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1、.,研究组：第六组,菜刀上的力学,课题研究,.,本组成员名单,指导老师:文继兰 组长：陈思吉 成员：胡正豪 陈绿绿 王力 韩浩 解伟 夏云飞 陈柳松 梁艳 杨露 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,.,任务及分工,陈思吉 胡正豪 陈绿绿 ： 负责制定方案及后期幻灯片的技术合成 陈柳松 解伟 梁艳 杨露： 负责资料整理和相关图片收集 王力 韩浩 夏云飞 ： 负责论文撰写,.,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，
2、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，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。我们几乎每天都要使用菜刀，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
3、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
4、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。 课题所涉及到的课程：物理,.,各式各样的菜刀,.,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：图书资料；可以上网的电脑；菜刀 预期成果：论文报告 表达形式：文字、图片,
5、.,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： 随着角的增长（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
6、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（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
7、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。,.,论文展示,一提起“刀”这个字，真是无人不知，无人不晓。“刀”，家家户户都有，而且是必不可少的，几乎每天都用它来切、
8、割、砍、削食物，而我们现在所要研究的就是“刀”与物理学中的力学之间的关系。,.,菜刀的结构：,刀锋,刀身,刀背,刀把（柄）,.,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作，这时手作用在刀把上力的力臂大于切东西的阻力臂，这样就达到省力的目的。,.,二、菜刀的局部构造分析 1、对刀刃的力学分析 菜刀的刀刃是用来切削食物的。刀刃的横截面是
9、一个三角形，且刃尖是非常锐利，即是三角形的顶角0很小。当我们使用菜刀切削食物时，给刀刃施加作用力F时，由于刀刃与食物接触面积极小，产生的压强便非常大，从而把食物割开。同时这个力F会产生另一个效果，即是使刀刃对两侧面推压食物，把食物切开。从力的分解角度来看，刀刃对两个侧面的推压作用力为F和F为力F的两个分力。若刀刃的截面是等腰三角形，则根据力的平行四边形定则可知，F=F=F/2Sin0 .当0角越小时，推压力F就越大。也就是说，刀刃越锋利，菜刀越容易切削物体。,.,2、对刀身的力学分析 不同的菜刀，刀身的形状不一样，这是由于它们的用途不同之所致。如：肉刀因为除切肉外，有时还要跺肉骨，所以需要质量大的刀身。当刀以一定的速度跺下去，因质量大，跺骨头的机械能也就大，这样就容易跺烂了肉骨头。相对来说，水果刀由于常用来切削水果，不需要太大的力，所以水果刀的质量就轻小些，且较灵活地转动削水果皮。,.,3、对刀把的力学分析 刀把上刻有条纹，其目的就是要增大与手接触的粗糙程度，从而增大摩擦力，不至于由于油腻而滑手。 根据上述的菜刀上的力学分析，我们今后选取用菜刀时，尽量要使刀刃锋利，可用磨石来磨达到锋利。而且要根据不同的用途来选择不同的刀身。,.,课题展示完毕,over,.,谢谢！,thanks！,
