1、第18課近代科學體系的奠基人牛頓課標要求了解牛頓成長歷程及主要科學成就，認識他在社會發(fā)展中的作用。一、成長的足跡1中學時代：牛頓12歲進入中學讀書，由于家境貧寒，曾經(jīng)一度輟學。由于牛頓的好學精神感動了舅舅，舅舅說服牛頓母親讓他復學。2大學時代：1661年，牛頓進入劍橋大學三一學院，在這里，牛頓悉心研究了歐幾里得和笛卡兒的幾何學，發(fā)現(xiàn)了代數(shù)二項式定理。這些都為牛頓后來在數(shù)學領域做出貢獻奠定了堅實基礎。3回歸故鄉(xiāng)：1665年，牛頓回到了故鄉(xiāng)，這期間他發(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。教材互補牛頓出生的時代，正是歐洲的自然科學和社會科學發(fā)生巨大變革的時代。(人民版)二、萬有引力定律

2、1前人的基礎：在牛頓以前，天文學家開普勒發(fā)現(xiàn)了行星繞日運動的三大定律，伽利略也發(fā)現(xiàn)了力學的一些基本原理。2萬有引力定律(1)證明：牛頓通過大量的研究，充分證明了宇宙間所有的物體，都是相互吸引的。他把這種無處不有的引力，稱做“萬有引力”。(2)撰文：1686年，牛頓撰寫了自然哲學的數(shù)學原理一文，提出了力學的三大定律和萬有引力定律，為經(jīng)典力學規(guī)定了一套基本概念。(3)意義：“萬有引力定律”的創(chuàng)立，對以后的天體研究起了極大的推動作用，人們把“牛頓力學”體系的建立當做近代科學體系形成的標志。史論要旨牛頓力學體系內容包括：力學三大定律及萬有引力定律。它產(chǎn)生的標志是1687年發(fā)表的自然哲學的數(shù)學原理。歷史

3、認識牛頓建立起一個完整的力學理論體系，成為宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者，把科學革命推向了新的高峰。三、晚年的困惑1原因(1)個人生理和心理方面：由于過度疲勞以及為確定最先發(fā)明權與同行的爭吵，牛頓心境不佳，性格變得固執(zhí)易怒，患上了嚴重的憂郁癥。(2)認識的局限性方面：大千世界的奧秘無窮無盡，人們對它的認識也總是相對的。(3)宗教神學的影響：在牛頓生活的那個時代，中世紀神學的巨大陰影還未消退。2表現(xiàn)：晚年的牛頓轉而迷戀和鉆研宗教與神秘思想，寫下了大量的圣經(jīng)評注和其他神學論文。3牛頓的地位(1)牛頓是近代自然科學體系的奠基人。(2)從伽利略到牛頓，是實驗自然科學誕生的時代，對后來科學的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。歸納總

4、結牛頓成功的因素牛頓虛懷若谷、謙虛好學，具有勇于探索的精神，甘于寂寞、獻身科學的精神；使用科學的研究方法，吸取前人的研究成果等。知識圖示主題一牛頓的主要科學成就探究點1牛頓的成就史料一自然界和自然規(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。蒲柏史料二牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學的天文學，由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學，由于認識了力的本質而創(chuàng)立了科學的力學。恩格斯問題思考結合史料及所學，說一說牛頓使“自然界和自然規(guī)律”成為光明的成就表現(xiàn)。提示(1)大學畢業(yè)前，牛頓已經(jīng)提出了二項式定理和微積分的初步算法。(2)自制了

5、折射望遠鏡，證明了日光即白光由七色光組成，還進一步說明了物體顏色的形成原理。(3)自制了世界上第一架反射望遠鏡，用以考察行星運動，分析潮汐現(xiàn)象，預言地球不是正球體。(4)在論文關于光和色的新理論中提出了光的本質是微粒的見解，與“波動說”構成了關于光的兩大基本理論。(5)1687年出版了自然哲學的數(shù)學原理，提出了物體運動三大定律和萬有引力定律；形成一個以實驗為基礎，以數(shù)學為表達形式的牛頓力學體系，即經(jīng)典力學體系；萬有引力定律成為天文學的基礎定律。探究點2牛頓力學的特點史料恩格斯在自然辯證法中指出：“如果說，在中世紀的黑夜之后，科學以意想不到的力量一下子重新興起，并且以神奇的速度發(fā)展起來，那么，我

