高中历史 第18课近代科学体系的奠基人牛顿教案 岳麓版选修4.doc

第18课 近代科学体系的奠基人牛顿【知识模块】一、成长的足迹：1、牛顿在剑桥大学期间，悉心钻研欧几里得和笛卡儿的几何学，发现了代数 定理。这些都为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定了坚实的基础。2、牛顿在家乡居住的两年，是牛顿一生中科学研究领域最旺盛的时期，这期间成就他最高的数学成就 ，发现了日光的组成，并开始研究物理学上的 问题。二、万有引力定律1、在牛顿以前，天文学家 发现了行星绕日运动的三大定律， 也发现了力学的一些基本原理。2、牛顿通过大量的研究，证实任何物体都是相互吸引的，这种无处不有的引力叫“ ”。3、1686年牛顿用拉丁文撰写了 ，提出了力学的 和 定律，为经典力学规定了一套基本概念。人们把“牛顿力学”体系的建立当做近代科学体系形成的标志。三、晚年的困惑1、 晚年的牛顿转而迷恋和钻研宗教与神秘思想。牛顿是近代 体系的奠基人。2、 从伽利略到牛顿，在人类科学发展史是一个极其重要的时期，是一个产生科学巨人的时代，是 科学诞生的时代。【问题探究】1、哥白尼的“日心说”，被教皇宣布为“邪说”，写的书临终才敢发表而且被列为禁书 ；布鲁诺、伽利格等人为了捍卫、宣传哥白尼“日心说”而壮烈地献出了自己的生命，成了科学史上的两大惨案。经过长期艰难曲折的历程，“日心说”终于战胜了“地心说”，从而使科学大踏步地向前发展。 请回答：天文学家的命运给你的启发是什么？2、牛顿曾说：我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。 我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳而高兴。而在我面前的真理的海洋，却完全是个迷。 他认为“不花在研究上的时间都是损失”。结合材料回答：牛顿的哪些品质值得我们学习？【思路点拨】1、任何新事物的发展都不一帆风顺的，科学的发展也有一个艰辛的历程；科学需要许多科学家的艰辛努力，甚至毕生的精力或生命；中世纪的欧洲基督教神学是阻碍科技发展的最大阻力；科学要发展就必须有勇于献身的勇者。（其他答案只要合情合理均可）2、虚怀若谷、谦虚好学精神；尊重他人的科研成果有勇于探索精神；甘于寂寞，献身科学的精神等；（其他答案只要合情合理均可）【选择题】1、牛顿提出的物体机械运动定律不包括A、万有引力定律 B、惯性定律 C、加速度定律 D、作用与反作用定律2、17世纪牛顿力学体系产生原因有 生产的迅速发展对基础理论提出了迫切要求伽俐略等人的研究已有坚实的基础牛顿个人的伟大天才和所做出的巨大努力同时代众多著名科学家协同一致的通力合作A、 B、 C、 D、3、实现了物理学史上第一次飞跃的是A、电磁学理论的建立 B、进化论的出现 C、牛顿力学的建立 D、日心说的提出4、科学巨著自然哲学的数学原理的作者是A、牛顿 B、达尔文 C、莱布尼茨 D、哥白尼5、近代科学体系形成的标志是A、牛顿的力学体系 B、微积分的发明C、伽俐略开创了近代试验科学D、开普勒发现了三大定律6、下列关于牛顿的评述不正确的是A、牛顿被誉为“近代科学开创者”B、牛顿的三大成就是万有引力定律、微积分学和对光的分析 C、牛顿的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学和技术的理论基础D、牛顿的热学和力学引发了以英国工业革命为起点的第二次技术革命7、 为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定坚实基础是A、发现了代数二项式定理 B、发明了微积分C、发现了三大定律 D、发现了万有引力8、17世纪对人类解释与预见物理学现象具有决定性意义理论的是A、微积分B、代数二项式定理 C、牛顿力学体系 D、发现了万有引9、第一次证明牛顿力学和万有引力正确的最成功的范例是A、海王星的发现 B、冥王星的发现 C、木星的发现 D、火星的发现10、牛顿最辉煌的成就是A、经典力学体系 B、万有引力 C、微积分 D、三大定律【非选择题】牛顿为什么在科学上获得巨大成就？他是怎样由一个平凡的人成为一个伟大的科学家的？【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，自己的想法很多都是在朋友的交流中产生的（例如波粒二相理论），爱因斯坦一生爱好和平，