高中历史学案——《近代科学之父牛顿》(人教版选修4)

人教选修四第六单元第21课近代科学之父牛顿

【基础梳理】

一、早期科学发明与创造

1．童年时代：善于观察，进行发明创造，展现出发明的天赋。

2．中学时代：科学观察与实验，成绩优异，考入剑桥大学，为以后的发明创造提供了理论基础。

3．大学时代：提出二项式定理、微积分的初步计算，崭露头角。

4．1665—1666年：是牛顿发明创造的黄金时代。

（1）光学领域：①发明折射望远镜：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理；奠定光谱学的基础。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；

（2）天文学领域：发明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，对天体观察进入新阶段。

二、发现万有引力定律

1．原因

（1）借鉴哥白尼等人的研究成果。

（2）自己的研究和实验。

2．牛顿力学体系的建立

（1）标志：《自然哲学中的数学原理》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。

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，为人类文明的进步作出突出贡献。

（1）天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，语言地球不是正球体。

（2）物理学：力学：经典力学理论；光学：日光原理、微粒说。

（3）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”。

【精讲例题】

[例1]下列对17世纪牛顿力学体系产生的原因的表述，不确切的是( )。

A．资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切要求

B．伽利略、开普勒等人的研究已有相当厚实的基础

C．牛顿个人具有的伟大天才和作出的巨大努力

D．同时代的众多著名科学家协同一致的通力合作

[例2]下列关于牛顿的说法正确的有( )。

①牛顿的万有引力定律的提出是建立在哥白尼、开普勒等人的研究基础之上②牛顿的万有引力定律后来成为天文学上的基础定律③牛顿经典力学建立的标志是《自然哲学中的数学原理》④牛顿经典力学的核心是万有引力定律

A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④

[例3]海王星的发现是根据( )。

A．哥白尼“日心说”的推算 B．牛顿理论的推测

C．法拉第学说的计算 D．爱因斯坦对时间、空间属性的揭示

[例4]近代科学形成的标志是

A．电磁感应现象的发现 B．科学的原子论的建立

C．物理学相对论的提出 D．牛顿力学体系的建立

[例5]阅读下列材料：

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惟一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。

请回答：

(1)“牛顿时代”是什么样的时代?

(2)牛顿有什么贡献?

(3)有人认为相对论的建立使牛顿在历史上的光辉被抹掉了。这种观点是否正确?为什么?

【随堂巩固】

一、选择题

1. 近代自然科学形成的标志是( )。

A．微积分学的创立 B．分子一原子结构学说的确立

C．解析几何学的创立 D．牛顿力学体系的建立

2. 实现了自然科学第一次理论性大综合的是( )。

A．哈维的血液循环学说 B．法拉第的电磁感应理论

C．牛顿的经典力学体系 D．爱因斯坦的相对论

3. 对近代天文学发展产生重大影响的科学理论有( )。

①哥白尼的“太阳中心说”②牛顿的运动三大定律和万有引力③拉瓦锡的质量守恒定律④爱因斯坦的相对论

A．①② B．①②③④ C．①④ D．①②④

二、非选择题

4. 阅读下面材料：

还在大学里，牛顿就已经了解了哥白尼、伽利略和开普勒等人在天文学方面的研究成果，他相信开普勒提出的行星按一定轨道运行的理论。但行星为什么会这样运动?牛顿感到一定有一种隐藏着的力量在牵引着这些行星，使它们不至于脱离轨道，在天空中乱飞。重物落向地面，也是由于这种力量的吸引，经过反复思考和实验后，牛顿得出结论：宇宙中一切物体之间，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。

请回答：

(1)材料反映了什么哲理?

(2)万有引力定律的实践作用有哪些?

参考答案：

【精讲例题】

【例1】答案：D

解析：本题为逆向选择题，考查对相关历史知识的理解与掌握。在力学和天文学方面，在哥白尼、开普勒、伽利略等人的研究基础上，牛顿才建立起力学体系，但不能说是同时代众多著名科学家协同一致的合作。【例2】答案：D

解析：牛顿在了解哥白尼、伽利略和开普勒等人在天文学方面的研究成果基础之上，提出了万有引力定律，这一定律极大地推动了人们对天体运动的研究。1687年，牛顿的划时代科学巨著《自然哲学中的数学原理》出版，他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，从而确立牛顿经典力学理论的权威性，其核心就是万有引力定律。

【例3】答案：B

解析：牛顿的物体机械运动三大定律和万有引力定律构成一个统一的体系，把天上和地下的物体运动慨括在一个理论之中19世纪，人们观察到天王星的运动与理论推算的结果之间有较大偏差。根据牛顿理论的推测，在天王星外应有另外一颗行星，后来在预先计算好的位置上发现了新行星，即海王星，以后又发现了冥王星。

【例4】答案：D