第六單元 杰出的科學家 第4課 近代科學之父牛頓 目標導航 1.了解早期科學發(fā)明與創(chuàng)造的概況，認識其對科學興趣的來源及其不斷取得科研成果的原因。 2.了解牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的背景及萬有引力定律的內(nèi)容，分析萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的社會影響。 3.總結(jié)牛頓的科學成就，了解牛頓的科學研究精神及方法。 內(nèi)容索引 基礎(chǔ)認知 學習思考 深化探究 核心突破 鞏固練習 隨堂反饋 基礎(chǔ)認知 學習思考 一一、早期科學發(fā)明與創(chuàng)造早期科學發(fā)明與創(chuàng)造 1.學習生涯學習生涯 (1)中學時代：開始進行科學研究和實驗，學習成績優(yōu)異。 (2)大學時代：開始接觸到大量的自然科學著作，除了師從著名學者巴羅教授學習外，還自學 等人的數(shù)學著作。提出了二項式定理以及_ _的初步算法。 笛卡兒 微 積分 思維點撥 2.早期成就早期成就 (1)光學成就 自制 ，對太陽光進行反射實驗，證明日光即白光是由七色光組成的。 進一步說明物體顏色的形成原理，奠定了 的基礎(chǔ)。 在關(guān)于光和色的新理論中提出光的本質(zhì)是 的見解，與荷蘭物理學家惠更斯的“波動說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。 (2)天文學成就：制成世界上第一架反射望遠鏡，考察行星運動，分析潮汐現(xiàn)象，預(yù)言地球不是正球體。 折射望遠鏡 光譜學 微粒 二二、發(fā)現(xiàn)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)萬有引力定律 1.含義含義 宇宙中一切物體之間，都存在著一種相互吸引的作用力，就是_。 2.提出提出 1687年，在其著作 一書中，確定了解決萬有引力問題的物體運動三定律，闡明了 的概念并把它應(yīng)用到天文學中。 萬有引力 自然哲學的數(shù)學原理 萬有引力 史論要旨 歷史認識 3.意義意義 這一定律后來成為 上的基礎(chǔ)定律，極大地推動了人們對天體運動的研究。 天文學 三三、勤奮的探索與科學的研究方法勤奮的探索與科學的研究方法 1.勤奮的探索精神勤奮的探索精神 從學生時代起，就養(yǎng)成了勤奮學習的習慣；在科學研究上，是一個專注的科學家和勤奮的探索者。 2.科學的研究方法科學的研究方法 以 作為得出科學概念的方法，這種方法被后人總結(jié)為“_ _”法。 實驗 歸納演 繹 3.嚴肅的科學態(tài)度嚴肅的科學態(tài)度 在實驗中得出結(jié)論后，還要在進一步的實驗中證明自己所得結(jié)論的正確性。 思維點撥 重點精講 知識圖示 深化探究 核心突破 主題一 牛頓的科學成就 史料一史料一 牛頓在進行光學實驗 自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都成為光明。 蒲伯 從數(shù)學開始到牛頓時代為止，數(shù)學工作由牛頓完成了一大半。 萊布尼茨 史料二史料二 上中學時牛頓就喜歡做實驗并記筆記，他將日常生活中發(fā)生的許多現(xiàn)象記錄下來，還對所學的知識進行分類整理。 史料解讀史料解讀 (1)史料一中的圖片說明牛頓通過光學實驗發(fā)現(xiàn)了光的構(gòu)成和光的“微粒說”?？隙伺ｎD在光學方面的貢獻。肯定了牛頓在數(shù)學方面的貢獻。 (2)史料二涉及到牛頓的一些科學研究方法：做實驗、記筆記、分類整理等。 問題思考問題思考 答案 答案答案 光學實驗：自制折射望遠鏡，證明日光即白光由七色光組成，進一步說明了物體顏色的形成原理，奠定了光譜學的基礎(chǔ)；提出光的本質(zhì)是微粒的見解，統(tǒng)領(lǐng)西方物理學界兩個世紀，與荷蘭惠更斯的“波動說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。數(shù)學方面：提出了數(shù)學上有名的二項式定理和微積分的初步算法。 (1)閱讀史料一并結(jié)合所學知識解釋，牛頓如何從光學實驗和數(shù)學方面使“自然界和自然規(guī)律”變成光明的？ 