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2019-2020年高中歷史 第18課 近代科學(xué)體系的奠基人牛頓教案 岳麓版選修4《中外歷史人物評(píng)說》 【知識(shí)模塊】 一、成長(zhǎng)的足跡： 1、牛頓在劍橋大學(xué)期間，悉心鉆研歐幾里得和笛卡兒的幾何學(xué)，發(fā)現(xiàn)了代數(shù) 定理。這些都為牛頓后來在數(shù)學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2、牛頓在家鄉(xiāng)居住的兩年，是牛頓一生中科學(xué)研究領(lǐng)域最旺盛的時(shí)期，這期間成就他最高的數(shù)學(xué)成就 ，發(fā)現(xiàn)了日光的組成，并開始研究物理學(xué)上的 問題。 二、萬(wàn)有引力定律 1、在牛頓以前，天文學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了行星繞日運(yùn)動(dòng)的三大定律， 也發(fā)現(xiàn)了力學(xué)的一些基本原理。 2、牛頓通過大量的研究，證實(shí)任何物體都是相互吸引的，這種無(wú)處不有的引力叫“ ”。 3、1686年牛頓用拉丁文撰寫了《 》，提出了力學(xué)的 和 定律，為經(jīng)典力學(xué)規(guī)定了一套基本概念。人們把“牛頓力學(xué)”體系的建立當(dāng)做近代科學(xué)體系形成的標(biāo)志。 三、晚年的困惑 1、 晚年的牛頓轉(zhuǎn)而迷戀和鉆研宗教與神秘思想。牛頓是近代 體系的奠基人。 2、 從伽利略到牛頓，在人類科學(xué)發(fā)展史是一個(gè)極其重要的時(shí)期，是一個(gè)產(chǎn)生科學(xué)巨人的時(shí)代，是 科學(xué)誕生的時(shí)代。 【問題探究】 1、哥白尼的“日心說”，被教皇宣布為“邪說”，寫的書臨終才敢發(fā)表而且被列為禁書 ；布魯諾、伽利格等人為了捍衛(wèi)、宣傳哥白尼“日心說”而壯烈地獻(xiàn)出了自己的生命，成了科學(xué)史上的兩大慘案。經(jīng)過長(zhǎng)期艱難曲折的歷程，“日心說”終于戰(zhàn)勝了“地心說”，從而使科學(xué)大踏步地向前發(fā)展。 請(qǐng)回答：天文學(xué)家的命運(yùn)給你的啟發(fā)是什么？ 2、牛頓曾說：我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀? 我只不過是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，不時(shí)地為比別人找到更光滑、更美麗的卵石和貝殼而高興。而在我面前的真理的海洋，卻完全是個(gè)迷。 他認(rèn)為“不花在研究上的時(shí)間都是損失”。 結(jié)合材料回答：牛頓的哪些品質(zhì)值得我們學(xué)習(xí)？ 【思路點(diǎn)撥】 1、任何新事物的發(fā)展都不一帆風(fēng)順的，科學(xué)的發(fā)展也有一個(gè)艱辛的歷程；科學(xué)需要許多科學(xué)家的艱辛努力，甚至畢生的精力或生命；中世紀(jì)的歐洲基督教神學(xué)是阻礙科技發(fā)展的最大阻力；科學(xué)要發(fā)展就必須有勇于獻(xiàn)身的勇者。（其他答案只要合情合理均可） 2、虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；尊重他人的科研成果有勇于探索精神；甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；（其他答案只要合情合理均可） 【選擇題】 1、牛頓提出的物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)定律不包括 A、萬(wàn)有引力定律 B、慣性定律 C、加速度定律 D、作用與反作用定律 2、17世紀(jì)牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生原因有 ①生產(chǎn)的迅速發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)理論提出了迫切要求②伽俐略等人的研究已有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)③牛頓個(gè)人的偉大天才和所做出的巨大努力④同時(shí)代眾多著名科學(xué)家協(xié)同一致的通力合作 A、①②③④ B、①②④ C、①②③ D、②③④ 3、實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次飛躍的是 A、電磁學(xué)理論的建立 B、進(jìn)化論的出現(xiàn) C、牛頓力學(xué)的建立 D、日心說的提出 4、科學(xué)巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的作者是 A、牛頓 B、達(dá)爾文 C、萊布尼茨 D、哥白尼 5、近代科學(xué)體系形成的標(biāo)志是 A、牛頓的力學(xué)體系 B、微積分的發(fā)明C、伽俐略開創(chuàng)了近代試驗(yàn)科學(xué) D、開普勒發(fā)現(xiàn)了三大定律 6、下列關(guān)于牛頓的評(píng)述不正確的是 A、牛頓被譽(yù)為“近代科學(xué)開創(chuàng)者” B、牛頓的三大成就是萬(wàn)有引力定律、微積分學(xué)和對(duì)光的分析 C、牛頓的力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)和技術(shù)的理論基礎(chǔ) D、牛頓的熱學(xué)和力學(xué)引發(fā)了以英國(guó)工業(yè)革命為起點(diǎn)的第二次技術(shù)革命 7、 為牛頓后來在數(shù)學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)是 A、發(fā)現(xiàn)了代數(shù)二項(xiàng)式定理 B、發(fā)明了微積分C、發(fā)現(xiàn)了三大定律 D、發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力 8、17世紀(jì)對(duì)人類解釋與預(yù)見物理學(xué)現(xiàn)象具有決定性意義理論的是 A、微積分B、代數(shù)二項(xiàng)式定理 C、牛頓力學(xué)體系 D、發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引 9、第一次證明牛頓力學(xué)和萬(wàn)有引力正確的最成功的范例是 A、海王星的發(fā)現(xiàn) B、冥王星的發(fā)現(xiàn) C、木星的發(fā)現(xiàn) D、火星的發(fā)現(xiàn) 10、牛頓最輝煌的成就是 A、經(jīng)典力學(xué)體系 B、萬(wàn)有引力 C、微積分 D、三大定律 【非選擇題】 牛頓為什么在科學(xué)上獲得巨大成就？