从而把食物割开；同时这个力会产生两个效果，这就是使刀刃的两个侧面推压食物，把物体切开，应用力的合成和分解的知识可知：垂直侧面的两个作用效果可以用f1和f2表示，为作用力F的分力．若刀刃的截面是等腰三角形，根据力的平行四边形定则可知，f1＝f2=F，如图所示，因此，θ越小，刀刃越锋利，菜刀越容易切削物体，但刀刃的强度和刚性会相对减弱．我们磨刀的目的就是减小刀刃的顶角（2）刀身不同的菜刀，刀身的形状有很大的不同，常用的菜刀，刀身呈长方形，厚度一般为

7、1mm左右．剁肉用的肉刀（肉斧），刀身呈圆弧形，且非常厚实，如图所示；水果刀，整体较小，刀身长而窄，质地较轻，如图所示．这些刀的形状是由它们的用途决定的．对于肉刀，因为要切肉，同时，还要剁肉骨头，所以需要质量较大的刀，当菜刀以一定的速度去切肉或剁肉骨头时，质量大的菜刀就会对食物产生较大的作用力，从而达到切削食物的目的．而对于水果刀，切割的是水果，相对较脆，切削时不需要很大的作用力，所以质地较轻的水果刀惯性小、容易操作．如果用刀剁骨头，当刀的前端接触骨头时，手会感到刀把向下震，反之则向上震，有那么一个位置，刀上的这一点剁到物体上时，手感十分轻松．这是因为绕轴转动

8、的任何物体都存在一个“打击中心”，当力