【分析】
(1)①求长方体内可放入木棒的最大长度,本质是求长方体的体对角线长度:先利用勾股定理计算底面矩形的对角线长度,再将该对角线与长方体的高作为直角边,再次用勾股定理即可求出体对角线,即木棒的最大长度。
②蚂蚁沿长方体表面爬行的最短路程,需将长方体相邻两个面展开为同一平面,根据“两点之间线段最短”,用勾股定理计算A、G两点的线段长度;由于共有3种不同的相邻面展开方式,需分别计算三种情况的线段长度,比较后得到最小值。
(2)圆柱表面的最短路径问题,先将圆柱侧面展开为长方形;因蚂蚁在容器外壁、饭粒在内壁,蚂蚁需先爬到容器上沿再进入内壁,故作点A关于容器上沿的对称点A',将路径转化为A'到B的线段长度,结合已知条件用勾股定理计算即可得到最短路程。
【解析】
(1)①如答图①

,先计算底面矩形的对角线BD:
在Rt△ABD中,AB=4cm,AD=3cm,由勾股定理得:
$BD=\sqrt{AB^2+AD^2}=\sqrt{4^2+3^2}=5(\mathrm{cm})$
再在Rt△BDF中,BF为长方体的高12cm,由勾股定理得体对角线:
$DF=\sqrt{BD^2+BF^2}=\sqrt{5^2+12^2}=13(\mathrm{cm})$
②分三种展开情况计算AG的长度:
情况1:蚂蚁经过左侧面和上面,展开如答图②

,直角边分别为$(4+12)\mathrm{cm}$和$3\mathrm{cm}$:
$AG=\sqrt{(4+12)^2+3^2}=\sqrt{265}(\mathrm{cm})$
情况2:蚂蚁经过正面和上面,展开如答图③

,直角边分别为$(3+12)\mathrm{cm}$和$4\mathrm{cm}$:
$AG=\sqrt{(3+12)^2+4^2}=\sqrt{241}(\mathrm{cm})$
情况3:蚂蚁经过正面和右侧面,展开如答图④

,直角边分别为$(3+4)\mathrm{cm}$和$12\mathrm{cm}$:
$AG=\sqrt{(3+4)^2+12^2}=\sqrt{193}(\mathrm{cm})$
比较得$\sqrt{265}>\sqrt{241}>\sqrt{193}$,因此最短路程为$\sqrt{193}\ \mathrm{cm}$。
(2)如答图⑤

,将圆柱侧面展开为长方形,作点A关于容器上沿EF的对称点$A'$,此时$A'B$的长度即为蚂蚁爬行的最短路程。
由题意得:圆柱底面周长为12cm,A、B相对,因此水平距离$A'D=\frac{12}{2}=6\ \mathrm{cm}$;
竖直方向:B离底部5cm,A离上沿1cm,因此竖直距离$BD=12-5+1=8(\mathrm{cm})$
在Rt△A'DB中,由勾股定理得:
$A'B=\sqrt{A'D^2+BD^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10(\mathrm{cm})$
【答案】
(1)①$\boxed{13\ \mathrm{cm}}$;②$\boxed{\sqrt{193}\ \mathrm{cm}}$;(2)$\boxed{10\ \mathrm{cm}}$
【知识点】
勾股定理,立体图形展开,最短路径求解
【点评】
本题是立体图形表面最短路径的经典题型,核心运用了“化立体为平面、化曲为直”的转化思想,将立体表面的路径问题转化为平面内两点间线段最短问题,再结合勾股定理计算求解。解题时需注意长方体展开的分类讨论,以及圆柱内外壁路径的对称转化,避免漏解。
【难度系数】
0.6