1、第4课近代科学之父牛顿学习目标：1.了解牛顿的成长历程。2.掌握牛顿的主要贡献、经典力学的含义和影响。3.认识牛顿力学体系的建立是自然科学史上的第一次理论大综合。1.重点：牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用；牛顿能够成为近代科学之父的原因。2.难点：对牛顿进行客观公正的评价。教材整理1早期科学发明与创造1童年时代：1643年牛顿出生于英国，他从小就爱思考，善于观察生活，根据人们的需要进行一些发明和创造。2中学时代：牛顿已开始进行科学研究与实验。中学毕业时，他考进英国历史悠久的剑桥大学。3大学时代(1)师从著名学者巴罗教授学习，自学笛卡儿等人的数学著作。(2)提出了数学上有名的二项式定
2、理以及微积分的初步算法。4乡下两年：他在光学、数学、力学等领域的研究都取得了重要进展(1)光学：牛顿自制折射望远镜，证明了日光即白光由七色光组成，还进一步说明了物体颜色的形成原理，这奠定了光谱学的基础。1672年，牛顿完成论文关于光和色的新理论，提出了光的本质是微粒的见解。(2)天文学：牛顿于1668年制作了第一架反射望远镜，用以考察行星运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体。课中思考阅读教材P129学思之窗，思考：你怎样看待牛顿的学习方法？【提示】牛顿的学习方法是科学的。通过做实验、记笔记，积累数据，并能够把知识进行分类整理。这样的学习方法与后人总结的“归纳演绎”的科学的研究方法是一致的。教
3、材整理2发现万有引力定律1发现万有引力定律(1)内容：宇宙中一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用。(2)地位：成为天文学上的基础定律，推动了人们对天体运动的研究。(3)实践：解释彗星轨道、双星行为、新发现行星的运动等。2创立牛顿力学(1)标志：1687年发表自然哲学中的数学原理。(2)内容确定物体运动三定律。阐明万有引力的概念。解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。(3)特点：用数学表达方式，把伽利略和开普勒等人提出的零散理论加以科学整理。(4)地位：在以后的二百多年间，居于物理学的统治地位。教材整理3勤奋的探索与科学的研究方法1勤奋的探索精神从学生时代起，就养成了勤奋学习的习惯；在科学研
4、究上，是一个专注的科学家和勤奋的探索者。2科学的研究方法以实验作为得出科学概念的方法，这种方法被后人总结为“归纳演绎法”。3严肃的科学态度在实验中得出结论后，还要在进一步的实验中证明自己所得结论的正确性。课中思考阅读教材P132学思之窗，思考：牛顿以怎样的态度看待他所取得的成就？在他身上我们能够学到科学家的哪些优秀品质？【提示】牛顿对待自己取得的成就是非常谦虚的。我们可以从科学家身上学到虚怀若谷的谦虚态度和严谨的科学研究态度以及勤奋的探索精神等。知识网络史论要旨1.牛顿的成就证明科学发现始终是在继承与突破传统认识的过程中不断向前发展的。2.牛顿力学是整个物理学和天文学的基础，也是现代众多工程技
5、术的理论基础。3.牛顿力学体系的建立，使人类认识摆脱了神学的束缚，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。4.牛顿是17世纪科学革命中最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。探究点评价牛顿史 料解 读史料一曾经有人问牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？”牛顿回答说：“假如我有一点微小成就的话，没有其他秘诀，唯有勤奋而已。”他又说：“如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。”关键词：“勤奋”、“站在巨人肩上”。史料二英国著名诗人亚历山大蒲伯写道：自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧，于是一切都成为光明。“一切都成为光明”用形象的语言说明牛顿的科学成就具有深远
