1.1家庭生活中的刀具力学知识
菜刀上的力学知识
“菜刀上的力学知识”课题研究岔口中学王瑞珍：6092005一、问题的提出现行物理教学过多地注重传授知识，忽视了过程与方法以及情感、态度、价值观的培养，使学生会做不懂，对物理知识只有表象化的认识。
针对这种现状，我进行了深入地思考，并进行了教学尝试，把生活事例和物理结合，让学生进行小课题研究，收到了很好的效果。
一天下午，班长买了三个西瓜，用西瓜刀给同学们切西瓜，切完一个后，他问大家：西瓜刀和菜刀有什么区别？有的同学说，西瓜刀比菜刀窄：还有的同学说，西瓜刀更锋利。
班长举起西瓜刀说：西瓜刀是楔形的，而菜刀是长方形的。
同学们兴致被调动起来了。
菜刀是学生生活中常见的工具，其中涉及很多物理知识，所以，我决定在学完力学知识后让学生搞一次“菜刀上的力学知识”课题研究。
二、课题研究过程1、活动的开展第一阶段：准备和指导我介绍了本次课题研究的意义，（菜刀是我们日常使用的简单工具，其中涉及很多力学知识。
）并布置了课题——“菜刀上的力学知识”，同时展示了四把常用的菜刀——普通菜刀、西瓜刀、剁肉刀、锯齿刀，让同学们讨论从哪些方面去研究。
讨论后我明确了本次课题研究的任务，一是认真观察各种菜刀的外形，发现其形状、结构上的特点，从静力学的角度去研究；二是结合菜刀的功能和用途，对菜刀使用过程中的情况进行分析，从动力学的角度去研究。
为了有效开展活动，我结合学生各方面的能力，以八名同学为一组，设立了六个“课题小组”，并通过自我推荐结合选举的方式确定了六个组长。
接着提出了本次活动的注意事项：在研究过程中一定注意安全，使用菜刀进行实验探究时必须有老师或家长陪同。
然后每个小组的成员坐在一起商议制定研究计划。
之后，各小组选派代表宣读自己的研究计划。
修改后写出一份详细的研究计划。
容包括小组负责人、小组成员、研究地点、材料、信息的来源、研究容、研究方法等。
并及时通知家长。
第二阶段：设计方案，开展研究我让学生在课外收集各种菜刀。
面对形态各异的菜刀，同学们认真观察，潜心思考，热烈讨论。
菜刀上的力学知识
菜刀上的力学知识
设计者姓名
谢晨任意
所在学校
西安市第三中学
所教年级
高一年级
研究学科
物理
一、课题背景、意义
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。所以想通过研究发现其中的问题，解决以后更好的使用。
二、研究性学习有关事项
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
0.036cm
0.018cm
0.050cm
列表统计如下表：
不同种类的刀有其不同的使用范围及用法，下面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”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
六、研究性学习的阶段
研究性学习的阶段
概述：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。
因为刀切物体中动物的时间都约为0.1s，我们假设这个时间恒定为0.1s。
所以在我们控制h相同时，刀对物体的力F随质量的增大而增大。
因此，我们可以准确地得出：刀的质量越大，使用时越省力，但有时使用省力，切出的物体却不能达到最好的效果。因此，有人往往会随物体的不同来选择质量不同的刀。
菜刀上的力学
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。
“菜刀上的力学知识”课题研究
“菜刀上的力学知识”课题研究-------“菜刀上的力学知识”研究性学习汇报交流实录说明：2006年12月市教研室在我校开展了一次高中物理研究性学习的现场观摩课展示活动，这是当时我所任教的一个班级以“菜刀上的力学知识”为课题，汇报展示交流的实录。
