1、第17课 近代科学技术革命【典型例题】例1近代以来，西方科技发展的轨迹是：自然科学理论与技术结合，科学技术与经济发展结合，促进了人类社会各个方面的变化和进步。根据有关史实，回答下列问题。 (1)17世纪至20世纪初，自然科学基础理论研究取得了哪四项对人类社会影响最为深刻的成就?各项成就的标志和意义是什么? (2)在科学战胜神学的过程中，为什么说达尔文继牛顿之后，最终驱走上帝?【解析】本题以近代史上人类在自然科学领域的四项重大发现及其对科技发展和人类文明进步的深远影响为主题，揭示了科学发现和科技进步对社会发展的巨大作用，阐释了科教兴国的时代主题，具有较强的社会现实意义。回答第(1)问时，关键是准
2、确地判定近代史上对人类社会影响最大的四大科学成就，并分别概括其巨大意义，防止偏离主题，答非所问；回答第(2)问时。关键是找到牛顿力学和达尔文生物进化论在打破神学世界观方面的联结点：牛顿力学把上帝从无生命的研究领域中驱逐出去，而生物进化论则是把神从有生命的研究领域中驱逐出去，最终完成了驱逐上帝的任务。【答案】(1)四项成就：牛顿力学体系的建立。标志着近代科学的形成，是人类认识史上对自然科学规律的第一次理论性的概括和综合。19世纪30年代，英国科学家法拉第用实验发现了电磁感应现象，开辟了人类生活的新时代电气时代。19世纪中期，英国科学家达尔文创立了生物进化论学说。提出了生物生存斗争和自然选择原理，
3、是对生物学的一次重要综合。它从根本上推翻了“神创说”，将“发展”、“变化”等观念引入自然科学和社会科学领域，使人类思想认识发生了跃进。20世纪初，德国科学家爱因斯坦提出了物理学相对论和揭示质能转换原理的著名质能关系式。物理学相对论深刻地揭示了时间和空间的本质，是物理思想的一场重大革命。质能转换原理则成为原子能的理论基础。 (2)神学认为世界是上帝创造的，各个物种从被上帝创造那一天起，是不变的。牛顿力学体系把天上、地上的物体运动概括在一个理论之中，把神从无生命的研究领域中驱逐出去。达尔文的生物进化论把变异和自然选择看作新物种起源的首要因素。证明了上帝根本没有存在的必要。把神从有生命现象的研究领域
4、中驱逐出去，最终完成了驱逐上帝的任务。【基础练习】一选择题1为坚持真理，宣传日心说而被捕囚禁，并为此献出生命的意大利天文学家 A托勒密 B布鲁偌 C开普勒 D伽利略B2近代实验科学的奠基者，“近代科学之父”是指 A哥白尼 B伽利略 C布鲁诺 D牛顿B3“自然科学的独立宣言”指的是 A天体运行论 B关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 C自然哲学的数学原理D物种起源A4牛顿最辉煌的成就是 A创立微积分 B建立经典力学体系 C发现海王星 D提出了光的微粒说B5人类历史上第一次能源革命源于 A水力的使用 B瓦特改良蒸汽机的发明 C电力的使用 D原子能的使用B6下列发明中，直接导致电成为一种动力而最终
5、代替蒸汽机的是A发电机 B内燃机 C柴油机 D电动机D7发现“用磁力产生电流”现象，实现电磁学重大突破，从而奠定发电机理论基础的是 A伏特 B奥斯特 C安培 D法拉第D8爱迪生的发明中最重要的是 A电话 B电灯 C电影 D电报B二材料解析题9阅读下列材料牛顿出身于一个贫困的小农家庭，后以减费生进入英国最著名的大学：剑桥大学学习，21岁就剑桥大学当研究生，23岁被留在剑桥研究室工作。在他自身的不断努力，舅舅和老师的帮助下，成长为英国著名的物理学家、数学家、天文学家。他贡献是多方面的。数学方面：发明了微积分。微积分是英国科学家牛顿和德国科学家莱布尼茨于16651673年间，在前人研究的基础上，分别
6、独立地创建的。牛顿从运动学的观点，莱布尼茨从几何的角度，分别研究得出了导数（求导数即微分学）、积分（求积分即积分学）的基本概念和运算法则，阐明了求导数和求积分是互逆的两种计算，从而建立了微积分的初步基础。微积分的产生，使精密的测量和变量计算有了可能；从微积分以后，数学开始进入一个新的以变数为主的领域，即“高等数学”。这不仅是数学史上而且在整个人类的认识史上都是一次巨大的飞跃。物理光学方面：提出了光的微粒说，即光是从发光体发射出来的微粒；他还发现白光经过玻璃棱镜分成从红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同的颜色的光，而不同颜色的光又可以经过棱镜合成为白光，揭开了物质颜色之谜，物质的颜色是不同颜色的光在
7、不同物体上有不同的反射率和折射率造成的。牛顿的发现对制成分光镜，建立光谱学起了重要作用。他制成了世界上第一架反射望远镜，通过它，能够看到木星上的卫星，他的这项发明，使人类对天体的观察进入了一个新阶段。牛顿最重要的科学贡献是建立经典力学的完整体系，被称为牛顿力学。16851686年牛顿写成了科学巨著自然哲学的数学原理，在天文学家哈雷的资助下出版。在这一著作中，系统地阐述了运动三大定律和万有引力定律，概括为物体机械运动的基本规律。牛顿第一定律，又称惯性定律：一切物体在不受外力作用时，总是保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律，又称加速度定律：物体运动的加速度与作