6、們要再次把這個奇跡歸功于生產(chǎn)。工業(yè)有了巨大的發(fā)展，并產(chǎn)生了大量力學上的(紡織、鐘表制造、磨坊)、化學上的(染色、冶金、釀酒)以及物理學上的新事實，這些事實不但提供了大量可供觀察的材料，而且自身也提供了和以往完全不同的進行實驗的手段，并使新的工具成為可能?？梢哉f，真正有系統(tǒng)的實驗科學，這時候才第一次成為可能。”問題思考依據(jù)史料指出以牛頓力學為代表的近代科學的突出特點。提示適應社會大生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生；建立在科學實驗基礎之上。主題二評價牛頓史料一牛頓是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

7、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。問題思考(1)史料二中的“牛頓時代”是一個什么樣的時代？(2)牛頓取得了哪些重大科學發(fā)現(xiàn)？(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？提示(1)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。(2)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)學從感覺學科轉向思維學科。對光的研究奠定了光譜學的基礎。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。(3)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

8、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”。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。(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。(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。1“由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學，由于認識了力的本質而創(chuàng)立了科學的力學。”恩格斯這段評論針對的是()a牛頓b愛迪生c達爾文d

9、愛因斯坦答案a解析材料中提到了光學、數(shù)學和力學三個方面，在這三個方面都作出了突出貢獻的只有牛頓。2下列各項中，不屬于牛頓的科學貢獻的是()a創(chuàng)立微積分學b提出萬有引力定律c提出力學的三大定律d發(fā)現(xiàn)機械能可以轉化為電能答案d解析發(fā)現(xiàn)機械能可以轉化為電能屬于法拉第的成就，不是牛頓的貢獻，d錯誤，符合題意，a、b和c都是牛頓科學貢獻，排除。3法國數(shù)學家和天文學家拉普拉斯曾經(jīng)這樣說過：“不會產(chǎn)生兩個牛頓，因為要發(fā)現(xiàn)的世界只有一個?！迸ｎD所發(fā)現(xiàn)的“世界”是指()a微積分b反射望遠鏡c光的色散原理d三大運動定律答案d解析牛頓的三大運動定律揭示了物體的運動規(guī)律，把經(jīng)典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和

10、地面上的物體力學統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學史上第一次大的綜合。419世紀，以牛頓力學為基礎的經(jīng)典物理學之所以被看做是絕對權威的理論，主要是由于()a經(jīng)典物理學日臻完善b牛頓力學采用了數(shù)學的方法c人們認識的局限性d經(jīng)典物理學可以解釋答案c5晚年的牛頓研究領域轉向()a自然科學研究b物理學研究c宗教與神秘思想d光學研究答案c解析牛頓晚年研究轉向了神學，c正確；其他選項不符合材料主旨，排除。6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，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

11、物體的，應被認為是物體的普遍性質。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，都應被視為完全正確或基本正確的，而不管相反的假設。牛頓自然哲學的數(shù)學原理材料二隨著文藝復興的深入發(fā)展，人性從上帝重新回歸到人本身。但文藝復興時代的“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，宇宙和物質世界的本質和支配法則是什么？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材料三科學技術

12、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之外，同時也是技術與管理創(chuàng)新的基礎和源泉，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)據(jù)材料一并結合所學知識，指出牛頓的創(chuàng)新成就。(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。(3)據(jù)材料三并結合所學知識，說明牛頓創(chuàng)新成果的歷史影響。答案(1)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。(2)主題：宇宙和物質世界

13、的本質和支配法則。原因：政治：資產(chǎn)階級革命的爆發(fā)；國家權力結構的重建。思想文化：文藝復興的深入；近代科學的興起。(3)影響：標志著經(jīng)典力學體系的形成，對解釋和預見物理現(xiàn)象有決定意義；為工業(yè)革命提供理論基礎；促進思想解放(啟蒙運動的發(fā)展)。解析第(1)題據(jù)材料一得出“歸納演繹”(實驗)法，結合所學得出物體運動的三大定律和萬有引力定律；第(2)題第一問據(jù)材料得出宇宙和物質世界的本質和支配法則；第二問據(jù)材料二“17、18世紀”“英國”，結合這一歷史時期政治及思想文化背景分析；第(3)題，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，對解釋和預見物理現(xiàn)象有決定意義；據(jù)材料三“也是技術

14、與管理創(chuàng)新的基礎和源泉”并結合所學得出為工業(yè)革命提供理論基礎；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。課時訓練基礎達標1詩人亞歷山大蒲伯曾經(jīng)寫道：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓他出生吧，于是一切成為光明。”其中“他”是指()a歐幾里得b伽利略c哥白尼d牛頓答案d解析結合材料可知，該科學家發(fā)現(xiàn)了“自然界和自然規(guī)律”，而發(fā)現(xiàn)該規(guī)律的是牛頓，故選d。a涉及幾何學，b涉及物理學，c涉及天文學，排除。2牛頓的自然哲學的數(shù)學原理的內容不包括()a確定了物體運動三定律b解釋了潮汐現(xiàn)象c地球的圓扁形狀d提出光的本質是微粒的見解答案d解析自然哲學的數(shù)學原理是關于力學