（主持人：A、B 两学生）AB合：掌声浓浓，情感浓浓。
A：首先，还是让我们以最最最热烈的掌声欢迎各位老师的到来。
B：掌声中可以体会到我们班开展次研究性学习活动，同学们是多么地高兴，得到各位老师的关注而感到的荣幸与骄傲。
A：我们所处的是一个幸福的时代，也是一个竞争激烈的时代。
竞争是知识的竞争，是人才的竞争，要获知识，探索研究必不可少。
B：是的，其实在我们的日常生活中，只要你留心每一件事，都有它研究的一面。
就比如我们今天要讲到的菜刀。
A：对了，“菜刀上的力学知识”在这段研究学习当中，同学们划分成了六个组，每组的同学都忙得不亦乐乎，每个同学都为各组研究的课题贡献了自己的力量。
B：那么，现在就让我们来听听这六组的研究报告。
AB合：来，进入我们的第一个环节“能说会道”。
B：下面就请上第一组同学C，他们组研究的课题是“刀的锋利程度”。
有请同学C。
同学C作报告（节选）：首先，我们来观察普通菜刀、水果刀、砍刀、裁纸刀的外形特点和刀身的厚薄并测量。
行比较研究。
实验二：用同样大小的力去划同一本废书综合上述三表，刀越锋利，划切物体越容易，即刀口越薄，越容易切物体。
为什么呢？我们想到力在面积上的反映------压强。
由P=F/S，F一定，S越小，P越大；S一定，F越大，P越大。
因此，刀的锋利程度与刀刃厚薄有关。
A：听完这位同学的报告，同学们是不是觉得一件平常的小东西还有这么多丰富的内容，然而，这只不过是刀的某一方面，下面就让我们来继续听一听关于刀的锲形程度与扁平程度的报告，有请第二组的同学D。
同学D 做报告（节选）：刀口的锲形程度和刀身的扁平程度直接影响着人们对刀的使用。
为此，我组对剁骨刀、裁纸刀、普通菜刀、水果刀、电工刀进行了研究，并做了几项实验：首先，用游标卡尺测量出一些长度，计算取得一些直观的数据，从而了解刀口的锲形程按刀口锲形程度的大小将五种刀具锲形由大到小的次序排列：电工刀、剁骨刀、水果刀、普通菜刀、裁纸刀。
剪刀的科学原理
剪刀的科学原理剪刀是我们日常生活中经常使用的工具，我们用它来剪纸、剪布、剪脚指甲等等。
虽然看起来简单，但是剪刀的设计和制造却是一个非常复杂的过程。
在本文中，我们将探讨剪刀的科学原理，了解它是如何工作的。
首先，让我们来看看剪刀的结构。
一般来说，剪刀由两个刀刃和一个连接刀刃的轴组成。
刀刃通常是由不锈钢制成，它们的形状和大小可以根据不同的用途进行设计。
连接刀刃的轴通常是由金属制成，可以旋转，使两个刀刃相对运动。
剪刀的工作原理可以用杠杆原理来解释。
杠杆原理是物理学中的一个基本原理，它描述了力和力臂之间的关系。
在剪刀中，我们可以把轴看成一个杠杆，刀刃看成力臂。
当我们用力将剪刀合拢时，我们实际上是在施加一个力，这个力传递到轴上，轴再将力传递到刀刃上。
由于刀刃的长度大于轴的长度，所以我们可以用较小的力来施加较大的力在刀刃上，从而使刀刃剪断物体。
除了杠杆原理外，剪刀的工作还与另一个物理原理有关，那就是剪切力。
剪切力是指当我们施加一个力时，使物体发生变形或破裂的力。
在剪刀中，当我们将刀刃放在物体上时，我们施加了一个剪切力，使物体分裂成两个部分。
这种剪切力可以通过剪切强度来衡量，剪切强度是指物体在剪切时所能承受的最大应力。
除了剪刀的结构和工作原理，剪刀的设计也是非常重要的。
剪刀的设计可以影响它的效率和使用寿命。
例如，剪刀的刀刃应该尽可能锋利，这样可以减少施加的力，并且使切割更加容易。
此外，剪刀的刀刃应该是对称的，这样可以确保两个刀刃在运动时保持平衡，减少使用时的不适感。
剪刀的手柄也应该符合人体工程学，这样可以减少手部的疲劳和不适感。
总之，剪刀是一个基本的工具，它的科学原理和设计可以影响它的效率和使用寿命。
了解剪刀的工作原理可以帮助我们更好地使用它，并且可以帮助我们选择最适合我们需要的剪刀。
