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1、第五单元 杰出的科学家 第18课 近代科学体系的奠基人牛顿,课标要求 了解牛顿成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。,内容索引,自主学习 基础知识 把握教材知识体系,史料实证 深化探究 理解重要史料史论,反馈训练 随堂巩固 会做题才是硬道理,自主学习 基础知识 把握教材知识体系,一、成长的足迹 1.中学时代：牛顿12岁进入中学读书，由于家境贫寒，曾经一度辍学。由于牛顿的好学精神感动了舅舅，舅舅说服牛顿母亲让他复学。 2.大学时代：1661年，牛顿进入剑桥大学三一学院，在这里，牛顿悉心研究了欧几里得和笛卡儿的 ，发现了代数 。这些都为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定了坚实基础。 3.回
2、归故乡：1665年，牛顿回到了故乡，这期间他发明了 ，发现了 的组成，并开始研究引力问题。,几何学,二项式定理,微积分,日光,教材互补,牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学和社会科学发生巨大变革的时代。(人民版),二、万有引力定律 1.前人的基础：在牛顿以前，天文学家 发现了行星绕日运动的三大定律， 也发现了力学的一些基本原理。 2.万有引力定律 (1)证明：牛顿通过大量的研究，充分证明了宇宙间所有的物体，都是相互吸引的。他把这种无处不有的引力，称做“ ”。 (2)撰文：1686年，牛顿撰写了自然哲学的数学原理一文，提出了力学的 和万有引力定律，为经典力学规定了一套基本概念。,伽利略,万有引力,
3、三大定律,开普勒,(3)意义：“万有引力定律”的创立，对以后的 起了极大的推动作用，人们把“牛顿力学”体系的建立当做近代科学体系形成的标志。,重点精讲,教材互补,天体研究,牛顿力学体系的建立自然哲学的数学原理的发表 (1)内容：物体运动三大定律和万有引力定律；潮汐现象、地球形状等问题。 (2)意义：形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年；标志近代科学形成；推动工业革命进程。 对自然观念的影响：牛顿经典力学的成就之大使得它得以广泛传播，深深地改变了人们的自然观。 对社会科学的影响：经典力学在社会科学方面，特别是对哲学和人类思想发展，也产生了重大影响。,牛顿在数学领域的成就同样突出，他发现了
4、二次项定理，创立了微积分，开辟了数学新纪元。在光学上，牛顿发现白光是由各种不同颜色的光组成的。他制成第一架反射望远镜，提出了光的“微粒说”。(人民版),三、晚年的困惑 1.原因 (1)个人生理和心理方面：由于过度疲劳以及为确定 与同行的争吵，牛顿心境不佳，性格变得固执易怒，患上了严重的忧郁症。 (2)认识的局限性方面：大千世界的奥秘无穷无尽，人们对它的认识也总是 。 (3)宗教神学的影响：在牛顿生活的那个时代，中世纪神学的巨大阴影还未消退。 2.表现：晚年的牛顿转而迷恋和钻研宗教与神秘思想，写下了大量的圣经评注和其他神学论文。,最先发明权,相对的,3.牛顿的地位 (1)牛顿是 的奠基人。 (2
5、)从 到牛顿，是实验自然科学诞生的时代，对后来科学的发展产生了深远影响。,归纳总结,近代自然科学体系,伽利略,牛顿成功的因素 牛顿虚怀若谷、谦虚好学，具有勇于探索的精神，甘于寂寞、献身科学的精神；使用科学的研究方法，吸取前人的研究成果等。,知识图示,史料实证 深化探究 理解重要史料史论,探究点1 牛顿的成就 史料一 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。 蒲柏 史料二 牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本质而创立了科学的力学。 恩格斯 问题思考
6、结合史料及所学，说一说牛顿使“自然界和自然规律”成为光明的成就表现。,主题一 牛顿的主要科学成就,提示,提示 (1)大学毕业前，牛顿已经提出了二项式定理和微积分的初步算法。 (2)自制了折射望远镜，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。 (3)自制了世界上第一架反射望远镜，用以考察行星运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体。 (4)在论文关于光和色的新理论中提出了光的本质是微粒的见解，与“波动说”构成了关于光的两大基本理论。 (5)1687年出版了自然哲学的数学原理，提出了物体运动三大定律和万有引力定律；形成一个以实验为基础，以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学
7、体系；万有引力定律成为天文学的基础定律。,探究点2 牛顿力学的特点 史料 恩格斯在自然辩证法中指出：“如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。工业有了巨大的发展，并产生了大量力学上的(纺织、钟表制造、磨坊)、化学上的(染色、冶金、酿酒)以及物理学上的新事实，这些事实不但提供了大量可供观察的材料，而且自身也提供了和以往完全不同的进行实验的手段，并使新的工具成为可能。可以说，真正有系统的实验科学，这时候才第一次成为可能。”,提示,问题思考 依据史料指出以牛顿力学为代表的近代科学的突出特点。,提示 适应社会大生产
