2016_2017学年高中历史第5单元杰出的科学家第18课近代科学体系的奠基人牛顿学案

第18课近代科学体系的奠基人牛顿

成长的足迹

1.童年时代

出生于英国林肯郡的一个村庄，爱动脑筋，动手能力非常强。

2．中学时光

中学一度辍学，喜欢读书及钻研数学问题。

3.大学时光

1661年6月，进入剑桥大学学习，刻苦钻研数学，发现了代数二项式定理。

4．乡下两年

这期间他发明了微积分，发现了日光的组成，并开始研究引力问题。

万有引力定律

1.研究万有引力

(1)牛顿继承了开普勒、伽利略等人的工作，设法通过数学方法计算出地球对月亮的引力。

(2)通过大量的研究，发现了万有引力定律。

2．建立力学体系

(1)建立：1686年，牛顿撰写了《自然哲学的数学原理》一文，提出了力学的三大定律和万有引力定律。

(2)影响

①万有引力定律的创立，对以后的天体研究起了极大的推动作用。

②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。

晚年的困惑

1.表现

(1)晚年的牛顿转而迷恋和钻研宗教与神秘思想。

(2)写下了大量的《圣经》评注和其他神学论文。

2．原因

(1)由于过度疲劳以及为确定最先发明权与同行的争吵，患上了严重的忧郁症。

(2)大千世界的奥秘无穷无尽，人们对它的认识也总是相对的。

(3)在牛顿生活的那个时代，中世纪神学的巨大阴影还未消退，科学家也会有其局限性。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中

牛顿力学体系的主要内容及在科学史上的重要地位

1．主要内容

(1)牛顿第一定律：又称惯性定律，是指任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

(2)牛顿第二定律：又称加速度定律，是指物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

(3)牛顿第三定律：又称作用反作用定律，是指两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。

(4)万有引力定律：是牛顿在当时天文学和力学成就的基础上，主要根据开普勒三定律、落体运动规律和牛顿第二定律等，对天体运动和地面上物体的运动进行长期观察和研究所得出的结果。主要内容为自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。

2．重要地位

牛顿力学是经典物理和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。牛顿力学和热学还引发了以英国工

业革命为起点的第一次技术革命，使人类进入蒸汽时代。

1．蒸汽机的发明和应用是第一次科技革命的巨大成就。右图蒸汽机发明的主要理论依据是( )

①力学三大定律②万有引力定律

③热学原理④光学原理

A．①②③④B．①③

C．①②④D．②③④

【解析】蒸汽机主要是依据力学原理与热学原理。

【答案】 B

牛顿被称为近代科学之父的原因

1.在天文学方面

牛顿解释了潮汐现象，从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差等现象。

2．在物理学方面

牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，并建立了经典力学的理论体系；牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，是人类认识史上对自然规律的第一次概括和总结。

3．在数学方面

牛顿创立了“代数二项式定理”，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学。

4．在光学方面

牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，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。

2．“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”这主要肯定牛顿的发现( ) A．直接推动天文学的革命

B．使人类彻底摆脱神学的束缚

C．促使人类开始关注现世生活

D．促成理性与思想的自由发展

【解析】从题干材料中我们可以看出，牛顿的发现使人类有了自信，开始摆脱神学的束缚，开始具有思考与判断的能力，不再盲目崇拜，因此属于思想解放，故选D项。

【答案】 D

阅读下列材料：

材料一牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。欧洲的科学，曾经有过辉煌的过去。进入中世纪后，基督教会统治欧洲长达上千年，在这个漫长的岁月里，欧洲的科学被禁锢在神学思想中，成了宗教的附属物。文艺复兴后的 200 年中，真正的科学伴随着资本主义的发展而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发展。牛顿的时代是一个科学革命的大时代，而他也以巨大的成就给这个时代增添了绚烂的色彩。

材料二恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学，由于进行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数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。”

请回答：

(1)根据材料一分析，近代科学迅速发展的原因是什么。

(2)根据材料二概括牛顿的具体成就。

【思路分析】

(1)原因：__________________________________________________________________。

(2)成就：___________________________________________________________________。

【答案】(1)原因：资本主义发展为科学的发展奠定物质基础和发展动力；文艺复兴解放了人们的思想。

(2)成就：发现代数二项式定理，发明微积分，发现日光的组成，提出力学的三大定律和万有引力定律，为经典力学规定了一套基本概念。