高中历史 近代科学之父牛顿教案 岳麓版选修

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1、近代科学之父牛顿[教学目标]基本要求：了解牛顿的成长历程，简述他的主要科学成就：建立经典物理学理论体系、发明反射望远镜等。感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神。发展要求：认识牛顿在社会发展中的作用，感悟其成长的人生启迪。联系必修Ⅲ专题七“近代物理学的奠基人和革命者”一课的有关内容。[人物简介]牛顿是英国近代伟大的物理学家、数学家和天文学家、经典物理学理论体系的建立者，他在物理学、数学和天文学研究方面都做出了划时代的发明和发现，被称为“近代科学之父”，牛顿《自然哲学的数学原理》建立起完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大

2、飞跃。发现著名的万有引力定律和牛顿力学三定律。牛顿的《自然哲学的数学原理》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。牛顿建立起一个完整的力学理论体系，成为宇宙定律的发现者，把科学革命推向了新的高峰。牛顿是17世纪科学革命中所涌现出的最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。【新课过程】导入新课：请看导言：主要介绍了牛顿墓碑上的文字，和牛顿在科学领域的重要地位。思考：为什么牛顿被称为近代科学之父？一、早期科学发明与创造1、童年时代：日常的生活和学习善于观察2、中学时代：日常的生活和学习科学观察与

3、实验P233参考书3、大学时代：日常的生活和学习二项式定理、微积分的初步计算4、1665—1666年：黄金时代A、光学领域：1）发明折射望远镜：用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理；意义：奠定光谱学的基础；P235页参考书2）创“微粒说”意义：与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论；B、天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜用途：考察行星运动；分析潮汐现象；预言地球不是正球体；意义：对天体观察进入新阶段；二、发现万有引力定律1、原因：略见书从中我们得到怎样的认识？生答：科学的发展是经历了一辈又一辈科学家努力和不断

4、创新的结果。牛顿最重要的科学成就是牛顿力学体系的建立。2、牛顿力学体系的建立——《自然哲学中的数学原理》的发表1）内容：a．物体运动三大定律和万有引力定律；b。潮汐现象、地球形状等问题2）意义：a形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年；b标志近代科学形成；c推动工业革命进程三、取得成就的原因1、勤奋的探索精神；2、科学的研究方法；3、注重实验，实行“归纳——演绎”法4、善于借鉴吸收并大胆创新四、评价牛顿1、成就：许多划时代的发明天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，语言地球不是正球体；物理学：力学：经典力学理论；光学：日光原理

5、、微粒说；数学：二项式定理、微积分计算2、地位：诸多成就，尤其经典力学，被称为“近代科学之父”。【课外阅读】牛顿之前，开普勒和他的老师对于天体运行轨迹做了非常多工作，观测了30年太阳系里各个行星绕太阳旋转的运行轨迹，他们发现每个行星运行轨迹都是圆形或者椭圆形，并建立了相应的行星运行轨迹数学公式。而开普勒却忽略了最重要的一点，即：为何这些轨迹是圆形或椭圆形的？牛顿也苦苦思索这个问题，有一天在苹果树下思考的时候，一个苹果砸中了他的头，他突然想到了世界上最著名的万有吸引定律。正是万物之间有吸引力，才使太阳依靠这个吸引力“拉着”各个行星

6、围绕自己旋转，不致行星远离太阳系。运用万有吸引定律可以合理解释潮汐现象，彗星轨迹等许多现象。牛顿继续研究，假设空间只有太阳和地球情况下运行轨迹问题，发现这是一个极其复杂的过程，地球受到太阳吸引而做圆周运动的过程中，太阳同时受到地球吸引也在做一个复杂运动。它们在互相吸引条件下，地球运行轨迹不再是圆形，太阳也不再固定一点不动。如果把这个推广到整个太阳系，情况将更加复杂，由于计算量太过庞大，无法用计算来证明，但可以预见整个太阳系应该不是一个稳定的系统，在行星吸引力的作用下，太阳并不能固定一点不动，而应该有一个复杂轨迹。但现实情况却不是

7、这样，太阳系已经存在几百亿年了，整个系统非常稳定，太阳固定中心一直未变，是什么力促使太阳固定中心位置不变？对于这个问题，牛顿苦苦思索了一辈子也没有想明白，在牛顿晚年时，他终于“想明白”了。一定是上帝用手抓着太阳，使太阳固定不变，然后其它行星围绕太阳旋转。这就是牛顿为何老年信奉神学的原因。后来，直到到了18世纪，法国出来个伟大的科学家庞加来（名字记不住了，或者是拉普拉斯），运用摄动法才合理解释了太阳系稳定结构的原理。顺便分析一下牛顿为何信奉神学的另外原因，牛顿自小是个孤儿，爱好单调，性格孤僻，脾气暴躁，工作有偏致狂倾向。他在科学上

8、做出了无与伦比的贡献，但在处理人事关系上做的极不好，一生没有一个朋友，一生没有结婚。牛顿一直在孤独中度过自己人生，可能只有在教堂里同上帝对话才能使自己心理得到一些宽慰。人类历史上另外一个科学巨匠——爱因斯坦，性格和牛顿正好相反，爱好广泛，喜欢拉小提琴，朋友很多，