8、的需要而产生；建立在科学实验基础之上。,探究点3 为科学献身的伟大人格魅力 史料一 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的浩瀚的真理的海洋，我还没有发现呢。 假如我有一些微小成就的话，没有其他秘诀，唯有勤奋而已。 如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。 牛顿的自我评价 史料二 上中学时牛顿就喜欢做实验并记笔记，他将日常生活中发生的许多现象记录下来，还对所学的知识进行分类整理。,提示,问题思考 (1)有哪些巨人的肩膀托起了牛顿的成就？,提示 巴
9、罗教授、笛卡儿、伽利略、哥白尼、开普勒。,(2)由史料，牛顿怎样看待他所取得的成就？由此我们能看到他的哪些优秀品质？,提示 态度：严谨、谦虚。 品质：善于思考与观察的学习习惯；虚心好学的学习态度；严肃的科学态度；科学的研究方法；勤奋的探索精神；善于吸取前人的研究成果，等等。,史料 晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神是第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学(贱金属变成黄金)、神学问题，写了近200万言的著作，毫无价
10、值。 问题思考 据所学知识分析晚年的牛顿为什么转而迷恋和钻研宗教与神秘思想？,主题二 晚年的牛顿,提示,提示 (1)原因：个人的生理和心理原因，过度的疲劳以及与同行之间为确定最先发明权的争吵，影响了牛顿的情绪和心境； (2)认识的局限(认识的相对性)，在当时科学还不发达的情况下，对大千世界的奥妙和认识总是相对的； (3)时代的局限(神学的阴影)，牛顿生活的那个时代，中世纪神学的巨大阴影还未消退。,反馈训练 随堂巩固 会做题才是硬道理,1.“由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本质而创立了科学的力学。”恩格斯这段评论针对的是 A.
11、牛顿 B.爱迪生 C.达尔文 D.爱因斯坦,1,2,3,4,答案,解析,解析 材料中提到了光学、数学和力学三个方面，在这三个方面都作出了突出贡献的只有牛顿。,5,6,7,1,2,3,4,2.关于行星为什么按一定轨道绕太阳运行这一困扰许多天文学家的问题，牛顿经过思考和实验，得出了 A.万有引力定律 B.惯性定律 C.加速度定律 D.作用与反作用定律,答案,5,6,7,1,2,3,4,3.法国数学家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,答案,解析,解析 牛顿的三大运动
12、定律揭示了物体的运动规律，把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。,5,6,7,1,2,3,4,4.19世纪，以牛顿力学为基础的经典物理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是由于 A.经典物理学日臻完善 B.牛顿力学采用了数学的方法 C.人们认识的局限性 D.经典物理学可以解释,答案,5,6,7,1,2,3,4,5.爱因斯坦说：“牛顿第一个成功地找到了一个用公式清楚表达的基础，从这基础出发，他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合。”由此可见西方近代科学的特点之一是 A.重视经验积累 B.重视定量分析 C
13、.重视科学实验 D.直接服务生活,答案,解析,解析 根据题干信息“用公式清楚表达的基础，从这基础出发，他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”，可知选B项。,5,6,7,1,2,3,4,5,6,6.牛顿的时代是一个科学革命的大时代，依据是 A.文艺复兴和宗教改革动摇了宗教神学的统治地位 B.真正的科学伴随着资本主义的发展登上历史舞台 C.牛顿的天体力学完成了物理学发展史上的第一次大综合 D.以牛顿力学体系为核心的古典物理学彻底解决了物理学的理论问题,答案,7,1,2,3,4,5,6,7,7.阅读下列图片及材料： 材料一 牛顿是17世纪科学革命中所涌现出的最伟大的科学
14、家之一。右面是几枚不同国家发行的邮票：,材料二 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。,1,2,3,4,5,6,解析 背景要注意当时时代的潮流。,答案 17世纪中叶至18世纪20年代，处于资本主义手工工场时期，资产阶级文化在逐渐发展。,答案,解析,7,请回答： (1)“牛顿时代”是一个什么样的时代？,1,2,3,4,5,6,解析 给人类社会带来的影响应从他的成就为现代科学的发展奠定了怎样的基础上考虑。,答案 正确。牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，不管时代如何发展，他在科学史上杰出的贡献不容抹杀。正如爱因斯坦所说，牛顿所创造的概念至今仍然指导着我们的物理学思想。,答案,解析,7,(2)从今天的科学发展来看，爱因斯坦的说法正确吗？为什么？,本课结束,