研究性学习-菜刀中的力学知识

课题研究案例菜刀上的力学知识1【精品文档-doc】课题研究案例——菜刀上的力学知识1一、活动的开展当学生学过了有关“静力学”、“运动学”的内容后，布置了“菜刀上的力学知识”课题研究。

活动分以下三个阶段进行:第一阶段(准备和指导):安排了一节课，介绍开展课题研究的意义、大致过程和注意事项，然后将课题布置给学生，同时展示四把常用的菜刀。

第二阶段(设计方案、开展研究):让学生外出收集材料，观察各种刀具，进行猜想、设计，然后动手进行实验，开展研究，得出自己的结论。

在此基础上，写出具有一定质量的研究报告。

结果，经过半个多月的课外活动，学生均以课题研究报告的形式上交了他们的研究成果。

第三阶段(评价、交流):在教师阅读研究报告的基础上(从中发现学生使用的方法、研究的成果)，组织学生进行交流。

二、学生的研究从研究的成果来看，多数学生根据菜刀的形状(静态的)进行力学分析，也有少数学生是对菜刀使用过程中的情况(动态的)进行力学分析的。

综合学生的研究成果，对菜刀(学校展示的普通菜刀、剁骨刀、西瓜刀和锯齿形刀)的外形，学生通过观察比较，一般可以抓住以下几个特征，并用相关的力学知识加以解释。

i. 刀口的锋利程度(钝与锐)，应用压力、受力面积和压强之间的关系予以解释;ii. 刀身的锲形程度，应用力的分解，以小力产生大分力予以解释;iii. 刀柄的长短，应用力矩平衡予以解释，但在支点的确定上有多种意见(认为在刀的最前端、刀尖的中间某点、刀把上、手腕上);iv. 刀口的平整和锯齿形，应用摩擦、力的分解等解释;v. 刀的扁平程度，应用切割物体时受力大小及功能不同予以解释。

如切易分割的物体，只需刀口锋利，一般做的较扁平，而剁骨的刀，若如此，极易卷口，故一般都比较厚;vi. 刀的质量大小，当菜刀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较大。