6、意义。史料三牛顿自评：“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前浩瀚的真理的海洋，我还没有发现呢。”牛顿的这段“自评”是其自谦的表现。【史料应用】(1)据史料一并结合所学知识，分析牛顿成功的原因有哪些。【提示】牛顿在前人研究的基础上，以献身的精神，专注的思考，勤奋探索，加之以科学的研究方法，这些都是牛顿成功的原因。(2)据史料二，分析牛顿的科学成就有何意义。【提示】揭示了自然规律，解放了人们的思想。(3)据史料三，分析牛顿是如何评价自己的成就的。你如何认为？【
7、提示】自己有了一些微不足道的发现，没有能够揭示更多的真理；这是牛顿自谦的话。牛顿成就是科学史上的伟大发现，为近代科学的发展奠定了基础。【史论拓展】评价牛顿牛顿是著名物理学家、数学家和哲学家。(1)自然哲学中的数学原理里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则万有引力定律和三大运动定律。奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。(2)牛顿为人类树立起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。为近代科学的发展奠定了基础。(3)牛顿谦虚的态度和严谨的科学研究态度，还有勤奋的探索精神等值得后人学习。 (2016四平高二检测)阅读下列材料，回答问题。材料一史蒂芬霍金在时间简史一书中，对牛顿的
8、评价是：伊萨克牛顿不是一个讨人喜欢的人物。他和其他院士的关系声名狼藉。他晚年的大部分时间都是在激烈的争吵纠纷中度过。随着那部肯定是物理学有史以来最有影响的书自然哲学中的数学原理的出版，牛顿很快就成为名重一时的人物。他被任命为皇家学会主席，并成为第一个被授予爵士的科学家。材料二在伦敦威斯敏斯特教堂墓地的一块墓碑上，写着启蒙运动时期英国诗人亚历山大蒲伯的名句：“自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧，于是一切都成为光明。”(1)根据所学知识回答，为何自然哲学中的数学原理一出版，牛顿很快名重一时？(2)根据所学知识，如何理解蒲伯的这句名言？(3)结合材料和所学知识评价牛顿一生。【规范解答
9、】考查角度牛顿的科学贡献材料解读材料一：史蒂芬霍金对牛顿的评价材料二：亚历山大蒲伯对牛顿的高度评价解答思路第(1)问，着重回答自然哲学中的数学原理带来的巨大影响。第(2)问，蒲伯这句话是对牛顿的高度赞扬，我们应该结合牛顿生活的时代背景与牛顿的主要贡献进行理解，即牛顿的发明与发现对冲击宗教神学起到了巨大作用。第(3)问，应本着客观公正的态度辩证地看待牛顿，同时也应该看到牛顿功大于过【答案】(1)自然哲学中的数学原理提出了物体运动三大定律和万有引力定律，对以后天体研究起到了极大的推动作用，标志着牛顿力学体系的建立。(2)蒲伯这句话是对牛顿的高度评价，反映了牛顿力学体系的建立对于冲击中世纪神学观念和
10、解放人的思想起到了重要推动作用。(3)牛顿是英国物理学家、数学家和天文学家，是经典力学体系的建立者，是近代科学之父。他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也作出划时代的发明和发现。尽管牛顿“不是一个讨人喜欢的人物”，但他仍是17世纪科学革命中所涌现出来的最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。1牛顿在科学研究上作出的重大贡献是()A阐明了进化论 B建立了量子力学理论C提出了相对论D构建了经典力学理论【解析】达尔文阐明了进化论，故A项错误；普朗克提出了著名的量子概念，故B项错误；爱因斯坦提出了相对论，故C项错误；牛顿构建了经典力学理论，故D项正确。【答案】D2有人说：
