2025年高职（铁道机车运用与维护）机车牵引计算试题及解析.doc

2025年高职（铁道机车运用与维护）机车牵引计算试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 机车牵引计算中，关于列车运行阻力的说法，正确的是
A. 只与列车速度有关
B. 只与列车重量有关
C. 与列车速度、重量等多种因素有关
D. 只与线路坡度有关
2. 当机车牵引列车在平直轨道上匀速行驶时，牵引力与下列哪种力大小相等
A. 列车运行阻力
B. 列车重力
C. 列车惯性力
D. 列车离心力
3. 计算机车黏着牵引力时，主要考虑的因素是
A. 机车功率
B. 机车速度
C. 机车动轮与钢轨间的黏着系数
D. 机车轴距
4. 列车启动时，其加速度与下列哪个因素关系最为密切
A. 机车牵引力
B. 列车运行阻力
C. 机车黏着条件
D. 列车长度
5. 在计算列车制动距离时，不需要考虑的因素是
A. 列车初速度
B. 制动减速度
C. 列车编组情况
D. 轨道类型
6. 机车在长大下坡道运行时，需要采取的措施是
A. 增大牵引力
B. 加强制动
C. 采用动力制动等方式
D. 提高列车速度
7. 关于列车速度对牵引性能的影响，说法错误的是
A. 速度越高，牵引力越大
B. 速度越高，运行阻力越大
C. 速度变化会影响黏着系数
D. 速度过高可能导致列车运行不稳定
8. 计算列车动能时，与下列哪个物理量无关
A. 列车质量
B. 列车速度
C. 列车长度
D. 重力加速度
9. 机车牵引定数主要取决于
A. 机车类型
B. 线路条件
C. 机车功率和线路允许速度等
D. 列车编组方式
10. 当列车运行速度发生变化时，其动能的变化规律是
A. 速度增大，动能减小
B. 速度增大，动能增大
C. 速度减小，动能不变
D. 速度变化与动能无关

第II卷（非选择题，共70分）
11. （10分）简述机车牵引计算的主要任务。
12. （15分）说明列车运行阻力的分类及各类阻力的产生原因。
13. （15分）分析影响机车黏着系数的主要因素。
14. （材料题，15分）
材料：已知某列车质量为m，在平直轨道上以初速度v₀启动，机车牵引力为F，列车运行阻力为f，且f与列车速度v的关系为f = kv（k为常数）。列车启动后做加速运动，经过时间t速度达到v₁。
问题：请推导列车在这段时间内的位移表达式。
15. （材料题，15分）
材料：某机车在牵引列车运行时，已知机车功率为P，在某一时刻列车速度为v，此时机车牵引力为F，列车运行阻力为f。
问题：请分析当列车速度增加时，机车牵引力和运行阻力的变化情况，以及对列车运行状态的影响。

答案
1. C
2. A
3. C
4. C
5. D
6. C
7. A
8. C
9. C
10. B

11. 机车牵引计算的主要任务包括：确定机车的牵引能力，如计算机车在不同条件下的牵引力、黏着牵引力等；计算列车的运行阻力，分析其变化规律；确定列车的启动、加速、减速性能，如计算启动加速度、制动距离等；合理安排列车的运行速度，提高运输效率；评估线路条件对列车运行的影响，为线路设计和改造提供依据等。

12. 列车运行阻力分为基本阻力和附加阻力。基本阻力产生原因：轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮与钢轨间的滚动摩擦阻力、车轮踏面与钢轨接触处的滑动摩擦阻力、空气阻力等。附加阻力产生原因：坡道阻力是列车上坡时重力沿轨道方向的分力；曲线阻力是列车通过曲线时，因离心力、导向力及外轨超高引起的阻力；隧道阻力是列车在隧道内运行时，因空气动力学效应产生的阻力等。

13. 影响机车黏着系数的主要因素有：动轮踏面与钢轨表面状态，如清洁、干燥、有油污等情况；运行速度，速度越高黏着系数越低；轴重，轴重增加黏着系数有一定提高；线路状态，如钢轨材质、轨面平整度等；气候条件，如干燥、潮湿、结冰等天气。

14. 根据牛顿第二定律F - f = ma，f = kv，可得F - kv = ma。又加速度a = dv/dt，位移s = ∫vdt。对F - kv = m dv/dt进行变形，分离变量并积分可得位移表达式：s = (mv₀² - mv₁²)/(2(F - kv₁)) + (m/k)ln((F - kv₀)/(F - kv₁)) 。

15. 根据P = Fv，当列车速度增加时，机车功率不变，所以机车牵引力F减小。列车运行阻力f = kv（k为常数），速度增加则运行阻力增大。当牵引力减小到小于运行阻力时，列车开始做减速运动，速度逐渐降低，直至牵引力与运行阻力重新平衡，列车以新的较低速度匀速运行。这会导致列车运行状态不稳定，影响运输效率和安全。