15、理論的著作，而“光的本質是微粒”是關于光學的理論。3下列對17世紀牛頓力學體系產(chǎn)生的原因的表述，不確切的是()a資本主義生產(chǎn)的迅速發(fā)展對力學提出了迫切要求b伽利略、開普勒等人的研究已有相當厚實的基礎c牛頓個人具有的偉大天才和作出的巨大努力d同時代的眾多著名科學家協(xié)同一致的通力合作答案d解析本題要求選出錯誤的選項。資本主義經(jīng)濟的發(fā)展，提出了許多問題，迫切需要自然科學來解釋，以促進生產(chǎn)力的更大發(fā)展，在力學和天文學方面，在哥白尼、開普勒、伽利略等人的研究基礎上，牛頓才建立起力學體系，但不能說是同時代眾多著名科學家協(xié)同一致的合作，排除a、b、c，選d。4牛頓對近代自然科學的奠基作用不包括()a經(jīng)典力學

16、b微積分c放射理論d日光的分析答案c解析結合所學知識可知，牛頓的科學貢獻主要在物理學、數(shù)學、天文學和光學領域，由此可知a、b、d均是其貢獻所在，并對近代自然科學的發(fā)展起了巨大的推動作用，與題意不符；c放射理論不是牛頓的科研成就，符合題意。5牛頓在自然哲學的數(shù)學原理序言中說：“哲學的全部任務看來就在于從各種運動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他的現(xiàn)象?！睋?jù)此可知，牛頓注重()a總結前人的理論研究成果b實驗和數(shù)學運算的有機結合c實驗、理論和應用相結合d運用哲學原理解釋自然現(xiàn)象答案c解析由“從各種運動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他的現(xiàn)象”得出牛頓注重的是理論和應用相結合，

17、故c正確。能力提升6閱讀下列材料：材料一正是在物理學領域，牛頓進行了最有意義的研究。在這方面，他以伽利略的研究為基礎，將后者的成果發(fā)展到輝煌的頂點。伽利略主要關心的是地球的運動，牛頓則發(fā)現(xiàn)了有關宇宙本身的定律。材料二伽利略發(fā)現(xiàn)，運動中的物體若無一定的外力使它轉向，便做勻速直線運動。這一發(fā)現(xiàn)要求人們必須解釋：為什么行星不易直線飛離，而趨于落向太陽，結果形成其橢圓形的軌道；為什么月亮同樣趨于落向地球。材料三牛頓已發(fā)現(xiàn)了一個數(shù)學上能證實的根本的宇宙規(guī)律實際上，自然界好像是一個巨大的機械裝置，按照通過觀察、實驗、測量和計算可予以確定的某些自然法則進行運轉。因而牛頓的物理學分析方法現(xiàn)今開始不僅被應用于物

18、質世界，而且被應用于思想知識的整個領域及人類社會。正如伏爾泰(法國著名的啟蒙思想家)所說的，“整個自然界、所有行星竟會服從永恒的法則，而且一種身高5尺的小動物竟能不顧這些法則，完全按照自己的怪想隨心所欲地行動，這是非常奇異的”。尋找決定人類事物的這些永恒法則，是法國大革命之前的所謂的啟蒙運動的實質。以上材料均摘自美斯塔夫里阿諾斯全球通史請回答：(1)據(jù)材料一、二簡要指出牛頓經(jīng)典力學誕生的客觀條件。(2)牛頓物理分析方法的特征是什么？(3)據(jù)材料三，結合所學知識指出牛頓經(jīng)典力學產(chǎn)生的影響。答案(1)繼承前人的科研成果；科技自身發(fā)展的要求。(2)利用數(shù)學做完整的推演；注重實驗。(3)牛頓經(jīng)典力學開創(chuàng)了物理學的新時代，推動了近代科學的發(fā)展；對社會意識形態(tài)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響，為啟蒙思想家探求人類社會的法則提供了科學理論依據(jù)。解析第(1)問可依據(jù)材料一、二中“以伽利略的研究為基礎”等信息，從理論基礎和社會需求等方面進行歸納；第(2)問應聯(lián)系材料三中“數(shù)學上能證實的根本的宇宙規(guī)律”等信息，從表達形式、研究方式等方面進行分析和說明；第(3)問應結合材料三中“應用于思想知識的整個領域”等信息，從直接影響和間接影響