第4课 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、早期的科学发明与创造和突出的科学贡献 1．早期的科学发明与创造
(1)牛顿从小就爱思考，善于观察生活，并根据人们的需要进行一些发明和创造。中学时代的牛顿已开始进行科学研究和实验。
(2)大学时代的牛顿，接触到大量的自然科学著作，逐渐被引导到当时数学的最前沿——__________________和微积分方面。
(3)1665～1666年，是牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在光学、数学和________等领域的研究都取得了重要进展。
2．突出的科学贡献 (1)数学方面：大学毕业前，牛顿提出了数学上有名的____________定理以及微积分的初步算法。
(2)光学方面
①牛顿在研究____________等人的实验成果的基础上，制作了折射望远镜，证明日光由七色光组成，并进一步说明物体颜色的形成原理。其实验与结论奠定了______________的基础。
②1668年，设计并制作了世界上第一架________望远镜，这一发明使人类对天体的观察进入了一个新阶段。③1672年，牛顿将其论文《关于光和色的新理论》送交学会。这篇论文提出了光的本质是________的见解，该学说长期统领西方物理学界，与荷兰物理学家惠更斯的“____________”构成了关于光的两大基本理论。
(3)力学方面
①牛顿经过反复思考与实验后，提出了万有引力定律，该定律后来成为____________上的基础定律，极大地推动了人们对天体运动的研究。
②1687年，牛顿发表了《____________________________》一书，确定了解决万有引力问题的物体运动三定律，用________________方式，把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，构成一个完整的力学理论体系，并在此后的200多年间居于物理学的统治地位。
二、勤奋的探索与科学的研究方法 1．勤奋的探索精神
在科学研究上，牛顿是一个十分专注的科学家，是一位勤奋的探索者。 2．科学的研究方法
牛顿将________作为得出科学概念的主要途径，这是近代的科学研究方法。牛顿是第一个充分使用这种方法的人，后人将其方法总结为“__________________”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。
知识点一 早期科学发明与创造
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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．①② B．③④ C．①③ D．②④ 2.仔细观察右图并思考，牛顿是在( )
A．进行光学实验 B．在制造反射望远镜
C．进行万有引力定律的实验 D．解析数学微积分问题
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” 知识点二 发现万有引力定律
4．威斯敏斯特教堂墓地的一块墓碑上写着：自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让他出生吧，于是一切都成为光明。其中的他是指( )
A．巴罗 B．笛卡儿 C．牛顿 D．伽利略
5．右图是《自然哲学中的数学原理》的书影，此书出版的最大意义是( )
A．改变了19世纪多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法 B．建立了完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃 C．开创了以实验事实为根据并且有严密逻辑体系的近代科学 D．从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础
6．19世纪，以牛顿力学为基础的经典物理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是由于( )
A．经典物理学日臻完善
B．牛顿力学采用了数学的方法 C．人们认识的局限性 D．经典物理学可以解释
知识点三 勤奋的探索与科学的研究方法
7．牛顿被称为“近代科学之父”。如果让你为他配音，选择的台词应是( ) A．“如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。”
2
B．“不要希图成为一个成功的人，而要努力成为一个有价值的人。” C．“物竞天择，适者生存。”
D．“天才不过是百分之一的灵感，加上百分之九十九的汗水。”
8．牛顿的墓碑上铭刻着：“艾萨克·牛顿爵士于此长眠。以自己发明的数学方法以及高度智慧，揭示行星的运动、彗星的轨道和海洋的潮汐；探究了任何人也没有预想的光的分解和色的本性；解释了自然和古代的事情。他以哲学证明了全能神的伟大，他一生过着朴素的生活。这位值得称夸的人物，岂不是全人类的光荣？”人们肯定牛顿的科学成就不包括( )
A．数学 B．天文学 C．物理学 D．神学 题号 答案 1 2 3 4 5
9.阅读下列材料：
材料一 到了16世纪以后，科学技术有了很大发展，开始进入了近代科学时期。17世纪下半叶，牛顿在总结前人成就的基础上建立了经典力学体系。经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。
