为了治理汽车尾气对大气的污染，现在许多公共汽车采用了天然气（主要成份是甲烷）作燃料．假设某汽车的质量是6t，行驶中所受阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60kW，g取10m/s2，求：

Question

为了治理汽车尾气对大气的污染，现在许多公共汽车采用了天然气（主要成份是甲烷）作燃料．假设某汽车的质量是6t，行驶中所受阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60kW，g取10m/s²，求：
（1）此汽车行驶的最大速度是多少？
（2）若汽车以最大速度匀速行驶时，发动机效率是50%，该汽车每公里消耗多少kg的天然气？已知1kg天然气完全燃烧产生的热量为5.6×10⁷J，假设进人气缸的天然气能够完全燃烧．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

（1）汽车所受阻力：
F₁=0.05mg=3.0×10³N　　
汽车达最大速度时，其功率为最大值，所受的阻力跟牵引力相等，即F=F₁．
由P=F₁v
解得最大速度为：
v=(P)/(F1)＝(60×103)/(3.0×103)＝20m/s
（2）汽车以最大速度行驶1km，发动机克服阻力做功W=F₁s，则发动机提供的能量为：
u＝(W)/(η)
行驶1km消耗的燃料质量为：
M＝(u)/(Q)＝(W)/(ηQ)＝(3.0×103×103)/(0.5×5.6×107)＝0.11kg
答：（1）此汽车行驶的最大速度为20m/s．
（2）若汽车以最大速度匀速行驶时，发动机效率是50%，该汽车每公里消耗0.11kg的天然气．