Question

（2013全国初中应用物理知识竞赛）寒假小明参加了学校组织的去内蒙古草原的冬令营之前，老师对他们讲了草原上防火和自救的知识，告诉他们，草原一旦起火，推进的速度很快，草原的火就像一堵墙一样大面积地向前推进；但由于草的质量小，很快就烧完了，所以当火墙的前面还在燃烧，火始的后面很快就会熄灭，因此火墙比较薄。这一点与森林火灾有着显著的不同。

    基于草原火灾的特点，老师嘱咐他们，若遇到草原着火，一定要迎着火墙快速地冲过去。如果背着火，朝没有火的地方跑，很快就会被大火吞噬。

若某次草原发生火灾时，恰好西风，风速v₁=1m/s，所形成的火墙厚度D=8m；火墙的推进速度可看作与风速相同，即v₂=v₁=1m/s。通常情况下，人在草原上奔跑的速度v₃=7m/s；而在十分疲惫的情况下，持续奔跑的速度约为v₄=1.5 m/s。人的衣服被火焰点燃所需的时间约为t₁=1.5s。

1.请你通过计算说明老师所说的“草原火灾自救方法”的科学道理以及后面所说的“如果背着火，朝没有火的地方跑，很快就会被大火吞噬”的原因。

2.假如草原发生火灾时，天刮着西风，这时你恰好在火场东侧约两百米的位置当时你随身携带有以下物品中的某一件：镰刀、铁锨、矿泉水。在不方便使用老师所说的“草原火灾自救方法”的情况下，请你简述你将如何利用上述物品逃生（任选两种作答，多选无效）?如果连上述随身物品也没有，你还能采用什么方法逃生(只说一种方法，多说无效)?

Answer 1

解析：1.按照老师所说的“草原火灾自救方法”，迎着火墙向西奔跑，人穿越火墙自救所需时间：t₂==1s。

由于1s小于1.5s，人穿越火墙后，身上衣服不会被点燃，人很安全。需要注意的是，人在穿越火墙的短暂时间内，一定要屏住呼吸，以免因吸入火焰而灼伤呼吸道。

如果背着火，朝着没有火的地方跑，跑不了多久就疲惫了，人的奔跑速度就会减小，一旦被火追上了，逃生的人呆在火墙中的时间可达：t₃==16s。

十分疲惫的人在火墙中的呆16s，时间确实太长了！而且由于16s>1.5s，逃生的人即使脱离了火墙，他身上的衣服也一定早已被大火点燃且持续燃烧着。这样一来，人呆在火墙中的时间便会比16s更长。可以想象，已经十分疲惫的人在穿越火墙时肯定张大嘴巴，急促呼吸……，这样就非常容易因为吸入火焰而灼伤呼吸道甚至肺部，从而给人带来致命的伤害！由此可见，这样逃生的人就很容易被大火吞噬了。

2.分别利用上述物品，可以采用以下办法逃生：

①用镰刀割除一个圆形区域(直径约5~8m)内的草，并把割掉的草抛到圆形区域东侧稍远的地方，人则呆在圆形区域的圆心处以躲藏大火。

②用铁锨在地上挖一个差不多能让一个人蜷缩着躺下的坑，而后，人就蜷缩着躺在坑里，并把挖出的泥土适量地覆盖在身上。待火墙通过后，人在从坑里出来逃生。

③脱下外衣，用矿泉水打湿，找一片草较稀疏的地方并蜷缩着躺下，而后把打湿的外衣覆盖在身上，待火墙通过后，人再起来逃生。

如果身上没有上述物品，还可以采用以下逃生方法：

①脱下外衣，用小便将其打湿后，覆盖在身上并蜷缩着躺在草较稀疏的地方，待火墙通过后，起来逃生。

②找一片土壤较疏松的地方，脱下外衣，用手刨土并把刨出的土放到外衣上；而后，人蜷缩着躺在草较稀疏的地方，并把覆盖着土的外衣盖在身上，待火墙通过后，起来逃生。

③找一片草较稀疏的地方，而后用手拔出一圆形区域(直径约5~8m)内的草，并把割掉的草抛到圆形区域东侧稍远的地方，人则呆在圆形区域的圆心处以躲藏大火。