Question

寒假小明參加了學校組織的去內(nèi)蒙古草原的冬令營之前，老師對他們講了草原上防火和自救的知識，告訴他們，草原一旦起火，推進的速度很快，草原的火就像一堵墻一樣大面積地向前推進；但由于草的質(zhì)量小，很快就燒完了，所以當火墻的前面還在燃燒，火勢的后面很快就會熄滅，因此火墻比較薄．這一點與森林火災有著顯著的不同．
基于草原火災的特點，老師囑咐他們，若遇到草原著火，一定要迎著火墻快速地沖過去．如果背著火，朝沒有火的地方跑，很快就會被大火吞噬．
若某次草原發(fā)生火災時，恰好西風，風速v₁=1m/s，所形成的火墻厚度D=8m；火墻的推進速度可看作與風速相同，即v₂=v₁=1m/s．通常情況下，人在草原上奔跑的速度v₃=7m/s；而在十分疲憊的情況下，持續(xù)奔跑的速度約為v₄=1.5m/s．人的衣服被火焰點燃所需的時間約為t₁=1.5s．
（1）請你通過計算說明老師所說的“草原火災自救方法”的科學道理以及后面所說的“如果背著火，朝沒有火的地方跑，很快就會被大火吞噬”的原因．
（2）假如草原發(fā)生火災時，天刮著西風，這時你恰好在火場東側(cè)約兩百米的位置當時你隨身攜帶有以下物品中的某一件：鐮刀、鐵锨、礦泉水．在不方便使用老師所說的“草原火災自救方法”的情況下，請你簡述你將如何利用上述物品逃生（任選兩種作答，多選無效）？如果連上述隨身物品也沒有，你還能采用什么方法逃生（只說一種方法，多說無效）？

Answer 1

分析：（1）①按照老師所說的“草原自救方法”，迎著火墻向西奔跑，人相對火墻的速度等于人和火墻的速度之和，根據(jù)t=

s

v

求人穿越火墻自救所用時間，和衣服被火焰點燃所需的時間比較得出是否安全；
②如果背著火，朝著沒有火的地方跑，人相對火墻的速度等于人和火墻的速度之差，根據(jù)t=

s

v

求人穿越火墻所用時間，和衣服被火焰點燃所需的時間比較得出是否安全，進而得出逃生的人是否被大火吞噬．
（2）利用上述物品或用手，采用的辦法：一是挖坑，人躺在里面；二是清除周圍的雜草；三是用礦泉水將自己的衣服弄濕保護自己，據(jù)此分析回答．

解答：解：（1）①按照老師所說的“草原自救方法”，迎著火墻向西奔跑，人穿越火墻自救所用時間：
t₂=

D

v2+v3

=

8m

1m/s+7m/s

=1s，
由于1s小于1.5s，人穿越火墻后身上衣服不會被點燃，人很安全．
需要注意：人在穿越火墻的短暫時間內(nèi)，一定要屏住呼吸，以免因吸入火焰而灼傷呼吸道；
②如果背著火，朝著沒有火的地方跑，跑不了多久就疲憊了，人的奔跑速度就回減小，一旦被火追上了，逃生的人呆在火墻中的時間可達：
t₃=

D

v4-v2

=

8m

1.5m/s-1m/s

=16s，
十分疲憊的人在火墻中呆16s，由于16s＞1.5s，逃生的人即使逃離了火墻，他身上的衣服也一定早已被大火點燃且持續(xù)燃燒著，這樣逃生的人很容易被大火吞噬了．
（2）分別利用上述物品，可以采用以下辦法逃生：
①用鐮刀割除一個圓形區(qū)域（直徑約5～8m）內(nèi)的草，并把割掉的草拋到圓形區(qū)域東側(cè)稍遠的地方，人則呆在圓形區(qū)域的圓心處以躲藏大火；
②用鐵锨在地上挖一個差不多能讓一個人蜷縮著躺下的坑，然后，人就蜷縮在坑里，并把挖出的泥土適量的覆蓋在身上，待火墻通過后，人再從坑里逃生；
③脫下外衣，用礦泉水打濕，找一片草比較稀疏的地方并蜷縮著躺下，然后把打濕的外衣覆蓋在身上，待火墻通過后，人再從坑里逃生；
如果沒有上述隨身物品，采用辦法：
①找一片土壤疏松、草比較少的地方，脫下外衣，用手刨土放在外衣上，并把覆蓋著土的外衣覆蓋在身上，待火墻通過后，人再從坑里逃生；
②找一片草比較少的地方，用手拔除一個圓形區(qū)域（直徑約5～8m）內(nèi)的草，并把割掉的草拋到圓形區(qū)域東側(cè)稍遠的地方，人則呆在圓形區(qū)域的圓心處以躲藏大火．

點評：本題考查了速度公式的應用，同時通過做題掌握一些當火災發(fā)生時的自救措施，體現(xiàn)了學以致用，有意義！