科普,菜刀上的力学知识

<table cellpadding="3" align="left" border="0"><tbody><tr><td><script language="javascript" src="zongg/ad.asp?i=15">[script]null[/script]</script></td></tr></tbody></table><p>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。<br/>　　 菜刀的结构：<br/>　　 如图所示，菜刀主要由刀刃、刀身和刀把三部分组成。</p><p>&nbsp;</p><p><img src="http://www.abzx.net/phy/uploadfile/gethttppic/2005-10/20051061317264621.jpg" width="200" border="0" alt=""/></p><p>一、刀刃<br/>　　 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，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/2Sinθ　　。因此，θ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。<br/>　　 二、刀身<br/>　　 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（肉斧），刀身呈圆弧形，且非常厚实，如图所示，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，同时，还要跺肉骨头，所以需要质量较大的刀，当菜刀以一定速度去切肉或"跺"肉骨头时，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。<br/>　　 三、刀把<br/>　　 如果用刀"跺"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，刀上的这一点跺到物体上时，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，屠夫经常用来跺肉的肉斧的刀身是圆形的，这是为了在"跺"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。<br/>　　 在我们日常生活中，力学现象随处可见，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。<br/><br/></p>[em05][em05][em05]<table cellpadding="3" align="left" border="0"><tbody><tr><td><script language="javascript" src="zongg/ad.asp?i=15">[script]null[/script]</script></td></tr></tbody></table><p>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。<br/>　　 菜刀的结构：<br/>　　 如图所示，菜刀主要由刀刃、刀身和刀把三部分组成。</p><p>&nbsp;</p><p><img src="http://www.abzx.net/phy/uploadfile/gethttppic/2005-10/20051061317264621.jpg" width="200" border="0" alt=""/></p><p>一、刀刃<br/>　　 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，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/2Sinθ　　。因此，θ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。<br/>　　 二、刀身<br/>　　 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（肉斧），刀身呈圆弧形，且非常厚实，如图所示，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，同时，还要跺肉骨头，所以需要质量较大的刀，当菜刀以一定速度去切肉或"跺"肉骨头时，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。<br/>　　 三、刀把<br/>　　 如果用刀"跺"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，刀上的这一点跺到物体上时，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，屠夫经常用来跺肉的肉斧的刀身是圆形的，这是为了在"跺"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。<br/>　　 在我们日常生活中，力学现象随处可见，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。<br/><br/></p>[em05][em05][em05]