Question

20．.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，火墙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=2m/s，所形成的火墙厚度D=9m；火墙的推进速度可看作与风速相同，即v₂=v₁=2m/s．通常情况下，人在草原上奔跑的速度可达v₃=7m/s；而在十分疲惫的情况下，持续奔跑的速度约为V₄=1.5m/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．并回答穿越火墙应注意事项（说一项即可）
（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

分析 （1）①迎着火墙奔跑，人相对火墙的速度等于人和火墙的速度之和，根据v=$\frac{s}{t}$求人穿越火墙自救所用时间，和衣服被火焰点燃所需的时间比较得出是否安全；
②如果背着火，朝着没有火的地方跑，人相对火墙的速度等于人和火墙的速度之差，根据v=$\frac{s}{t}$求人穿越火墙所用时间，和衣服被火焰点燃所需的时间比较得出是否安全，进而得出逃生的人是否被大火吞噬．
（2）利用上述物品或用手，采用的办法：一是挖坑，人躺在里面；二是清除周围的杂草；三是用矿泉水将自己的衣服弄湿保护自己，据此分析回答．

解答 解：（1）①迎着火墙奔跑，由v=$\frac{s}{t}$得，人穿越火墙自救所用时间：
t₁=$\frac{D}{{v}_{1}+{v}_{3}}$=$\frac{9m}{2m/s+7m/s}$=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：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；
②如果背着火，朝着没有火的地方跑，跑不了多久就疲惫了，人的奔跑速度就回减小，一旦被火追上了，逃生的人呆在火墙中的时间可达：
t₂=$\frac{D}{{v}_{2}-{v}_{4}}$=$\frac{9m}{2m/s-1.5m/s}$=18s，
十分疲惫的人在火墙中呆18s，由于168＞1.5s，逃生的人即使逃离了火墙，他身上的衣服也一定早已被大火点燃且持续燃烧着，这样逃生的人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，然后，人就蜷缩在坑里，并把挖出的泥土适量的覆盖在身上，待火墙通过后，人再从坑里逃生；
③脱下外衣，用矿泉水打湿，找一片草比较稀疏的地方并蜷缩着躺下，然后把打湿的外衣覆盖在身上，待火墙通过后，人再从坑里逃生；
如果没有上述随身物品，采用办法：
①找一片土壤疏松、草比较少的地方，脱下外衣，用手刨土放在外衣上，并把覆盖着土的外衣覆盖在身上，待火墙通过后，人再从坑里逃生；
②找一片草比较少的地方，用手拔除一个圆形区域（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．
答：（1）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”的原因详见解答；穿越火墙应注意：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；
（2）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；
找一片土壤疏松、草比较少的地方，脱下外衣，用手刨土放在外衣上，并把覆盖着土的外衣覆盖在身上，待火墙通过后，人再从坑里逃生．

点评 本题考查了速度公式的应用，同时通过做题掌握一些当火灾发生时的自救措施，体现了学以致用，有意义！