11、“牛顿是接过了伽利略传过来的接力棒，并最终完成了科学史上的一次划时代的巨大飞跃。”下列对牛顿的评价正确的有()第一个充分利用实验得出科学结论的人创立的力学体系完成了人类对自然界第一次理论大综合其科学成就推动了启蒙运动兴起在伽利略的基础上，使人们的认识深入到微观世界ABCD【解析】伽利略注重实验和实践，被视为近代实验科学的奠基人，故错误；牛顿的力学体系对自然界的力学现象做出了系统的、合理的说明，完成了人类对自然界第一次理论大综合，故正确；以牛顿力学为代表的自然科学的发展，解放了人们的思想，推动了启蒙运动的兴起，故正确；牛顿力学主要关注宏观物体的运动，故项错误，C项符合题意。【答案】C3法国数学家
12、和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。”牛顿所发现的“世界”是指()A微积分B反射望远镜C光的色散原理D三大运动定律【解析】解答本题的关键是准确提取题干材料中的有效信息。牛顿的三大运动定律揭示了物体的运动规律，实现了物理学史上的第一次理论大综合，故D项符合题意。A项中微积分理论与莱布尼茨的理论几乎同时提出，不符合“只有一个”，故不选；B、C两项也不符合“只有一个”的限制。【答案】D4(2016韶关高二检测)凯恩斯1942年在英国皇家学会俱乐部发表演说，认为牛顿既是一个科学巨匠，也是一个醉心神学和炼金术的人。此评价说明()牛顿为科学而奋斗的品质牛顿不仅只是
13、一个科学家牛顿信仰宗教牛顿已从一个科学家转变为一个宗教狂ABCD【解析】本题考查对牛顿的评价，意在考查学生对史料的解读能力。由题干材料“牛顿既是一个科学巨匠，也是一个醉心神学和炼金术的人”可知选项内容应为包含于内的一个方面或是两个方面，不能是绝对化的一个方面。而仅提及绝对化一个方面，是错误的，排除含有的选项，可知选B项。【答案】B5阅读下列材料，回答问题。 材料一牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。欧洲的科学，曾经有过辉煌的过去。进入中世纪后，基督教会统治欧洲长达上千年，在这个漫长的岁月里，欧洲的科学被禁锢在神学思想中，成了宗教的附属物。文艺复兴后的200年中，真正
14、的科学伴随着资本主义的发展而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发展。牛顿的时代是一个科学革命的大时代，而他也以巨大的成就给这个时代增添了绚烂的色彩。材料二少年时代的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但却喜欢读书、沉思、做科学小实验。迫于生活艰难，牛顿的母亲只得让他停学务农，但是被他的好学精神所感动的舅父说服了母亲让牛顿继续读书。1661年，18岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支持学费。人民出版社中外历史人物评说(1)据材料一分析，近代科学迅速发展的原因是什么？牛顿在光学和力学上取得了怎样的巨大成就？(2)结合材料一、二，谈谈你的感想。【解析】本题考查近代科
15、学发展的原因以及牛顿在科学上的贡献。第(1)问的第一小问要结合牛顿生活的时代背景分析；第二小问结合所学知识回答。第(2)问属于开放性试题，言之有理即可。【答案】(1)原因：资本主义的发展为科学的发展奠定物质基础和发展动力；文艺复兴解放了人们的思想。成就：在光学方面，通过实验证明日光由七色光组成，进一步说明了物体颜色的形成原理，从而奠定了光谱学的基础，并提出光的“微粒说”；在力学方面，提出了物体运动三大定律和万有引力定律，用数学表达方式把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，形成一个完整的力学理论体系，万有引力定律成为天文学的基础定律。(2)科学的进步需要适宜的社会环境；成功需要谦虚的
16、态度，勤奋探索的科研精神等；贫穷不是个人的耻辱，反而可以磨炼个人的意志品质。学业分层测评(二十一)近代科学之父牛顿(建议用时：40分钟)学业达标1据牛顿的朋友介绍，牛顿是受苹果落地的启发而悟出了万有引力定律的。这反映了牛顿的()A善于观察思考的学习习惯B勤奋的探索精神C注重实验的科学研究方法D严肃的科学态度【解析】从材料中可以看出牛顿善于观察思考的学习习惯，B、C、D三项不符合题意。【答案】A2“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。这表明牛顿的发现 ()A推动了天文学的发展B使科学最终战胜了神学C解放了人类的思想D使