他是怎樣由一個(gè)平凡的人成為一個(gè)偉大的科學(xué)家的？ 【課外閱讀】 牛頓之前，開普勒和他的老師對(duì)于天體運(yùn)行軌跡做了非常多工作，觀測(cè)了30年太陽(yáng)系里各個(gè)行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)行軌跡，他們發(fā)現(xiàn)每個(gè)行星運(yùn)行軌跡都是圓形或者橢圓形，并建立了相應(yīng)的行星運(yùn)行軌跡數(shù)學(xué)公式。而開普勒卻忽略了最重要的一點(diǎn)，即：為何這些軌跡是圓形或橢圓形的？ 牛頓也苦苦思索這個(gè)問題，有一天在蘋果樹下思考的時(shí)候，一個(gè)蘋果砸中了他的頭，他突然想到了世界上最著名的萬(wàn)有吸引定律。正是萬(wàn)物之間有吸引力，才使太陽(yáng)依靠這個(gè)吸引力“拉著”各個(gè)行星圍繞自己旋轉(zhuǎn)，不致行星遠(yuǎn)離太陽(yáng)系。運(yùn)用萬(wàn)有吸引定律可以合理解釋潮汐現(xiàn)象，彗星軌跡等許多現(xiàn)象。 牛頓繼續(xù)研究，假設(shè)空間只有太陽(yáng)和地球情況下運(yùn)行軌跡問題，發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，地球受到太陽(yáng)吸引而做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，太陽(yáng)同時(shí)受到地球吸引也在做一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。它們?cè)诨ハ辔龡l件下，地球運(yùn)行軌跡不再是圓形，太陽(yáng)也不再固定一點(diǎn)不動(dòng)。如果把這個(gè)推廣到整個(gè)太陽(yáng)系，情況將更加復(fù)雜，由于計(jì)算量太過龐大，無(wú)法用計(jì)算來證明，但可以預(yù)見整個(gè)太陽(yáng)系應(yīng)該不是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，在行星吸引力的作用下，太陽(yáng)并不能固定一點(diǎn)不動(dòng)，而應(yīng)該有一個(gè)復(fù)雜軌跡。 但現(xiàn)實(shí)情況卻不是這樣，太陽(yáng)系已經(jīng)存在幾百億年了，整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定，太陽(yáng)固定中心一直未變，是什么力促使太陽(yáng)固定中心位置不變？對(duì)于這個(gè)問題，牛頓苦苦思索了一輩子也沒有想明白，在牛頓晚年時(shí)，他終于“想明白”了。一定是上帝用手抓著太陽(yáng)，使太陽(yáng)固定不變，然后其它行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。這就是牛頓為何老年信奉神學(xué)的原因。 后來，直到到了18世紀(jì)，法國(guó)出來個(gè)偉大的科學(xué)家龐加來（名字記不住了，或者是拉普拉斯），運(yùn)用攝動(dòng)法才合理解釋了太陽(yáng)系穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原理。 順便分析一下牛頓為何信奉神學(xué)的另外原因，牛頓自小是個(gè)孤兒，愛好單調(diào)，性格孤僻，脾氣暴躁，工作有偏致狂傾向。他在科學(xué)上做出了無(wú)與倫比的貢獻(xiàn)，但在處理人事關(guān)系上做的極不好，一生沒有一個(gè)朋友，一生沒有結(jié)婚。牛頓一直在孤獨(dú)中度過自己人生，可能只有在教堂里同上帝對(duì)話才能使自己心理得到一些寬慰。 人類歷史上另外一個(gè)科學(xué)巨匠——愛因斯坦，性格和牛頓正好相反，愛好廣泛，喜歡拉小提琴，朋友很多，自己的想法很多都是在朋友的交流中產(chǎn)生的（例如波粒二相理論），愛因斯坦一生愛好和平，到老年熱中于人類公益事業(yè)，為世界和平事業(yè)奔走相呼 參考答案 【知識(shí)模塊】 一、1、二項(xiàng)式；2、微積分、引力；二、1、開普勒、伽利略；2、萬(wàn)有引力；3、《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、三大定律、萬(wàn)有引力；4、自然科學(xué)、實(shí)驗(yàn)自然。 【選擇題】 1——5 ACCAA 6——10 DACAA 【非選擇題】 1)、成就巨大原因：牛頓自身的因素：具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；尊重他人的科研成果有勇于探索精神；甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；客觀條件：西歐思想解放運(yùn)動(dòng)提供思想基礎(chǔ)；前人的研究成果為牛頓提供很好的條件； 2)怎樣成為偉大科學(xué)家：愛動(dòng)腦筋，動(dòng)手能力非常強(qiáng)；進(jìn)入大學(xué)后潛心研究科學(xué)，發(fā)現(xiàn)了代數(shù)二項(xiàng)式定理，為牛頓后來在數(shù)學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在家鄉(xiāng)居住的兩年，發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了日光的組成，并開始研究引力問題。１６８６年撰寫了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，提出力學(xué)的三大定律和萬(wàn)有引力定律，奠定了經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，標(biāo)志著近代科學(xué)形成。牛頓終于成為一個(gè)偉大的科學(xué)家。