菜刀上的物理知识

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1、菜刀上的物理知识姓名:苏捷研究时间:2011.7.20班级:1010指导老师:盛智铭组长:苏捷小组成员:高妤苏捷摘要:引入大家熟悉的菜刀,对不同类型的刀进行对比实验和查阅,找出菜刀上的物理知识,分析其中的奥秘。关键词:锋利、对比、压强、刀把长短、控制变量、作用效果、质量、高度、力、杠杆。如今,菜刀已经走进了千家万户。所以,我想你们对它都应该不陌生吧!我们在日常生活中的一日三餐,茶余饭后的水果削皮等,都有用到刀,以致于我们离不开它,那么,你知道菜刀上哪些物理知识呢?一会儿,让我慢慢告诉你吧!刀是无人不知,无人不晓的,那么,我们是

2、否可以通过研究性课题报告来将其中的秘密一一揭晓呢?把这些问题都解决了,是不是它有利于我们以后对刀的更加使用,答案是会,。而今天,我就要用问卷调查和实验的方法告诉你想要的答案。实验一:刀的锋利程度与什么有关?步骤1,观察并类比普通菜刀,水果刀以及砍刀的外形特点。步骤2,测量刀身厚薄。步骤3,对比,并记录相关数据步骤4,得出结论,解决问题。接下来,就是我的统计结果了。普通菜刀在外形方面,近似矩形,刀刃厚度约为0.018cm,水果刀则很狭长,刀刃厚度约为0.050cm,砍刀的外形则为矩形,刀刃有点类似弧形,其刀刃厚度为0.036cm

3、(1)。那么以省力和省时情况上分析,我们则可以通过平时的生活习惯得出普通菜刀是省力省时的,水果刀则较费力,较费时而砍刀则费力又费时。在难易程度和切片的情况上看,我们也可以通过亲手实验切东西,比如说切土豆吧,进行观察便可得出,普通菜刀很容易,切片既平整又均匀,水果刀则有点困难,切片情况跟普通菜刀又有些雷同,而砍刀则很难切,切出来的土豆既不平整,又不均匀。结论,从上面的分析和比较中,我们能很容易看出,刀越锋利,划切物体越容易,也即刀刃越薄,越容易切物体,由此,我们也可以从力学方面找到一些相关知识,如压强,由P=F/S(2)得力F一

4、定时,受力面积S越小,压强P越大,因此,刀的锋利程度与刀刃厚薄程度有关。完成这个实验后,你可能就会发现你在那不同的刀的时候,手握刀把的地方也不同,切时用力大小也不同,那这是为什么呢?接着,让我慢慢讲给你听吧!实验二:刀把的长短与作用效果的关系。步骤1,用载纸刀和普通菜刀的对比,测出其刀把的长度。步骤2,用挖帛变量(3)的思想,来测量出支点到刀划部分的距离,也即阻力臂L1,以及支点到手的力方向上的垂直距离,也即动力臂L2,同时,感觉自己受力的大小。步骤3,统计测量结果,并分析总结。在做这个实验之前,我们首先要明确一点怎样准确的测

5、量刀把到支点的距离?刀把并不一定是指手握的那个部分,而是:在刀面上以人手来维持刀旋转的一个点,也即支,它与动力点之间的一部分才是把,所以刀把可以与刀身同长,也可以与手握的那部分等长,等等。接下来,我们就可以做实验3,我们分别以裁纸刀和菜刀做了相同的实验并进行研究。首先,先控制刀裁的纸张的张数相同,进而来挖制阻力相同,接着,用刀来剪裁,并测量其阻力臂L1和动力臂L2的长度(cm),普通菜刀的L1=11.6cm,L2=6.3cm裁纸刀的L1=6,L2=40cm相对之下,普通菜刀用力较大,裁纸刀用力较小。总结:刀划的部位位离支点的距

6、离通过上述分析不难看出,距离越大(即L1>L2)人感觉到很吃力,裁开纸的张数也很少,说明阻力<动力,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。另一方面,也可根据F1L1=F2L2(4)得出它们之间的关系。如果你仔细观察的话,你就会发现,生活中,我们不可避免的去进行选择性的使用各种各样的刀,而不同的刀,质量不同,切食物的难易程度就不同。比如,砍刀的质量较大,水果刀质量较小菜刀则处于两者中间,那么,不同质量的刀,其作用效果又分有什么不同呢?于是,便对60人做了调查,调查结果如下:其中18人(30%)认为刀的质量与所切

7、物体有关。9人(15%)认为刀的质量越大,惯性就越大,切的物体就会更容易。12人(20%)认为刀的质量小,使用时会很轻巧、灵活。21人(35%)认为刀的质量适中时,手感会好此(9)。那么,你会同意哪个观点呢?我们做个实验分析一下。实验三:刀的质量怎样才最好?怎样选择?步骤1,找不同类的刀,测量其质量和切入深度,进行对比。步骤2,统计数据,找到在物理学中的依据,分析并总结。水果刀的质量,锋利程度,切入食物的深度分别为:32.8g,最锋利,0.46mm菜刀的分别为450g锋利,28.6mm,砍刀是750g,较钝,32.90mm(6

8、)根据上列数据,你就会发现,质量越小的刀,越锋利,切入深度越浅,但日这又为什么呢?这日否又映证了上述调查中那15%人的思想即:质量大,惯性大,切时更容易。现在,我将从运动学(7)和能量守恒(8)方面帮你分析一下。当刀自由下落时,a=g,V瞬=2gh,得出,当被抬升高度h就越高

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