材料二 恩格斯在《自然辩证法》中指出：“如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。??工业有了巨大的发展，并产生了大量力学上的(纺织、钟表制造、磨坊)、化学上的(染色、冶金、酿酒)以及物理学上的新事实，这些事实不但提供了大量可供观察的材料，而且自身也提供了和以往完全不同的进行实验的手段，并使新的工具成为可能。可以说，真正有系统的实验科学，这时候才第一次成为可能。”
材料三 发生在牛顿身上的故事：有一天他请一位朋友吃饭，朋友来了，他还在实验室里工作。吃饭时间早已过了，仍不见他从实验室里出来，朋友饿急了，自己将饭桌上的一只鸡吃了，骨头留在碗里。当牛顿来到餐厅时，看到碗里有许多鸡骨头，不觉惊奇地说：“原来我已经吃过饭了”，便又回到实验室中。还有一次，牛顿一边做实验一边煮鸡蛋，竟将怀表当成鸡蛋放进锅里煮起来。
请回答：
(1)依据材料一结合所学知识回答，牛顿力学体系包括哪些基本内容？为什么说它是“近代科学技术发展史上的一个重要里程碑”？
(2)依据材料二指出近代科学的突出特点？
3
6 7 8
(3)材料三反映了牛顿的什么精神？
10．阅读下列图片及材料：
材料一 牛顿是17世纪科学革命中所涌现出的最伟大的科学家之一。下面是几枚不同国家发行的邮票：
材料二 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唯一道路；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”是一个什么样的时代？
(2)从今天的科学发展来看，爱因斯坦的说法正确吗？为什么？
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【答案解析】 知识清单
一、1.(2)解析几何 (3)力学
2．(1)二项式 (2)①伽利略 光谱学 ②反射 ③微粒 波动说 (3)①天文学 ②自然哲学中的数学原理 数学表达
二、2.实验 归纳—演绎 对点训练
1．A 2.A 3.A
4．C [牛顿是近代经典力学的创始人，揭示了自然界和自然规律。] 5．B
6．C [爱因斯坦提出了光量子假说，解决了经典物理学无法解释的光电效应问题，推动了量子力学的发展。]
7．A 8．D [结合材料中“行星的运动”“慧星的轨道”“光的分解和色的本性”等分析可知是天文学和物理学方面的成就。]
综合运用
9．(1)内容：牛顿运动三定律以及万有引力定律。
原因：牛顿力学体系对自然界的力学现象作出了系统、合理的说明，完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合，从此，科学摆脱了神学的束缚向前发展。
(2)特点：适应生产的需要而产生；建立在科学实验基础之上。 (3)专注、投入、忘我的精神。
解析 第(1)问结合教材内容回答；第(2)问要概括材料回答；第(3)问言之成理即可。 10．(1)17世纪中叶至18世纪20年代，处于资本主义手工工场时期，资产阶级文化在逐渐发展。
(2)正确。牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，不管时代如何发展，他在科学史上杰出的贡献不容抹杀。正如爱因斯坦所说，牛顿所创造的概念至今仍然指导着我们的物理学思想。
解析 第(1)题背景要注意当时总的潮流。第(2)题给人类社会带来的影响应从他的成就为现代科学的发展奠定了怎样的基础上考虑。第(3)题要从牛顿力学体系建立的意义上考虑。
教材问题解答 [学思之窗]
1．你怎样看待牛顿的学习方法？
提示 牛顿通过做实验、记笔记，积累知识；对知识进行分类。这样的学习方法与当时的“归纳—演绎”科学研究方法是一致的。牛顿用学过的数学去研究宇宙，去设计更多的实验方法。这说明仅仅掌握已有的知识是不够的，还应该采取各种方法去获得事物的规律，从而获得新知识，或发现新规律。
2．牛顿以怎样的态度看待他所取得的成就？在他身上我们能够学到科学家的哪些优秀品质？
提示 牛顿对待自己取得的成就是非常谦虚的。我们可以从科学家身上学到虚怀若谷的谦虚态度和严谨的科学研究方法以及勤奋的探索精神。
[探究学习总结] 一、本课测评
1．牛顿的一生有哪些重大理论发现？这些理论发现的贡献是什么？
5
提示 (1)二项式定理及微积分的初步算法。
(2)证明了白光由七色光组成，说明了物体颜色的形成原理，奠定了光谱学的基础。 (3)提出光的本质是微粒的见解，与荷兰惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。
(4)提出了解决万有引力问题的物体运动三定律，构成了一个完整的力学体系，在以后的二百多年里，居于物理学的统治地位。
2．牛顿为什么能够做出这些重大发现？
提示 他有虚怀若谷的谦虚态度、严谨的科学研究方法及勤奋的探索精神。 二、学习延伸
1．法国生物学家巴斯德说“机会只眷顾那些有准备的头脑”。结合课文内容，分析牛顿是怎样发现万有引力定律的。
提示 侧重回答发现万有引力的过程。
2．结合牛顿的科学成就与研究方法，分析他这句话的含义。
提示 柏拉图、亚里士多德这对师生是希腊先哲的代表人物。亚里士多德的名言：“我爱我师，但我更爱真理。”表明他非常尊敬老师，但并不因此而放弃自己的独立思考。表明真理高于一切。而牛顿把柏拉图、亚里士多德当成自己的朋友，但更好的朋友是真理，表明牛顿的成就是在前代伟人成果基础上取得的，但牛顿的新成果更加接近真理。
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高中历史 第六单元 杰出的科学家 4 近代科学之父牛顿课时作业 新人教版选修4
