研究性学习菜刀上的力学.ppt

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1、研究人：陈懿鑫菜刀上的力学课题研究本组成员名单指导老师:郭志君组长：陈懿鑫成员：陈懿鑫主导课程：物理相关课程：物理目的：更好了解和使用菜刀….形式：结合现有知识的基础上，再收集一些资料并加以自己研究和讨论的形式为主要活动方式。活动场所：信息室and教室随着经济的发展，人民的生活水平不断提高，刀具作为家庭的必需用具，种类越来越丰富，但由于人们对刀具的认识还不够全面，我们使用的时候，并不一定都知道其中的奥妙，经常出现用普通菜刀削苹果的现象，不但费时，费力，有时还会划破手指或造成其它不必要的伤害，为解决以上情况所带来的不便，我们要对刀具上的力学进行研究。日常生活中都接触到，

2、特别是平常都使用的那些，如菜刀等。为了了解刀具上的力学，我们特地对他进行研究，用科学的方法进行分析。每当走进厨房时看见有几把刀，我们到底要选择哪一把刀去切哪一种东西呢？这些都值得我们去思考的，去研究的。所以，我们所需研究的就是家家都有的菜刀和力学之间的关系。问题导入课题研究的背景菜刀是日常生活中再普通不过的刀具,一把小小的菜刀蕴藏着丰富的力学知识。然而,调查表明:学生平时实际使用菜刀的机会并不多,经常使用的仅占2％,几乎不用的占25％。因此,善于从长期使用过程中发现力学规律的极少。比如剁骨头时,刀口与骨头的接触点应该在刀的中后部某一点上,这样手既不会往上振,也不会往下

3、振;切丝形食物(如萝卜丝)时一般以刀尖为支点,以减少切割时刀身移动的距离,从而加快切割的速度等等。尽管学生没有能发现这些,或者发现了,却不能解释,但只要能自己找些书来读,学习一点课本上没有的知识,逐步理解并正确分析这些现象,那就很了不起了。开展这样的课题研究的目的之一,就是让绝大多数学生都能参与,同时又给各种程度的学生的发展留出很大的空间。事实上,确实有许多现象及其解释,是为师者也感到为难的。课题研究的意义众所周知，在我们的日常生活中，菜刀作为一种常用的厨具，发挥着非常重要的作用。我们在现有的力学知识上将菜刀上的力学知识与实际生活相结合，并加以讨论得出相关结论，对我们

4、的日常生活是非常必要的。于是我组决定以“菜刀上的力学”为课题来进行探究。各式各样的菜刀菜刀的结构：刀锋刀身刀背刀把（柄）研究方法及步骤资料收集阶段：到商场调查，获取一些有关刀具的资料.实际研究阶段：做实验，并研究，深入了解理论讨论阶段：在实验的基础上整理资料，得出结论活动所需的条件：电脑；菜刀预期成果：论文报告表达形式：文字、图片提出问题：为什么锲形程度的大小会影响用力大小呢？有哪些因素会影响菜刀的使用性能？我们首先对刀口（劈）进行受力分析：我们知道，T1、T2是使被切物品裂开的两个力，也是力F（即人对刀施加的外力）的两个相等的分力。由几何数学分析知：随着θ角的增长（

5、即刀口的锲形程度越大），T1和T2减小，用这种刀口就越难切物体。经我这么一分析，大家一定会明白了，但另一个问题随之产生了——人们往往为什么要用剁骨刀来砍排骨，而不用普通菜刀呢？我们都知道：我们在平时生活中，剁骨刀砍的两块骨头深度大，用普通菜刀砍的那根骨头的切口的深度小，还有一个重要发现——普通菜刀刀口有点儿卷。产生这种现象的原因是什么呢？再一次观察两种刀具，普通菜刀刀身要比剁骨刀的刀身扁而且平，因而它所能承受的外力较小，容易卷；对剁骨刀刀身厚且不平整，因而它所能承受的外力要大些。这也使认识到刀身较薄的刀（比如普通菜刀）不能用来砍骨头这一类硬东西，而应该选用刀身较厚的刀

6、（比如剁骨刀）来砍，否则容易将刀口砍缺或砍卷。影响刀的使用寿命。当然，砍硬物品的刀还与刀刃的硬度有关。结论:1.用较短得到去切骨头和剥皮效果较好。2.刀身窄，质量就小的刀用来削皮效果比较好。3.刀把长的刀用来切一些硬的东西比较好。4.从刀刃锐利的刀最好是用来切又薄又软的东西。5.带有锯齿形刀刃的刀更容易切开韧性较大的东西。课题成果菜刀在日常生活中、生产中的地位非常重要。所以，我们应该充分了解刀具上的物理知识，并利用物理知识根据不同的需要设计出不同用途的刀具，为生活提供方便，为生产提供效率。其实，在我们的身边和生活里，有很多的现象与物理的联系很大，菜刀只是其中一个典型的

7、例子，其余的我们只不过没有去想，我们的生活时时刻刻也离不开物理知识的，所以说，物理是一门基础学科，一把小小的菜刀就有这么多的物理知识，可见科学就在我们的身边，研究它对我们提高学习的兴趣有很大的帮助，生活中还有很很多多的有趣现象等待我们去研究，去发现。从总的分析，刀刃和刀身都是用钢铁制成的，而刀把则是木头。其原因是由于钢铁的硬度较大，可以用来剁切许多坚硬的东西。刀把如果也用钢铁制成，则使用起来就非常笨重了，为此是用木头代替，既省钢铁材料，使用起来又轻便又省力。再则，由于刀身是质量较大的钢铁材料制成的，其重心是在刀身上。用菜刀切东西时，就相当于使用杠杆工