因此，我们应该认真对待剪刀的科学原理和设计，以便更好地使用它们。
菜刀 力学
菜刀上的力学知识1 〖前言〗物理是在生活中不可缺少的一门学科，无论什么地方都有物理知识的运用，就连厨房中的菜刀也不例外。
A.菜刀是如何组成的？B菜刀的设计原理是什么？C如何方便快捷的使用菜刀？带着这几个疑问，我进入到对菜刀的研究学习中，希望从菜刀这个生活中的平常事物中挖掘到物理不平常的一面。
2 〖关键词〗菜刀，力学，省力3 〖分析〗A菜刀的结构通过对下图的观察我们可以发现菜刀由刀柄、刀背、刀膛、刀刃、尖劈角五部分构成。
而刀背、刀膛、尖劈角因功能不大可视为刀身这一整体。
1）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，刀刃的截面可视为等腰三角形，根据力的平行四边形定则可知F1=F2=F/2cosθ。
因此，θ角越小，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，故菜刀使用一定时间后刀刃易弯折，此时θ角增大，所以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，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，对于肉刀，因为要切肉，所以需要质量较大的刀，当菜刀以一定速度去切肉时，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。
3）刀柄刀柄连接手与刀身，是力的作用点。
根据杠杆原理Fl·L1=F2·L2。
即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，省力就要费距离，费距离就可以省力。
菜刀上的力学原理
菜刀是人们日常生活中不可缺少的一种工具，其用途相当广泛。
人们在设计、使用和维修等方面都涉及力学知识。
一、菜刀在设计上的力学原理。
1、设计时要考虑压强问题。
任何物体能够承受的压强都有一个限度，超过这个限度物体就会被压坏或陷入其中。
因此要使菜刀切入物体就必须使菜刀对物体的压强大于物体表面所能承受的最大压强。
由公式P=F/S得：在用力较小的情况下，可以通过减小刀口与物体的接触面积来增大菜刀对物体的压强。
从而在设计时要求刀口薄、刀刃锋利。
2、设计时要考虑力的分解原理。
如图、设刀背宽为d、侧面长为L、刀口两侧面之间的夹角为α、当用力向下压菜刀时，菜刀给菜两边的侧压力为FN、根据力的分解法则和相似性（力三角形和几何三角形）原理有：得：，由于.因此，即两刀口之间的夹角越小，刀身越窄（即刀越簿），用较小的力就可以产生较大的侧压力，将植物的纤维压断，因而菜刀的刀刃越薄越好。
3、设计时要考虑摩擦问题。
切菜时，当菜被向两侧挤压时，刀的侧面和菜的断面发生相对滑动，于是菜刀受到斜向上的滑动摩擦力，这两侧的滑动摩擦力将阻碍着刀的向下运动，因此，菜刀的侧面越光滑，动摩擦因素越小，菜刀受到斜向上的滑动摩擦力越小（阻力），切菜越容易。
4、设计时要考虑菜刀的质量和材料。
使用菜刀时，为了省力。
因而要求菜刀的质量小、重量轻。
结合菜刀的经济价值、机械性能(为便于打造和维护，要求制成菜刀的材料具有良好的延展性和坚韧性)以及密度和硬度等要求，通常选用金属材料铁(钢)。
二、菜刀在使用上的力学原理。
根据菜的种类和性质，菜刀有不同的用法。
归纳起来不外乎有四种用法：压入式、冲击式、拉动式和转动式。
从而涉及的力学知识就有所不同。
1.压入式使用方式。
如切萝卜片和打豆腐块等，使用时只需用不大的力直接将菜刀压入即可。
这是由于这一类物体表面所能承受的最大压强较小的缘故。
2.冲击式使用方式。
