菜刀上的力学知识

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1、刀上的力学知识高一17·张啸宸一提起"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，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。　　首先，来了解一下刀的结构，以平时家中所用的菜刀为例，如图：菜刀主要由刀身、刀把组成，而刀身又由刀背和刀刃组成。一、刀把　　如果用刀剁骨头时，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，屠夫经常用来剁肉的肉斧的

2、刀身是圆形的，这是为了在剁肉骨头，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的"打击中心"，这样就可以减小跺肉时刀对手的作用。同事，刀把的表面也常常是带有一些规律性的花纹，这样就可以增大手握刀时，手与刀之间的摩擦力，以保证握的更紧，更牢固，防止刀“脱手而飞”。二、刀身不同的菜刀，刀身的形状有很大的不同，虽然都是由刀刃和刀背组成，但若把不同和的刀让在一起，它们的样貌差别还是很大的。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；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

3、肉斧，因为要切肉，同时，还要跺肉骨头，所以需要质量较大的刀，当肉斧以一定速度去切肉或剁肉骨头时，质量大的菜刀就会对食物产生较大的作用力。因为由F·t=m·v这个公式我们可以知道，在时间和起手速度相同的情况下，物体的质量越大，就会产生越大的作用力，从而达到切削切削难度大食物的目的，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α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，

4、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/2·Sinα。因此，α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。　　　在我们日常生活中，力学现象随处可见，处处都有力学上的知识，从而对力的了解就显得尤为重要，通过这次研究，是对我们以前所学的力学知识一定实践的过程，使我们对力学知识有了更深刻的了解，对今后的物理学习中起到了重要的作用。