答案 答案答案 原因：做實驗、記筆記、積累知識、分類整理，將實驗作為得出科學概念的主要途徑；“歸納演繹”法；忘我的勤奮探索精神。 (2)結(jié)合史料二，歸納牛頓能使黑暗變成光明的原因。 牛頓的科學成就牛頓的科學成就 (1)牛頓是英國物理學家、天文學家和數(shù)學家。 (2)在天文學方面，他解釋了潮汐現(xiàn)象，指出潮汐的大小與太陽的引力有關(guān)系；牛頓從理論上推測出地球不是正球體，而是兩極稍扁、赤道略鼓的球體，并由此說明了歲差現(xiàn)象等。 (3)在物理學上，牛頓基于伽利略、開普勒等人的工作，建立了物體運動的三大定律和萬有引力定律，并建立了經(jīng)典力學的理論體系。 史論總結(jié) (4)在數(shù)學上，牛頓提出了“牛頓二項式定理”，并和萊布尼茨幾乎同時創(chuàng)立了微積分學。 (5)在光學方面，牛頓發(fā)現(xiàn)白色日光由不同顏色的光構(gòu)成，并制成“牛頓色盤”；關(guān)于光的本性，牛頓創(chuàng)立了光的“微粒說”。在牛頓的著作自然哲學的數(shù)學原理中，他用數(shù)學解釋了哥白尼的日心說和天體運動的現(xiàn)象。 (6)牛頓力學體系的建立是近代科學形成的標志，是人類認識史上對自然規(guī)律的第一次概括和總結(jié)。 主題二 評價牛頓 史料一史料一 牛頓是17世紀科學革命中所涌現(xiàn)出的最偉大的科學家。下面是幾枚不同國家發(fā)行的郵票： 史料二史料二 愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導我們的物理學思想。 史料解讀史料解讀 (1)史料一不同國家發(fā)行的紀念牛頓的郵票，反映了牛頓的科學成就和貢獻，也說明了牛頓的世界性影響。 (2)史料二愛因斯坦肯定了牛頓對其所處時代的貢獻和對物理學的奠基作用。 問題思考問題思考 答案 答案答案 17世紀中葉至18世紀20年代，處于資本主義手工工場時期，資產(chǎn)階級文化在逐漸發(fā)展。 (1)史料二中的“牛頓時代”是一個什么樣的時代？ 答案 答案答案 萬有引力定律及物體運動三定律。 微積分學是他在數(shù)學上最卓越的成就，數(shù)學從感覺學科轉(zhuǎn)向思維學科。 對光的研究奠定了光譜學的基礎(chǔ)。 反射望遠鏡的發(fā)明，使人類對天體的觀察進入一個新階段。 (2)牛頓取得了哪些重大科學發(fā)現(xiàn)？ 答案 答案答案 正確。牛頓力學體系的建立是近代科學形成的標志，不管時代如何發(fā)展，他在科學史上的杰出貢獻不容抹殺。正如愛因斯坦所說“牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍在指導著我們的物理學思想”。 (3)從今天的科學發(fā)展來看，愛因斯坦的說法正確嗎？為什么？ 評價牛頓評價牛頓 牛頓是著名物理學家、數(shù)學家和哲學家。 (1)自然哲學的數(shù)學原理中用數(shù)學方法闡明了宇宙中最基本的法則萬有引力定律和三大運動定律。奠定了之后三個世紀中物理界的科學觀點，并成為現(xiàn)代工程學的基礎(chǔ)。 (2)牛頓為人類樹立起“理性主義”的旗幟，開啟工業(yè)革命的大門。為近代科學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 (3)牛頓的謙虛態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度、還有勤奮的探索精神等值得后人學習。 史論總結(jié) 鞏固練習 隨堂反饋 1.1642年，牛頓出生在英國北部的一個名叫烏爾索普的小村莊，此時的英國社會 處在資產(chǎn)階級革命的風暴之中 資本主義已有了一定程度的發(fā)展 工業(yè)革命蓬勃興起 已掌握了世界海上霸權(quán) A. B. C. D. 答案 1 2 3 4 1 2 3 4 2.牛頓在科學研究上做出的重大貢獻是 A.闡明了進化論 B.建立了量子力學理論 C.提出了相對論 D.構(gòu)建了經(jīng)典力學理論 答案 解析 解析解析 達爾文闡明了進化論，故A項錯誤； 普朗克建立了量子力學理論，故B項錯誤； 愛因斯坦提出了相對論，故C項錯誤； 牛頓構(gòu)建了經(jīng)典力學理論，故D項正確。 1 2 3 4 3.(2018 韶關(guān)高二檢測)凱恩斯1942年在英國皇家學會俱樂部發(fā)表演說，認為牛頓既是一個科學巨匠，也是一個醉心神學和煉金術(shù)的人。