从以上分析中可以发现，学生几乎用到了学过的全部力学知识，像力的分解、力矩、牛顿第二定律、加速度定义、摩擦力等。

研究性学习菜刀中的力学知识力学是物理学中的一个重要分支，研究物体在力的作用下的运动和静止状态。

作为生活中常见的日用品之一，菜刀可以成为力学知识的一个实例。

在本文中，我们将探讨菜刀中的力学知识，包括菜刀的结构、重心、测量以及运动原理等。

首先，菜刀的结构可以帮助我们理解力学中的一些基本概念。

菜刀通常由刀柄和刀身组成。

刀柄为刀的握持部分，刀身为刀的切割部分。

在力学中，刀柄可以视为一个杠杆，刀身则是杠杆的负载。

杠杆是力学中重要的研究对象之一，它在物体的运动和平衡中发挥着重要作用。

其次，菜刀的重心是力学中的一个重要概念。

重心是指物体所受重力的合力作用线通过的点。

对于菜刀来说，重心通常位于刀身和刀柄的连接处附近。

重心的位置会直接影响菜刀的平衡性。

当刀身和刀柄的重心对称时，菜刀处于平衡状态；而当重心偏离刀身一侧时，菜刀就会倾斜或倒下。

因此，在使用菜刀时，我们需要掌握保持菜刀平衡的技巧，以确保刀身在切割过程中的稳定性。

菜刀的测量是力学中的一个重要实践，可以帮助我们理解测量原理和技术。

在制造菜刀时，我们需要测量刀柄和刀身的长度、宽度以及厚度等参数。

这些测量参数可以帮助我们了解刀的结构和性能，并在生产过程中进行质量控制。

此外，在使用菜刀时，测量菜刀与切割物的角度和距离也是重要的技术要求。

准确的测量可以提高切割的效率和安全性。

菜刀的运动原理涉及到动力学和运动学的知识。

动力学研究物体运动的原因和规律，而运动学研究物体运动的方式和轨迹。

在使用菜刀切割食材时，我们可以观察到切割过程中刀身的快速运动。

这涉及到动力学中的力和加速度的作用。

此外，通过观察刀身在空气中的运动轨迹，我们可以应用运动学的知识来研究刀的速度和加速度等参数。

总结起来，菜刀中的力学知识涉及到杠杆原理、重心测量、运动学和动力学等方面。

通过深入理解菜刀的结构、重心、测量和运动原理，我们可以更好地利用菜刀进行切割操作，提高切割的效率和安全性。

此外，掌握菜刀中的力学知识，对于进一步了解和应用力学原理也具有重要的意义。

浅谈菜刀上的力学原理我比较喜欢做饭，所以对菜刀比较熟悉，但以前不明白其工作时的力学原理，通过身边的力学这门课程的启发我就想是不是通过自己的搜索与学习来弄清楚它的力学原理。

选择了“刀”这个生活中常见的工具为研究对象，是希望将平时生活中的常见现象用物理学原理来解释，激发我们的对身边小事的兴趣，培养我们自主学习独立思考的习惯，训练我们参与实践，学以致用的能力。

一，如何使用菜刀才能更省力呢？1，从使用者的角度来讲：（1）菜刀的加速度越大，越容易切物体。

根据公式：F=ma。

因为菜刀的质量一定，所以加速度越大，则产生的力就越大，那么就越容易切开物体。

（2）菜刀与被切物体的接触点离刀把儿越近，则切物体就越省力，根据杠杆原理：刀切物体所用的力x力臂= 使用者用的力x力臂。

所以菜刀与物体接触电离刀把儿越近越省力。

2，从刀本身来讲。

（1）到面越光滑越容易切开物体，因为刀面光滑了，那么，刀与被切物体间的摩擦系数就减小了，由公式：摩擦力f=摩擦系数x正压力N所以，相应的摩擦力f也就减小了，以至于切物体时就更省力。

（2）刀刃的面积越小切物体就越省力。

原理是能否切开物体与菜刀对物体的压强有关，而由公式P= F/ S，当作用在菜刀上的力一定时，面积S越小，那么产生的压强越大，从而也就容易切开物体，这也就是人们经常磨刀的目的。

（3）当刀刃的两交角越小时就越容易切开物体。

原理：两刀交角越小，那么两刀对两侧被切物的作用力与竖直方向的夹角越小，那么它在竖直方向上产生的分力就越大，这就相当于增大了力对物体的作用力，以至于很容易切开物体。

