2017_2018学年高中历史第六单元杰出的科学家第4课近代科学之父牛顿学案

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1、第4课　近代科学之父牛顿预习导引课程标准重点难点1．了解牛顿的成长历程及主要科学成就。2．认识牛顿在社会发展中的作用。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。一、早期科学发明与创造1．学习生涯(1)中学时代：开始进行科学研究和实验，学习成绩优异。(2)大学时代：开始接触到大量的自然科学著作，除了师从著名学者巴罗教授学习外，还自学笛卡尔等人的数学著作。提出了二项式定理以及微积分的初步算法。2．早期成就(1)光学成就①自制折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光即白光是由七色光组

2、成的。②进一步说明物体颜色的形成原理，奠定了光谱学的基础。③在《关于光和色的新理论》中提出光的本质是微粒的见解，与荷兰物理学家惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。(2)天文学成就：制成世界上第一架反射望远镜，考察行星运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体。[深化认知]　牛顿关于光的理论学说继承和发展了已有的光学研究成果，开启了光学研究的新时代，为近代光学研究和其他物理学科的发展产生了重大而深远的影响。二、发现万有引力定律1．万有引力定律(1)理论基础：在大学，牛顿就已了解了哥白尼、伽利略和开普勒等人在天文学方面的研究成果。(2)主要内容：宇宙间一切物

3、体之间，都存在着一种相互吸引的作用，这种相互吸引的作用力，就是万有引力。2．牛顿力学(1)三大定律：1687年，牛顿在科学巨著《自然哲学中的数学原理》中，确定了解决万有引力问题的物体运动三定律，阐明万有引力的概念并把它应用到天文学中。(2)体系形成：把伽利略和开普勒等人提出的理论加以科学整理，从而构成一个完整的力学理论体系。(3)地位：牛顿力学成为经典力学理论，居于物理学的统治地位，直到爱因斯坦相对论的提出和量子力学的建立才打破了这种绝对权威。[知识点拨]　牛顿物体运动三大定律和万有引力定律的发现，为经典力学规定了一套基本概念，标志着经典力学体系的形成，万有引

4、力定律把地面上物体的运动和天体运动统一起来，为近代天文学奠定了基础，对以后的天体研究起了极大的推动作用，人们把牛顿力学体系的建立当作近代科学体系形成的标志。三、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。[误区警示]　科学家的成就与其成长经历和个人性格、兴趣、爱好乃至所付出的艰辛和努力都是分不开的。主题一　牛

5、顿的成就【史料探究】史料一　①下图为牛顿在进行光学实验：②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③从数学开始到牛顿时代为止，数学工作由牛顿完成了一大半。——莱布尼茨史料二　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。思考(1)阅读史料一，结合所学知识解释牛顿如何从①③两方面使“自然界和自然规律”变成光明的。(2)结合史料二归纳牛顿能使黑暗变成光明的原因。答案　(1)光学方面：自制折射望远镜，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，奠定了光谱学的基础；

6、提出光的本质是微粒的见解，统领西方物理学界两个世纪，与荷兰惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。数学方面：提出了数学上有名的二项式定理和微积分的初步算法。(2)做实验，记笔记，积累知识，分类整理，将实验作为得出科学概念的主要途径，被后人总结为“归纳—演绎”法，忘我的勤奋探索精神。【史论总结】　牛顿被称为“近代科学之父”的原因(1)牛顿是举世闻名的英国物理学家、天文学家和数学家，在多个领域多有建树，对近现代科学的发现影响深远。(2)在天文学方面，他解释了潮汐现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系；牛顿从理论上推测出地球不是正球体。

7、(3)在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了三条运动基本定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。(4)在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定理”，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学。(5)在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，并制成“牛顿色盘”；关于光的本性，牛顿创立了光的“微粒说”。在牛顿的著作《自然哲学中的数学原理》中，他用数学解释了哥白尼的日心说和天体运动的现象。(6)牛顿经典力学体系的建立是人类认识史上对自然规律的第一次概括和总结，因而成为近代科学形成的标志。主题二　评价牛顿【史料探究】史料一　爱因斯坦说：“在牛顿时代，牛顿

8、的道路是一位具有最高思维能力和创造力的