此評價說明 牛頓為科學而奮斗的品質(zhì) 牛頓不僅僅是一個科學家 牛頓信仰宗教 牛頓已從一個科學家轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€宗教狂 A. B. C. D. 答案 解析 4.近代科學之父牛頓勇于創(chuàng)新，對推動社會發(fā)展作出了杰出貢獻。閱讀下列材料，回答問題。 材料一材料一 規(guī)則 尋求自然事物的原因，不得超出真實并足以解釋其現(xiàn)象者。 規(guī)則 物體的性質(zhì)，它們既不能被增強又不能被減弱，并且屬于所能做的實驗中所有物體的，應(yīng)被認為是物體的普遍性質(zhì)。 規(guī)則 在實驗哲學中，由現(xiàn)象歸納得出的命題，在其他現(xiàn)象使這些命題更加精確或出現(xiàn)例外之前，都應(yīng)被視為完全正確或基本正確的，而不管相反的假設(shè)。 牛頓自然哲學的數(shù)學原理 1 2 3 4 材料二材料二 隨著文藝復(fù)興的深入發(fā)展，人性從上帝重新回歸到人本身。但文藝復(fù)興時代的“人性”主要是指人的情感、意志和人格等自然本性。到17、18世紀，英國知識界圍繞三個重大思想主題進行了知識體系創(chuàng)新。這三個思想主題是：第一，宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則是什么？第二，作為人類社會核心組織的國家和政府的起源、范圍和目的是什么？第三，人類知識的起源、范圍和限度是什么？ 鄧云清思想的時代牛頓、洛克的思想及其生成 1 2 3 4 材料三材料三 科學技術(shù)除了是對客觀世界的系統(tǒng)認識，是正確世界觀、認識論和方法論的基礎(chǔ)之外，同時也是技術(shù)與管理創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉，是先進文化的重要組成部分，是人類生存與發(fā)展以及人與自然和諧相處的基石，是人類文明可持續(xù)發(fā)展的動力。 路甬祥全面認識科學的價值及其時代特征 1 2 3 4 1 2 3 4 答案 (1)據(jù)材料一并結(jié)合所學知識，指出牛頓的創(chuàng)新成就。 答案答案 成就：“歸納演繹”(實驗)法；物體運動的三大定律和萬有引力定律。 解析 解析解析 據(jù)材料一得出“歸納演繹”(實驗)法，結(jié)合所學得出物體運動的三大定律和萬有引力定律； (2)據(jù)材料一指出材料二中，以牛頓為代表的英國科學家深度詮釋的思想主題。結(jié)合所學知識，從政治和思想文化兩個角度，分析英國知識界“三個思想主題”生成的原因。 答案 答案答案 主題：宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則。 原因：政治：資產(chǎn)階級革命的爆發(fā)；國家權(quán)力結(jié)構(gòu)的重建。 思想文化：文藝復(fù)興的深入；近代科學的興起。 解析 解析解析 第一問據(jù)材料得出宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則；第二問據(jù)材料二“17、18世紀”“英國”，結(jié)合這一歷史時期政治及思想文化背景分析； 1 2 3 4 (3)據(jù)材料三并結(jié)合所學知識，說明牛頓創(chuàng)新成果的歷史影響。 答案 答案答案 影響：標志著經(jīng)典力學體系的形成，對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義；為工業(yè)革命提供理論基礎(chǔ)；促進思想解放(啟蒙運動的發(fā)展)。 解析 解析解析 據(jù)材料三中“對客觀世界的系統(tǒng)認識”得出標志著經(jīng)典力學體系的形成，對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義；據(jù)材料三“也是技術(shù)與管理創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉”并結(jié)合所學得出為工業(yè)革命提供理論基礎(chǔ)；由材料三中“是先進文化的重要組成部分”得出促進了思想解放或啟蒙運動的發(fā)展。 1 2 3 4