菜刀上的力學(xué)知識

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1、刀上的力學(xué)知識高一17·張嘯宸一提起"刀"這個字，真是無人不知，無人不曉。"刀"，家家戶戶都有，而且是必不可少的，幾乎每天都用它來切、割、砍、削食物，而我們現(xiàn)在所要研究的就是"刀"與物理學(xué)中的力學(xué)之間的關(guān)系。　　首先，來了解一下刀的結(jié)構(gòu)，以平時家中所用的菜刀為例，如圖：菜刀主要由刀身、刀把組成，而刀身又由刀背和刀刃組成。一、刀把　　如果用刀剁骨頭時，當(dāng)?shù)兜那岸私佑|骨頭時，手會感到刀把向下震，反之則向上震，有那么一個位置，刀上的這一點剁到物體上時，手感十分輕松，這是因為繞軸轉(zhuǎn)動的任何物體都有一個"打擊中心"，當(dāng)力的作用線通過"打擊中心"時，轉(zhuǎn)動軸所受的打擊作用力為零，屠夫經(jīng)常用來剁肉的肉斧的

2、刀身是圓形的，這是為了在剁肉骨頭，不管力的哪一個部位與肉骨頭接觸，都能保證肉骨頭對刀的作用力基本上通過以刀柄為轉(zhuǎn)動軸的"打擊中心"，這樣就可以減小跺肉時刀對手的作用。同事，刀把的表面也常常是帶有一些規(guī)律性的花紋，這樣就可以增大手握刀時，手與刀之間的摩擦力，以保證握的更緊，更牢固，防止刀“脫手而飛”。二、刀身不同的菜刀，刀身的形狀有很大的不同，雖然都是由刀刃和刀背組成，但若把不同和的刀讓在一起，它們的樣貌差別還是很大的。常用的菜刀，刀身呈長方形，厚度一般為1mm左右；剁肉用的肉刀（肉斧），刀身呈圓弧形，且非常厚實；水果刀，整體較小，刀身長而窄，質(zhì)地較輕。這些刀的形狀是由他們的用途決定的，對于

3、肉斧，因為要切肉，同時，還要跺肉骨頭，所以需要質(zhì)量較大的刀，當(dāng)肉斧以一定速度去切肉或剁肉骨頭時，質(zhì)量大的菜刀就會對食物產(chǎn)生較大的作用力。因為由F·t=m·v這個公式我們可以知道，在時間和起手速度相同的情況下，物體的質(zhì)量越大，就會產(chǎn)生越大的作用力，從而達到切削切削難度大食物的目的，而對于水果刀，切割的是水果，相對較脆，所以切削時，不需要很大的作用力，所以質(zhì)地較輕的水果刀，慣性小，容易操作。三、刀刃　　菜刀的刀刃是用來切削食物的，刀刃的截面是一個三角形，且刀尖非常銳利，即三角形頂角α很小，當(dāng)我們使用菜刀切削食物，給刀刃施加力F時，首先，這個力作用在食物上，對食物產(chǎn)生很大的壓強，從而把食物切開，

4、同時，這個力會產(chǎn)生兩個效果，這就使刀刃的兩側(cè)面的推壓作用力F1、F2為F的兩個分力，若刀刃的截面是等腰三角形，根據(jù)力的平行四邊形定則可知F1=F2=F/2·Sinα。因此，α越小，刀刃越鋒利，菜刀越容易切削食物，但刀刃的強度和鋼度要相對減弱，我們磨刀的目的就是減小刀刃的頂角。　　　在我們?nèi)粘Ｉ钪?，力學(xué)現(xiàn)象隨處可見，處處都有力學(xué)上的知識，從而對力的了解就顯得尤為重要，通過這次研究，是對我們以前所學(xué)的力學(xué)知識一定實踐的過程，使我們對力學(xué)知識有了更深刻的了解，對今后的物理學(xué)習(xí)中起到了重要的作用。