高中物理课题的研究性精彩活动——菜刀上地力学知识.docx

实用标准文案 精彩文档 精彩文档 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，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。 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 刀刃厚度 0.036cm 0.018cm 0.050cm 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” 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 0.036cm 0.018cm 0.050cm 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 6 3 1 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=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（主要研究刀把）对于不同刀的作用效果。 实验二：“刀把的长短” 下面是几种刀的刀把的长度数据表： 刀把 刀把 刀形 刀形 结论长 长 水果刀 8.6 cm 砍刀 10.1 水果刀的刀把最短，裁纸刀的刀 cm 把最长，砍刀的刀把较长，普通 普通菜 普通菜 裁纸 12.5 菜刀的刀把较短。 9.2 cm 刀 刀 cm 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。 刀片划纸的部位支点 刀片划纸的部位 支点 纸张 刀 形 与 用刀时的感受 位置 页数 支点的距离（cm） 手不稳定，左右晃 都处 11.6cm 8 动 裁纸刀 在刀 6cm 12 比较稳定 口与 1cm 15 很轻松 刀把 19cm 5 感觉吃力 普通菜 的分 9cm 8 较容易 刀 界处 0.5cm 13 很轻松 FLLFN图 6通过上表可以看出：刀划纸的部位离支点的 F L L F N 图 6 又根据力矩平衡原理：M =0 可知：－N×L +F×L =0，因为L L ，可 合 N F N F 以得到：NF。纸对刀的弹力 N 与刀对纸的压力 N/是一对作用力与反作用力，这样N/F。刀划纸的部位离支点距离越小（即阻力臂小于动力臂），人感觉到很轻松，裁开纸的张数较多，说明阻力大于动力， 因为 F L ，可得 NF，又纸对刀的弹力 N 与刀对纸的压力 N//是一对 N F 作用力与反作用力，这样N//F。 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 一定时，N//N/，刀对纸的压强 P//P/，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，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