8、用于物体上所有外力的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与外合力的方向相同。牛顿第三定律，又称作用反作用定律：两个物体间的作用力和反作用力总是在同一直线上，大小相等，方向相反。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。它是牛顿在当时天文学和力学成就的基础上，根据开普勒三定律、落体运动规律和牛顿第二定律等，对天体运动和地面上的物体的运动，进行长期观察和研究所得出的成果。利用万有引力理论可以计算天体的质量，海王星、冥王星的发现证明了该定律的预见性和科学性。牛顿力学体系正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律，它把过去一向认为是截然无关的地球物体运动的规律和天体运动规律概括为一个统一的理论中，实现
9、了自然科学的第一次理论性大综合。这是人类对自然界认识的一个飞跃。牛顿力学是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。牛顿为人类的文明进步作出了如此巨大的贡献，但这位大科学家在临终时对自己的评价是：在科学的道路上，我只是一个在海边玩耍的小孩子，偶然拾到一块美丽的石子。至于真理的大海，我还没有发现呢！阅读上述材料，并通过其他途径了解伟大科学家牛顿在各个领域的成就，认识他对推动科学技术发展的重要作用。9成就：（1）数学方面：发明了微积分。（2）物理光学方面：提出了光的微粒说，对制成分光镜，建立光谱学起了重要作用。（3）制成了世界上第一架反射望远镜，使人类对天
10、体的观察进入了一个新阶段。（4）牛顿最重要的科学贡献是建立经典力学的完整体系，把地球物体运动的规律和天体运动规律概括为一个统一的理论中，实现了自然科学的第一次理论性大综合，是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。【能力测试】一选择题1. 马克思说：“从此自然科学便开始从神学中解放出来科学的发展便从此大踏步地前进”。是指A 培根提出“知识就是力量” B 哥白尼“日心说”被人们接受 C 托勒密提出“地球中心说” D “人文主义”社会思潮的出现B2下列各项不是近代自然科学兴起的原因的是A科学家的敬业精神 B天文学革命C生产技术的提高 D文艺复兴的推动B3
11、哥白尼的“太阳中心说”并不科学，但它的巨大进步意义在于A为近代科学奠定了基础 B使自然科学从神学中解放出来C使人们认识到人类是地球的主人 D确立了人类的新的宇宙B4近代天文学革命引起教会人士极端仇恨的根本原因是 A摧毁了天主教会的精神独裁 B宣传了唯物主义世界观 C在自然事物方面向教会权威提出挑战 D确立了“太阳中心说”C5下列对达尔文进化论的伟大意义的叙述，不确切的是 A指出优胜劣汰、适者生存是人类社会的客观规律 B是对生物学的一次伟大综合C从根本上推翻了“神创说” D使人类的思想发生了跃进A 6第二工业革命以电力广泛应用为显著特点。下列各项不属于电力应用的是 A电磁感应现象的发现 B西门子
12、制成发电机 C格拉姆发明电动机 D电灯等电气产品的涌现A二材料解析题7阅读下列材料爱迪生(Thomas Edison,1847.2.11-1931.10.18)拥有白炽灯、留声机、炭粒话筒、电影放映机等种发明专利权，还创办了世界上第一个工业研究实验室。他出生于俄亥俄州的迈兰，未受正规教育，幼年就自谋生计，当小贩、报务员等，受法拉第著作的启发，毕生从事电学实验研究和发明工作。他因对电报的改进获得资金，自办工厂，后来放弃工厂，年自己创办实验室，力图把实验室办成“发明工厂”。他打破过去科学家单独从事研究的习惯，组织一批专门人才，由他分派任务，共同致力于一项发明，这是世界上第一所工业实验室，以后欧美各
13、大公司企业都仿效他的做法，从而开辟了科学研究的新时代。年贝尔发明电话，他受托改进，很快加装了炭粒话筒，提高了电话的音响度。年发明了留声机，这可能是他个人最得意的发明，也因此使他闻名于世界。年大胆宣布他将发明一种安全经济的电灯以代替当时通用的煤气灯。爱迪生在发明的艰苦拔涉中历尽艰辛。为寻找灯丝，他试验了6000多种材料。经过持续个月的大量试验，终于年试制成功炭丝电灯。三年后纽约市区开始世界上最早的城市电灯照明。年在真空灯泡试验中，意外发现冷热电极之间有电流通过，这种现象后来称为“爱迪生效应”，成为电子管和电子工业的基础。年他创立爱迪生实验室，在此他发明留声机用的蜡质唱片、油印机、荧光镜、碱性蓄电
14、池、口述记录机、电影放映机和摄影机等。第一次世界大战时，他任海军顾问委员会主席，指导鱼雷和反潜设备研究。直到岁以后，还在研究从本国的草类提取橡胶。他因缺乏科学知识，对技术发展不能作出正确判断，世纪末，先进的科学家已经创造交流高压远距离输电，而他仍坚持直流输电，结果他丧失了承建尼亚加拉瀑布发电站的合同。他的发明缺少科学理论的指导，全靠摸索试验，受他雇佣过的著名物理学家忒斯拉说他的试验方法是“草垛里寻针”。他的实验室盲目试制磁力选矿设备，结果将发明电灯所得的资金全部耗光，最后不得不放弃。他的一生象征着美国人由穷变富的理想，因而被美国人誉为公众英雄。摘自新华网 阅读材料及有关爱迪生其他资料，你认为他之所以能取得这么大的成就的原因有哪些？他晚年事业上受挫，又说明了什么？7他对实验研究和发明工作钻研精神；建立世界上第一所工业实验室，集中集体的智慧从事发明创造，从而开辟了科学研究的新时代；富于创造性、开拓性和预见性，以及锲而不舍的精神。说明：科学技术必须地科学理论的指导下才能取得不断的新的进步，科学与理论不可分割。