二，不同用途的刀具有不同力学优点刀把有长与短，刀身有宽与窄，刀刃有锐与钝，还有带锯齿形的刀，在日常生活中它们都有其各自的用途。

如：在切蔬菜时应选择短把刀，而且还要稍重一些，这样切起来就更省力了。

因为把短的刀，动力臂大于阻力臂再加上刀重切东西时，刀本身的重力就对物体形成了一定压力，再加上人切物体时用的力压力就越来越大，压强就越大。

菜刀使用的原理菜刀作为一种常见的厨房用具，其使用原理主要涉及到物理学和力学的知识。

以下是关于菜刀使用原理的详细解释：首先，菜刀的切割原理是利用了物体的弹性和刚性。

物体在受到外力作用时会发生形变和应力，当外力移除后，物体会恢复到原来的形状。

菜刀在切割食材时，利用刀锋对食材施加外力，导致食材发生形变和应力，从而实现切割的目的。

菜刀的刀刃部分通常是由优质的不锈钢制成。

不锈钢材料具有较高的硬度和韧性，能够更好地保持刀锋的锐利度和稳定性。

菜刀的刀刃通常具备两个重要的属性：锐利和直刀刃。

首先是锐利的刀刃。

刀刃的锋利程度决定了刀刃与食材之间的相互作用。

锐利的刀刃能够更加容易地渗透食材的组织，减少切割时的阻力，提高切割效率。

刀刃的锋利度取决于刀刃的形状、刀刃的细腻度以及刀刃的折射指数等。

其次是直刀刃。

菜刀的刀刃通常是直的或微微带有弯曲。

直刀刃有助于保持切割线条的直线性，减少切割时的偏斜和摩擦。

同时，直刀刃也有利于将切割力传递到食材上，实现有效的切割。

在使用菜刀时，人们通常采用的技巧是刀刃的下落和臂部的前后移动相结合。

通过刀刃的下落，人们将刀刃对准要切割的食材，并施加向下的压力，使刀刃插入食材中。

此时，臂部的前后移动可以帮助刀刃在食材中前行，实现切割的目的。

同时，前后移动的动作有利于保持切割线条的直线性，保持切割的准确性和效率。

菜刀的使用原理还涉及到一些力学的概念。

在切割食材时，人们需要施加一定的力量。

切割力是指人们对刀刃施加的力量。

切割力的大小决定了切割的难易程度和效率。

切割力受到几个因素的影响，包括刀刃锋利程度、刀锋与食材表面的接触面积以及人们对刀刃施加的压力等。

一般来说，切割食材时，刀刃锋利、压力适中、切割角度合适可以减小切割力，提高切割效率。

此外，菜刀使用时还需要注意一些刀具安全原则。

因为菜刀的刀刃通常非常锋利，使用时需要特别小心以防止刀刃滑出或切到手指。

同时，使用菜刀应该保持正确的姿势和力量，以避免不必要的劳损和伤害。

以切肉为例：1，刀刃锋利，肯定刀锋对肉的压强会很大。

如果肉表面支撑不住，刀刃就会切下去。

反之依然；2，刀把、刀刃长时，手在移动幅度较小的情况下，刀可以起伏很大，适合切较厚、较多的蔬菜等，不会觉得累；3，刀身宽窄，是对应刀的重量，在挥动的时候，可以储存很大的势能；刀刃的压强，就更大；4，锯齿形刀刃的压强会更大，更省力，但切口比较粗糙；按照用力情况分析：刀把不能太高，使它的的延长线接近刀刃中点，刀就不会容易倾斜；刀落下时，刀的重心应靠近肉的中心（尤其是砍排骨时候）；（尖锐的刀最省力；）菜刀上的力学（2003级张海峰）日常生活中，任何生活用具都是根据一定的原理构造而成的。

在厨房里，我们经常用到菜刀，其构造原理是什么呢？我们不妨应用自己所学过的物理知识，对其构造上的力学进行分析。

一、菜刀的总体结构分析菜刀主要是由刀刃，刀身和刀把三部分构成的。

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。

菜刀里的力学
菜刀在物理力学中可以被视为一个简单的杠杆系统。

杠杆原理是指在杠杆上的两个力，一个是作用力（也称为输入力或施力点力），另一个是负载力（也称为输出力或负载点力），它们的乘积等于杠杆的长度与作用力与支点之间的距离的乘积。

在菜刀上，手握刀柄的手是施力点，而刀片与食材之间的接触点则是负载点。

当手施加力量在刀柄上时，这个力量会传递到刀片上，然后刀片通过施力点与食材产生接触，进而施加力量在食材上，从而切割食材。

握刀柄的位置决定了杠杆的长度，而刀片与支点之间的距离则决定了杠杆的比例。

如果刀片与支点之间的距离较长，那么施加在刀柄上的力将会放大，切割食材的效果更好。

相反，如果刀片与支点之间的距离较短，那么施加在刀柄上的力将会减小，切割食材的效果可能较差。

此外，杠杆原理还涉及到力的平衡和转移。

通过调整手的位置和施加的力量，可以使刀片更容易地穿透食材，实现更有效的切割。

这种切割力量的调整和施加，涉及到力的大小和方向的平衡。

因此，菜刀的力学原理包括杠杆原理、力的平衡和转移等，这些原理可以帮助我们更好地理解和使用菜刀进行切割操作。

菜刀上的力学问题1. 有关课题的研究背景一提起"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、割、砍、削食物。

