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1、word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表现，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，充分地表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与实践分析能
2、力都大有裨益课题的目的与意义：目的：解决人们在使用刀具时的弊端，以与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、刀把长度以与材料，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、再亮研究方法与步骤：资料收集阶段：第12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46周，到制刀厂，打铁店，请教刀匠，做实验，做深入调查研究。理论讨论阶段：第710周，在实验的根底上整理资料，得出结
3、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：进展实验，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、菜刀的结构与几种常用菜刀菜刀主要有刀身、刀刃和刀把三局部组成如下列图2、菜刀的种类、特点以与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、长短都各不一样
4、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与以下容：1力的合成与分解力的合成与分解满足平行四边形定如此：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角，如下列图，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F1Fcos，F2Fsin.2力矩的平衡一个有固定转动轴的物体，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
5、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tmv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，即三角形的顶角很小，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
6、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的分力假设刀刃的截面是等腰三角形，根据力的平行四边形定如此可知，f1f2=F，如下列图，因此，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1mm左右剁肉用的肉刀肉斧，刀身呈圆弧形，且非常厚实，如下列图；水果刀，整体较小，刀身长而窄，质地较轻，如下列图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
7、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，反之如此向上震，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的任何物体都存在一个“打击中心，当力的作用线通过“打击中心时，转动轴所受的“打击作用力为零屠夫经常用来剁肉的肉斧的刀身是圆形的，这是为了在剁肉骨头时，不管刀的哪一个部位与肉骨头接触，都能保证，肉骨头对刀的作用力根本上通过以刀柄为转动轴的“打击中心，这样就可以减小剁肉时刀对手的作用刀的质量
8、大小对刀具的使用有很大的影响，当菜刀在接触物体后速度的改变率一样的情况下，质量大的刀所受切割物体的作用力一定大，因此刀对切割物体的作用力也越大刀的扁平程度，应用切割物体时的受力大小与功能不同予以解释，如切易分割的物体，只需刀口锋利，一般做得较为扁平，而剁骨头的刀假设如此，如此极易卷口，故一般都比拟厚菜刀由刀把和刀身组成，刀身的质量越大，刀的惯性越大刀的质量主要取决于刀刃的质量，刀刃一般用弹簧钢制成，涉与力学中的密度、硬度等物理知识；刀把的长短涉与力学中的力矩知识刀刃的形状呈锲形，可利用力的合成与分解加以阐述，用很小的力，就能产生很大的作用效果5、菜刀使用过程中的力学问题如：剁骨刀在使用过程中所
9、表现的力学知识将刀提起一定高度，需要对刀做功，刀越重，被举得越高，刀获得的重力势能就越多，我们消耗的体力和能量就越多，人就越容易疲劳为了能很快剁开骨头，我们并不是让刀自由下落，在刀具下落的同时，给刀施加一个作用力，对刀做功，这样当刀与骨头接触时就能获得很大的速度根据功能关系，我们对刀作功越多，刀获得动能就越多，刀口与骨头的作用时间越短，根据动量定理可知，刀口与骨头之间产生的作用力越大，效果就越明显对研究性学习的辅导体会万显研究性学习作为一种学习的方式，与传承性和承受式学习的方式相比有其自己的特点研究性学习是围绕着问题展开的学习，传承性和承受式学习的方式是以知识为线索进而展开的学习，对知识的产生
