Question

（2013全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽）寒假小明參加了學(xué)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(shí)，告訴他們，草原一旦起火，推進(jìn)的速度很快，草原的火就像一堵墻一樣大面積地向前推進(jìn)；但由于草的質(zhì)量小，很快就燒完了，所以當(dāng)火墻的前面還在燃燒，火始的后面很快就會(huì)熄滅，因此火墻比較薄。這一點(diǎn)與森林火災(zāi)有著顯著的不同。

    基于草原火災(zāi)的特點(diǎn)，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(huì)被大火吞噬。

若某次草原發(fā)生火災(zāi)時(shí)，恰好西風(fēng)，風(fēng)速v₁=1m/s，所形成的火墻厚度D=8m；火墻的推進(jìn)速度可看作與風(fēng)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=1.5 m/s。人的衣服被火焰點(diǎn)燃所需的時(shí)間約為t₁=1.5s。

1.請你通過計(jì)算說明老師所說的“草原火災(zāi)自救方法”的科學(xué)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(huì)被大火吞噬”的原因。

2.假如草原發(fā)生火災(zāi)時(shí)，天刮著西風(fēng)，這時(shí)你恰好在火場東側(cè)約兩百米的位置當(dāng)時(shí)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(zāi)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

解析：1.按照老師所說的“草原火災(zāi)自救方法”，迎著火墻向西奔跑，人穿越火墻自救所需時(shí)間：t₂==1s。

由于1s小于1.5s，人穿越火墻后，身上衣服不會(huì)被點(diǎn)燃，人很安全。需要注意的是，人在穿越火墻的短暫時(shí)間內(nèi)，一定要屏住呼吸，以免因吸入火焰而灼傷呼吸道。

如果背著火，朝著沒有火的地方跑，跑不了多久就疲憊了，人的奔跑速度就會(huì)減小，一旦被火追上了，逃生的人呆在火墻中的時(shí)間可達(dá)：t₃==16s。

十分疲憊的人在火墻中的呆16s，時(shí)間確實(shí)太長了！而且由于16s>1.5s，逃生的人即使脫離了火墻，他身上的衣服也一定早已被大火點(diǎn)燃且持續(xù)燃燒著。這樣一來，人呆在火墻中的時(shí)間便會(huì)比16s更長�？梢韵胂螅�已經(jīng)十分疲憊的人在穿越火墻時(shí)肯定張大嘴巴，急促呼吸……，這樣就非常容易因?yàn)槲�入火焰而灼傷呼吸道甚至肺部，從而給人帶來致命的傷害！由此可見，這樣逃生的人就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(gè)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(yuǎn)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(gè)差不多能讓一個(gè)人蜷縮著躺下的坑，而后，人就蜷縮著躺在坑里，并把挖出的泥土適量地覆蓋在身上。待火墻通過后，人在從坑里出來逃生。

③脫下外衣，用礦泉水打濕，找一片草較稀疏的地方并蜷縮著躺下，而后把打濕的外衣覆蓋在身上，待火墻通過后，人再起來逃生。

如果身上沒有上述物品，還可以采用以下逃生方法：

①脫下外衣，用小便將其打濕后，覆蓋在身上并蜷縮著躺在草較稀疏的地方，待火墻通過后，起來逃生。

②找一片土壤較疏松的地方，脫下外衣，用手刨土并把刨出的土放到外衣上；而后，人蜷縮著躺在草較稀疏的地方，并把覆蓋著土的外衣蓋在身上，待火墻通過后，起來逃生。

③找一片草較稀疏的地方，而后用手拔出一圓形區(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(yuǎn)的地方，人則呆在圓形區(qū)域的圓心處以躲藏大火。