菜刀是我们日常生活中的必备工具，然而，你知道吗?在这个看似普通的用具里蕴含了丰富的力学知识．2. 研究的意义与目的意义：知道菜刀上的力学知识目的：更好的了解菜刀，了解上面的力学知识3. 研究课题的主要内容菜刀的结构与试验4. 研究的试验计划在厨房用菜刀切东西，从而来了解菜刀3.实验我了解了菜刀的结构：菜刀主要由刀刃（1）、刀身（2）和刀把（3）三部分组成。

一、刀刃菜刀的刀刃是用来切削食物的，刀刃的截面是一个三角形，且刀尖非常锐利，即三角形顶角θ很小，当我们使用菜刀切削食物，给刀刃施加力F时，首先，这个力作用在食物上，对食物产生很大的压强，从而把食物切开，同时，这个力会产生两个效果，这就使刀刃的两侧面的推压作用力F1、F2为F的两个分力，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/2Cos 。

因此，θ越小，刀刃越锋利，菜刀越容易切削食物，但刀刃的强度和钢度要相对减弱，我们磨刀的目的就是减小刀刃的顶角。

二、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，如图所示，水果刀，整体较小，刀身长而窄，质地较轻。

这些刀的形状是由他们的用途决定的，对于肉刀，因为要切肉，同时，还要跺肉骨头，所以需要质量较大的刀，当菜刀以一定速度去切肉或"跺"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，所以切削时，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。

三、刀把如果用刀"跺"骨头时，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，刀上的这一点跺到物体上时，手感十分轻松，这是因为绕轴转动的任何物体都有一个"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，屠夫经常用来跺肉的肉斧的刀身是圆形的，这是为了在"跺"肉骨头，不管力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基本上通过以刀柄为转动轴?quot;打击中心"，这样就可以减小跺肉时刀对手的作用。

研究性学习－－---菜刀中得力学知识华北油田第五中学张丽伟指导教师:张丽伟组长:白超平课题组成员：李畅、肖丽丹、王川、薛晓蒙、孙淼、张航、黄来君幻灯片制作:白超平、张航、黄来君年级：高二主导课程：物理(设问:)有得同学会问,我们为什么选这个题目呢?(答:）因为菜刀与我们得生活密切相关,了解菜刀并掌握菜刀得使用就是生活实践能力得一种体现，同时就菜刀本身而言,无论就是菜刀得材料，还就是菜刀自身得结构特征或就是菜刀得使用过程，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得现象，不但费时,费力,还会极易卷刀口或造成其它不必要得伤害,或用普通菜刀切冷冻肉,困难很大。

以菜刀为题材,研究其中得力学道理,充分地体现了物理与生活实际得联系,对提高我们得理论联系实际得能力以及实践分析能力都大有裨益．我们研究这个课题得目得及意义就是:解决人们在使用刀具时得弊端,以及掌握如何正确使用刀具得方法;加深对物理知识得了解，激发我们学习物理得兴趣研究内容:研究各类刀具得长度、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得力学关系,并且运用物理知识加以解释。

任务分工:执笔:白超平;采访资料：组员分为三个组,第一组：白超平、李畅、肖丽单;第二组:孙淼、薛晓朦;第三组:王川。

幻灯片制作:白超平、张航、黄来君。

研究方法及步骤:(1)资料收集阶段:到商场、菜市场、饭店、图书馆、互联网上获取一些有关刀具得资料,并走访屠夫,了解她们对刀得认识;(2）实际研究阶段:请教父母与厨师,并亲手实验,做深入调查研究。

(３)理论讨论阶段:在实验得基础上整理资料,得出结论一、搜集资料得过程在资料搜集过程中,我们分三个组分头行动，到商场查瞧各种刀具,到菜市场采访卖肉、卖水果、卖熟食等等，遇到了好多好心得人，但也遭到许多白眼。

可谓酸、甜、苦、辣具全。

下面我将我们得采访资料向大家进行展示。

请瞧屏幕:通过对资料得整理、分析,并结合实验,我们得出结论。