10、和开展过程研究和讨论不多而研究性学习，首先是发现问题，选择有关的问题作为研究的问题，围绕解决问题进展一些必要的知识准备和一些必要的资料收集，再进展研究讨论，得到结论例如菜刀上的力学知识，就是以人们所熟悉的菜刀作为问题的中心，结合力的合成和力的分解的知识，进展一些讨论，再根据力矩的一些知识进展一些研究，从而把所学的知识和实践生活中的问题相结合起来形成理论联系实际的作风深化了课堂学习的过程通过一个学期对学生研究性学习的辅导，我觉得有如下一些体会。一、研究性学习是一种新的学习方式研究性学习是一种新的学习方式，它是一门充分发挥学生主观能动性，以学生的自主学习，直接体验和研究探索为根本方式，以培养创新精
11、神、实践能力和个性养成教育为根本目标的活动课程。它在学习容上具有综合性和开放性；在学习过程中具有主动性和自主性；在学习结果上具有创造性；在学习形式上具有灵活性，另外，还有学生参与的全员性，实践的多样性等特点。二、研究性学习课程的特点1、自主学习，强调在活动中学习自觉地进展探索性、研究性学习。这门课程的容没有严格的规定，无论是学科课程涉与的领域，还是没有涉猎的畴，或是当今社会的热门话题都在其中。研究性学习改变了以往教师讲学生听，学生被动承受的学习方式，使学生积极主动地去探索、去尝试、去研究、去寻求答案。研究性学习主学生在真实的环境中和真实的活动中自主地学习，为学生的全面开展提供一个更加多样化的舞
12、台，以实现和完善学校养成教育的功能。从选题、收集资料开始到撰写报告，辩论，成果展示的全过程，都是学生自主选择的过程，教师只起指导和协助作用。在整个学习过程中，学生可以展示自信、自立、自强的精神风貌。2、直接体验，强调在活动中学生亲身体验和实践科学结论的发现过程。传统教育使学生远离社会，他们在毕业后需要很长时间才能适应工作岗位和社会生活，而活动课程为学生提供了许多了解、适应、参与社会的机会，从而帮助学生逐步走向社会。研究性学习的价值就在于克制了分科教学的弊端。走上社会，我们发现，任何一个实际问题的解决都需要综合地运用各科知识，只有通过研究性学习中的多种形式的活动，才能把以往分散割裂的知识变成真正
13、有价值、有生命的系统知识，所以研究性学习是分科教学的成果在一个学生身上的整合。在研究性学习过程中，很多容要靠学生在学校、社会资源中去寻找，包括资料、设备、信息、专家等，这些使学生获得了亲身体验。3、个性养成教育，强调在活动中学生要养成独立、积极和创造性的人格个性。在人的个性中，最本质的特征是人格的独立性、积极性和创造性。人的个性形成有先天因素的作用，但更需要后天环境的影响，更需要依靠平时的养成教育。养成教育所强调的是在长期的良好环境下对人的渐进影响过程，是生活和实践中的学习，所以，养成教育离不开生活和实践。活动课程主学生在真实的环境中和真实的活动中自主地学习，为学生的全面开展提供一个更加多样化
14、的舞台，以实现和完善学校养成教育的功能。三、研究性学习使教师面临着挑战随着新世纪的到来，一支粉笔、一本教材的传统教学方式正面临着信息技术的挑战。新一轮的课程、教材改革，从小学阶段的综合实践课到初中的综合方案、高中的研究性学习，都对教师的教学能力提出了新的、更高的要求。新世纪，教师将面临着新的挑战：一是如何全面推进素质教育，培养学生的创新精神和实践能力；二是信息化浪潮之下，教师如何继续教育。面对新世纪，教师现有的思想观念和素质结构已远远满足不了教育的新要求了。解决这一问题，很重要的一点就是要通过学习和培训来完成。四、从实践看，研究性学习的意义不可否认，绝大局部学生对研究性学习课程的开展持赞成态度
15、。研究性学习的开展在一定程度上培养了学生的实践能力、组织能力、团结协作能力、应变能力，使学生多方面知识得到整合，有益于知识和能力的迁移和开展，有益于学生个性的养成，对于了解社会、参与社会有积极的促进作用，有益于养成正确的世界观。这门课程受到了学生的欢迎和许多社会人士的肯定。但是，由于多方面的因素，研究性学习的开展过程中也有着一定的不足，整理如下：1、许多学生对这门课程很感兴趣，主动、积极地参与进来，非常投入、认真地完成了学习任务；同时也有一些学生受升学压力的影响，加上这门课程的评价方法还不完善，没有完善的考核机制，他们在研究性学习过程中仅仅持应付的态度。所以，从一定意义上说，传统的应试教育对研究性学习的顺利开展有很大的制约，同时也需要不断完善研究性学习课程的评价和考核机制。2、学生凭着一腔热血，仅根据自己的兴趣而盲目选题，选择的课题与自己的知识和能力水平不符合；课题专业化程度很高，所需的能力也很高，这就等于是空中楼阁，可望而不可与，也不易达到学习的目标。3、我们的学生对这门课程仍很陌生，有些同学在活动过程中抱着玩玩的态度，敷衍了事，没有真正端正态度，积极参与，达到研究性学习这门课程的目标。总的来说，研究性学习这种新的学习方
