第六单元学案4

学案4近代科学之父牛顿

[课标要求]了解牛顿的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。

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，还自学笛卡儿等人的数学著作。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。

[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)

在牛顿以前，天文学家开普勒发现了行星绕日运动的三大定律，伽利略也发现了力学的一些基本原理。牛顿继承了我们的工作，设法通过数学方法计算出地球对月亮的引力。(岳麓版)

二、发现万有引力定律

1．含义

宇宙中一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用力，就是万有引力。

2．提出

1687年，在其著作《自然哲学中的数学原理》一书中，确定了解决万有引力问题的物体运动三定律，阐明了万有引力的概念并把它应用到天文学中。

3．意义

这一定律后来成为天文学上的基础定律，极大地推动了人们对天体运动的研究。

[知识拓展]

牛顿运动三大定律

牛顿第一定律，又称惯性定律——一切物体在不受外力作用时，总是保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律，又称加速度定律——物体运动的加速度与作用于物体上所有外力的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与外合力的方向相同。牛顿第三定律，又称作用反作用定律——两个物体间的作用力和反作用力总是在同一直线上，大小相等，方向相反。

深化探究

材料在牛顿描述的世界中，处处充满了井然有序的规律和法则……于是更多的人开始建立这样一种世界观：既然物质世界有着如此的自然规律，那么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在，只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法运用于人类社会，那么社会发展的规律也能被掌握。——《大国崛起》

思考(1)牛顿描述的世界有哪些规律和法则？

(2)牛顿是从哪些方面破解自然之谜的？

(3)牛顿的伟大发现对人类社会的发展产生了什么重大影响？

(4)牛顿取得伟大成就的原因有哪些？

答案(1)运动三大定律和万有引力定律。

(2)数学、光学、力学和天文学等。

(3)①是人类对自然规律的第一次系统概括和总结，推动了科学、理性观念的确立和传播，极大地促进了人类的思想解放。

②为工业革命的开展提供了理论基础，促进了“蒸汽时代”的到来。

(4)①客观：文艺复兴和宗教改革促进了人们的思想解放；资本主义的发展为科学发展提供物质基础和发展动力；伽利略、开普勒、笛卡儿等前人科学成果的奠基。

②主观：牛顿的个人努力。

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。

[重点精讲]

牛顿力学体系的意义

(1)牛顿力学体系正确地反映了客观物体低速运动的客观规律，它把过去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律和天体运动规律概括在一个统一的理论之中，实现了自然科学的第一次理论性的大综合。

(2)这是人类对自然界认识的一个飞跃。牛顿力学是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。

[归纳总结]

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。

深化探究

材料我的成就，当归功于精微的思索。——牛顿

你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功，因为辛苦是获得一切的定律。——牛顿

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

思考(1)牛顿如何看待自己的成就？有哪些巨人的肩膀托起了牛顿的成就？

(2)牛顿力学体系在物理学史上的地位如何？

(3)牛顿身上有哪些优秀品质？

答案(1)是建立在前人伟大成就的基础之上，是辛苦工作与精微思考结合的产物；巴罗教授、笛卡儿、伽利略、哥白尼、开普勒。

(2)长期居于物理学的统治地位。

(3)勤奋的探索精神、虚怀若谷的谦虚态度、严谨的科学研究态度。

1．1642年，牛顿出生在英国北部的一个名叫乌尔索普的小村庄，此时的英国社会() ①处在资产阶级革命的风暴之中②资本主义已有了一定程度的发展③工业革命蓬勃兴起④已掌握了世界海上霸权

A．①②B．③④

C．①③D．②④

答案 A

2．观察下图，牛顿通过反射望远镜反复观察后大胆预言()

牛顿手制的望远镜

A．日光是由七种颜色组成

B．光的本质是微粒

C．行星运转轨道是椭圆形

D．地球不是正球体

答案 D

解析牛顿利用自制的反射望远镜，在考察行星运动和分析潮汐现象的基础上，预言地球不是正球体。

3．17～18世纪，西方物理学界关于光的两大基本理论是()

A．牛顿的“微粒说”和惠更斯的“波动说”

B．牛顿的“微粒说”和惠更斯的“电磁波说”

C．牛顿的“波动说”和惠更斯的“微粒说”

D．牛顿的“波动说”和麦克斯韦的“电磁波说”

答案 A

解析本题主要考查学生再认再现历史知识的能力。牛顿在《关于光和色的新理论》这篇论文中提出了光的“微粒说”，与惠更斯的“波动说”共同构成光的两大基本理论。

4．下列关于牛顿的说法正确的有()