Question

如圖所示為上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖．這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，利用兩側(cè)斜壁向外傾倒的趨勢(shì)，將鋼索拉緊，而拉緊的鋼索能承重，從而將屋面托�。�現(xiàn)假設(shè)一面斜壁質(zhì)量為m，分布均勻，在地面處有一固定轉(zhuǎn)軸OO′，斜壁可繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)斜壁與地面夾角為60°，斜壁上端所有鋼索的總拉力為F，與斜壁夾角為30°．設(shè)兩側(cè)斜壁結(jié)構(gòu)相同且對(duì)稱，屋面通過(guò)短鋼棒支撐在兩鋼索上．則所有鋼索的總拉力F=________mg，鋼索能承擔(dān)的總重力（包括屋面、鋼棒等）G=________mg．

Answer 1

    
分析：（1）分析斜壁的受力情況：重力、鋼索的總拉力，畫(huà)出斜壁的受力示意圖．以O(shè)Oˊ為轉(zhuǎn)軸，根據(jù)力矩平衡條件求解所有鋼索的總拉力F的大小．
（2）對(duì)屋面來(lái)說(shuō)可以看作共點(diǎn)力的平衡，兩邊鋼索總拉力F的反作用力F₁與屋面的重力G交匯于C點(diǎn)，處于三力平衡狀態(tài)，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解鋼索能承擔(dān)的承重．
解答：解：（1）斜壁的受力情況（OOˊ除外）：重力、鋼索的總拉力，畫(huà)出受力分析圖如圖．設(shè)OA的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，可以由力矩平衡，得：
mgcos60°=FLsin30°
解得：F=
（2）對(duì)屋面來(lái)說(shuō)可以看作共點(diǎn)力的平衡，兩邊鋼索總拉力F的反作用力F₁與屋面的重力G交匯于C點(diǎn)，處于三力平衡狀態(tài)，即：
2F₁cos60°=G
解得：G=F₁=

故答案為：，
點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)際問(wèn)題為素材，考查建立物理模型的能力，實(shí)質(zhì)是力矩平衡和共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的綜合應(yīng)用，分析受力是關(guān)鍵．