Question

14．一實(shí)心長(zhǎng)方體，三邊長(zhǎng)分別為a、b、c（a＞b＞c），如圖所示．有一質(zhì)點(diǎn)從頂點(diǎn)A沿表面運(yùn)動(dòng)到長(zhǎng)方體的對(duì)角頂點(diǎn)B，求：
（1）質(zhì)點(diǎn)的位移大小；
（2）質(zhì)點(diǎn)的最短路程．

Answer 1

分析 路程等于物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，位移的大小等于首末位置的距離．

解答 解：（1）位移的大小等于首末位置的距離，所以質(zhì)點(diǎn)的位移從A指向B，大小為對(duì)角線的長(zhǎng)度，即：
$x=\sqrt{{a}^{2}+^{2}+{c}^{2}}$
（2）質(zhì)點(diǎn)在長(zhǎng)方體的表面運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)的軌跡在一個(gè)平面內(nèi)展開，最短的路程在一個(gè)平面內(nèi)由A指向B，有兩種可能的情況，如圖：

在△ABC內(nèi)，$\overline{AB}=\sqrt{（a+b）^{2}+{c}^{2}}$
在△AB′C′內(nèi)：$\overline{AB′}=\sqrt{{（b+c）}^{2}+{a}^{2}}$
顯然：$\overline{AB}＞\overline{AB′}$
所以最短的路程是$\overline{AB′}$，即$\sqrt{{（b+c）}^{2}+{a}^{2}}$
答：（1）質(zhì)點(diǎn)的位移大小是$\sqrt{{a}^{2}+^{2}+{c}^{2}}$；
（2）質(zhì)點(diǎn)的最短路程是$\sqrt{{（b+c）}^{2}+{a}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道位移和路程的區(qū)別，知道位移的大小等于首末位置的距離，路程等于運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度．