17、人开始关注现实世界【解析】“匍匐在上帝脚下的人类”“开始用自己理性的眼光打量世界”，这表明牛顿的理论解放了人们的思想，使人们敢于冲破神学的束缚，构建理性的世界。【答案】C3英国科学史专家丹皮尔在科学史中指出：“那时哲学与科学仍是混淆不清。连笛卡尔在为天文学建立一种力学理论时，也把它放在经院哲学的相反的观点和认为物质的本质是广延性的形而上学见解的基础上。牛顿摆脱了这些先人之见，实在是一种真正的进步。”牛顿的进步性主要在于 ()A确立了辩证唯物主义理论B为资产阶级革命奠定理论基础C破除了对宗教的信仰D首次对自然规律进行理论性概括【解析】本题考查学生阅读和理解材料和再认再现历史基本知识的能力。原来的
18、科学受宗教哲学的影响，建立在形而上学的基础上，而牛顿第一次对自然规律进行了理论性概括。【答案】D4右图为英国纪念牛顿自然哲学中的数学原理出版发行300周年的邮票，邮票中万有引力定律公式的背景就是一只红色的大苹果。这张邮票()肯定了牛顿的伟大成就突出了牛顿善于观察思考的品质承认了科学研究中的偶然因素强调了万有引力定律完全是牛顿个人勤奋探索的成果ABCD【解析】牛顿万有引力定律的发现是他在伽利略和开普勒等人的理论基础上结合自身的科学研究和理论创新形成的一次理论飞跃，因此不能看成完全是其个人的探索成果，不正确。【答案】B5牛顿的墓碑上铭刻着：“伊萨克牛顿爵士于此长眠。以自己发明的数学方法以及高度智慧
19、，揭示行星的运动、彗星的轨道和海洋的潮汐；探究了任何人也没有预想的光的分解和色的本性；解释了自然和古代的事情。他以哲学证明了全能神的伟大，他一生过着朴素的生活。这位值得称夸的人物，岂不是全人类的光荣？”人们肯定牛顿的科学成就不包括 ()A数学B天文学C物理学D神学【解析】结合材料中“数学方法”“行星的运动”“彗星的轨道”“光的分解和色的本性”等分析可知是数学、天文学和物理学方面的成就。【答案】D6勤奋和善于钻研是牛顿的性格， 有人评价他在大学时代取得的某项成就时说：“即使牛顿没有别的成就，仅这个也足以使他在科学史上留下不朽之名。”该人所评价的牛顿的成就是 ()A提出二项式定理 B制成折射望远镜
20、C发现天体运行规律 D提出万有引力定律【解析】大学时代的牛顿，提供了数学上的二项式定理和微积分的初步解决方法。本题要注意限定词“大学时代”。【答案】A能力提升7(2016太原高二检测)阅读材料，回答问题。材料一爱因斯坦说：“在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。”1942年，爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年撰写了一篇文章，对牛顿的一生作了如下评价：“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。”材料二据英国米切尔怀特牛顿：最后的巫师记载：1936年，英国经济学家凯恩斯从一个收藏者手里购买了一
21、批有关牛顿的秘密资料。通过几年的研究，凯恩斯于1942年在英国皇家学会俱乐部发表了一次名为“牛顿其人”的演说，给出一个与传统模式截然不同的牛顿形象，即牛顿不再只是一个科学家，也是一个醉心神学和炼金术的人。(1)根据上述材料，分别概括爱因斯坦和凯恩斯对牛顿的评价。(2)结合材料，指出二人评价牛顿的不同角度。【解析】牛顿被称为17世纪最伟大的科学家，但是牛顿晚年醉心神学和炼金术。这是外界对牛顿产生不同评价的原因。第(1)问需要指出爱因斯坦和凯恩斯对牛顿的不同评价。前者肯定牛顿的科学贡献，后者认为牛顿“不再只是一个科学家”。第(2)问，要求回答评价问题的标准，前者主要强调科学贡献，后者强调牛顿的多面性。【答案】(1)爱因斯坦肯定牛顿对其所处时代的贡献和他对物理学的奠基作用，认为应该放到人类“为永恒真理而斗争的”长河中评价牛顿。凯恩斯认为，牛顿“不再只是一个科学家，也是一个醉心神学和炼金术的人”。(2)爱因斯坦主要强调牛顿的科学贡献，凯恩斯则强调牛顿的多面性。
