随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近文文同学也购买了一辆小汽车，文文同学十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行

Question

随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近文文同学也购买了一辆小汽车，文文同学十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面是她思考的问题，请你和她一起解答．
（1）汽车的方向盘是哪一种简单机械？有一天我们登上了月球，汽车的发动机可以工作吗？如不能，说明原因．
（2）若汽车油箱的容积为60L，内装密度为0.71×10³kg/m³、热值为4.61×10⁷J/kg的汽油，则油箱最多可以装多少千克的汽油？若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出功率为12kW，则汽车发动机的效率是多少？
（3）若轿车以90kW的恒定功率启动做匀速直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图所示，则在0-50s时间内，桥车发动机所做的功为多少焦耳？桥车在运动过程中受到的阻力位多少牛？

Answer 1

（1）汽车方向盘是一个由大轮和轴组成的轮轴；
月球上没有空气，燃料不能燃烧，所以汽车的发动机不能在月球上工作；
（2）∵ρ=(m)/(V)，
∴汽油的质量m=ρV=0.71×10³kg/m³×60×10^-3m³=60kg；
∵v=(s)/(t)，
∴行驶时间t=(s)/(v)=(100000m)/(20m/s)=5000s，
5kg汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=5kg×4.61×10⁷J/kg=2.305×10⁸J，
∵P=(W)/(t)，
∴发动机做的功W=Pt=12000W×5000s=6×10⁷J，
汽车发动机的效率η=(W)/(Q)×100%=(6×107J)/(2.305×108J)×100%≈26%；
（3）轿车的功率P=90kW=9×10⁴W，
轿车发动机做功：W=Pt=9×10⁴W×50s=4.5×10⁶J；
由图示知轿车匀速运动时的速度是v=20m/s；
∵P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv，
∴轿车运动过程中受到的阻力：
f=F=(P)/(v)=(9×104W)/(20m/s)=4500N．
答：（1）汽车的方向盘是一种轮轴；登上了月球，汽车的发动机不可以工作；因为月球上没有燃料燃烧需要的空气；
（2）油箱最多可以装60千克的汽油；汽车发动机的效率是26%；
（3）轿车发动机所做的功为4.5×10⁶J；轿车在运动过程中受到的阻力为4500N．