如肉类有较好的弹性和韧性，排骨坚硬，这类物体表面所能承受的最大压强较大且不怕压坏，因而斩肉末时举刀略高，砍排骨时举刀较高，目的是让刀在接触物体时具有较大的初速度，从而使菜刀具有了较大的初动量，斩或砍后菜刀的末动量为零，因而动量的变化量较大，由于斩或砍时作用时间较短，由动量定理可知：物体对菜刀的平均作用力较大，根据牛顿第三定律得：菜刀对物体的平均作用力也较大，从而使菜刀对物体的压强大于物体表面所能承受的最大压强，因此能斩烂或砍断。
剪刀的原理和应用
剪刀的原理和应用概述剪刀作为一种常见的家居工具，是我们日常生活中经常使用的一种剪切工具。
本文将介绍剪刀的原理和应用。
剪刀的原理剪刀的原理基于两个重要的概念：杠杆原理和刃口原理。
杠杆原理剪刀的两个刃片通过一个铰链连接在一起。
这个铰链是剪刀的杠杆。
通过将力施加在剪刀的手柄上，杠杆原理使得剪刀的刃片相互移动，实现剪切的作用。
刃口原理剪刀的刃口通常有两个形状：齿状和平面。
齿状刃口通常用于剪切纸张和布料等柔软的材料，而平面刃口则适用于硬质材料如金属丝等。
刃口的形状可以根据需要进行设计和制造。
剪刀的应用剪刀作为一种常见的切割工具，有广泛的应用领域。
家庭生活剪刀在家庭生活中的应用非常广泛。
比如，我们可以使用剪刀剪开包装盒、剪纸片装饰、剪开信封等。
此外，剪刀还可以用于修剪家庭植物、裁剪边角等。
在厨房中，剪刀也是必备的工具，用来剪开包装、剪断骨头等。
工艺制作剪刀在工艺制作领域也有重要的应用。
比如，剪刀可以用来剪裁布料，制作衣服和其他纺织品；剪刀也可以用来修剪纸张，制作折纸工艺品等；还可以用来剪裁皮革，制作皮具等。
医疗护理医疗护理中也需要使用剪刀。
例如，医生在做手术时需要使用剪刀来剪断血管和组织；护士在进行伤口处理时也需要使用剪刀来剪开绷带、剪除伤口附近的毛发等。
办公工具剪刀也是办公室中常见的工具之一。
在办公室中，我们可以使用剪刀剪切文件、剪断胶带等。
其他领域剪刀在许多其他领域也有广泛的应用。
例如：美容美发行业中，剪刀用于修剪发型；工业制造中，剪刀用于裁剪各种材料；甚至在军事领域中，剪刀也有一定的应用。
小结剪刀作为一种常见的切割工具，在日常生活中有着广泛的应用。
基于杠杆原理和刃口原理，剪刀可以实现有效的剪切作用。
无论在家庭生活、工艺制作、医疗护理、办公场所还是其他领域，剪刀都起着重要的作用。
希望本文能帮助读者更好地了解剪刀的原理和应用。
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省力杠杆费力杠杆源自1、菜刀越重，刀柄越轻，刀刃越薄则切菜更
（ 容易 ），菜刀越轻，刀柄越重，刀刃越厚则切 菜更（ 困难 ）。（选填“容易”或“困难”）
2、图中是各式各样剪刀的示意图，它们都是一对
的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体，其中选用 最合适的剪刀是（ A ） A B C D
3、观察指甲刀的结构，其中分析正确的是（ ）
A、一个杠杆，且是省力杠杆 B、两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆 C、三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆 D、三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆
§1.1家庭生活中的刀具 力学知识
一、菜刀
1、菜刀特点是刀厚，较重，质量大。
2、刀与物体接触的部位所产生的反 力延长线到手的距离 就是阻力力臂， 手就是支点，刀柄和手的接触点到手 腕的距离就是动力臂，它是费力杠杆。
二、指甲刀。
ABC为省力杠杆，DBO，DEO为费力杠杆。
三、剪刀
剪刀也是杠杆原理，支点就是中间固定点， 而动力臂是手到支点的距离，阻力臂是物体 到支点的距离，所以，当物体靠近支点时， 它是省力杠杆，用起来比较省力，反之费力，