高中物理课题研究性活动菜刀上的力学知识

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1、研究性活动：菜刀上的力学知识课题研究的意义：从课题中发现问题，进行改正。课题的研究原因：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，儿乎每天都用它来切、害9、砍、削食物。所以想通过研究发现其中的问题，解决以后更好的使用。课题理论依据：根据目前学的力的受力分析和牛顿的三大力学定律。《高中物理必修一》课题研究目标：目前家庭里经常用的各种刀具：菜刀、水果刀、砍刀、裁纸刀课题研究内容：实验一：“刀刃的锋利程度”实验二：“刀把的长短”实验三：“刀的质量”课题研究方法：问卷

2、调查，实验探究课题研究步骤：实验一：“刀刃的锋利程度”实验二：“刀把的长短”实验三：“刀的质量”课题可行性分析：实验用到的刀具平常人家里都有，课题所用的受力分析也比较简单。课题研究实施计划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。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

3、表统计如下表:刀的种类菜刀水果刀砍刀外形近似矩形狭长矩形，刀刃似弧形刀身厚薄一般较薄较厚刀刃厚度0.036cm0.018cm0.050cm不同种类的刀有其不同的使用范围及用法，下而我们以不同的实验来探究刀的不同性能。实验一：“刀的锋利程度”首先，我们来观察普通菜刀、水果刀、砍刀的外形特点和刀身的厚薄并测量。刀的种类菜刀水果刀砍刀外形近似矩形狭长矩形，刀刃似弧形刀身厚薄一般较薄较厚刀刃厚度0.036cm0.018cm0.050cm观察表格可知刀刃由厚到薄依次是：砍刀、菜刀、水果刀。我们有通过实验进行比较

4、研究。对比实验一：使用各种刀具切土豆刀的种类菜刀水果刀砍刀省力情况省力较费力费力省时情况省时较费时较费时切割难易容易一般较难切片情况较平整，切片均匀较平整，切片均匀不平整，切片不均匀对比实验二:用同样大小的力去划同一本废书。刀的种类菜刀水果刀砍刀划痕情况划破口光滑少皱有皱划破口光滑有皱划破张数631由上述实验，我们可以得到:刀越锋利，划切物体越容易，即刀口越薄，越容易切物体。由此想到力在面积上的反映——压强。由P二F/S,F一定，S越小，P越大。因此，刀的锋利程度与刀刃厚薄有关。下面我们来探究一下刀身

5、（主要研究刀把）对于不同刀的作用效果。实验二“刀把的长短”下而是几种刀的刀把的长度数据表:刀形刀把长刀形刀把长结论水果刀8.6cm砍刀10.1cm水果刀的刀把最短，裁纸刀的刀把最长，砍刀的刀把较长，普通普通菜刀9.2cm裁纸刀12.5cm菜刀的刀把较短。实际上，刀把并一定是指用手握的那部分；事实上，在刀上面以人手来维持刀旋转的一个点（即支点）与动力点之间的一部分才是刀把，刀把可以与刀身同长，可以与手握的那部分同长等等。下而，我们分别以裁纸刀和普通菜刀作了以下研究：用同样大小的刀来划一木书，发现在下列情

6、况下所划破的纸张的张数有不同，数据如下:刀形支点位置刀片划纸的部位与支点的距离（cm）纸张页数用刀时的感受裁纸刀都处在刀口与刀把的分界处11.6cm8手不稳定，左右晃动6cm12比较稳定1cm15很轻松普通菜刀19cm5感觉吃力9cm8较容易0.5cm13很轻松图6通过上表可以看出：刀划纸的部位离支点的距离越大（即阻力臂大于动力臂），人感觉到很吃力，裁开纸的张数也很少，说明阻力小于动力，又根据力矩平衡原理：M合=0可知:—NXLn+FXLf=0,因为Ln>Lf,可以得到：N

7、的压力2是一对作用力与反作用力，这样NzF。同一把刀锋利程度一定，刀对纸的压强与正压力成正比，当F—定时，NON,刀对纸的压强NR,所以，刀与纸的接触部位与支点的距离越小时，裁开纸的张数就越多。探究完刀刃，刀身，那么最重要的，也是人们最关心的也就是刀的质量了。人们会有这样一种意识，如果刀太重或者太轻，

8、应该试用于作用在物体上，在此，人们经常容易形成一定的使用误区，那么，我们现在以实验探究的形式，来科学的展示刀的质量所产生的作用效果。实验三：刀的质量在日常生活中，人们不可避免地要使用各种各样的刀，但刀的质量各有不同，砍刀的质量大，水果刀质量小，菜刀居于两者之间，这其中究竟有什么不同呢？首先，我们进行了一个“刀的使用情况”的调查。被调査60人18人（30%）认为：刀的质量大小与所切物有关9人（15%）认为：刀的质量大，惯性大，切物体更容易12人(20%)认