（全国通用）2018_2019版高中历史第六单元杰出的科学家第4课近代科学之父牛顿学案新人教版选修4.doc

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1、1第 4 课 近代科学之父牛顿目标导航 1.了解早期科学发明与创造的概况，认识其对科学兴趣的来源及其不断取得科研成果的原因。 2.了解牛顿发现万有引力定律的背景及万有引力定律的内容，分析万有引力定律的发现产生的社会影响。 3.总结牛顿的科学成就，了解牛顿的科学研究精神及方法。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。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。2思维点拨1牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。2牛顿喜欢做实验并记笔记，还对所学知识进行分类整理，使他积累了丰富的科学知识，为以后的科学研究打下扎实的知识功底，这值得我们借鉴。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，在其著作自然哲学的数学原理一书中，确定了解决万有引力问

3、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。史论要旨牛顿力学体系内容包括：力学三大定律及万有引力定律。它产生的标志是 1687 年发表的自然哲学的数学原理 。历史认识牛顿建立起一个完整的力学理论体系，成为宇宙定律的发现者，把科学革命推向了新的高峰。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

4、进一步的实验中证明自己所得结论的正确性。思维点拨牛顿力学成就除个人的辛勤努力之外，也是他在总结了前人大量研究成果的基础上提出的，正如牛顿所说的是“站在巨人的肩上”取得的。重点精讲宗教迷信思想是科学的大敌。牛顿晚年没有再取得重大成就，与其迷恋宗教和神秘思想密切相关。知识图示3主题一 牛顿的科学成就史料一 牛顿在进行光学实验自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都成为光明。蒲伯从数学开始到牛顿时代为止，数学工作由牛顿完成了一大半。莱布尼茨史料二 上中学时牛顿就喜欢做实验并记笔记，他将日常生活中发生的许多现象记录下来，还对所学的知识进行分类整理。史 料 解 读 (1)史料一中的

5、图片说明牛顿通过光学实验发现了光的构成和光的“微粒说” 。肯定了牛顿在光学方面的贡献。肯定了牛顿在数学方面的贡献。(2)史料二涉及到牛顿的一些科学研究方法：做实验、记笔记、分类整理等。问 题 思 考 (1)阅读史料一并结合所学知识解释，牛顿如何从光学实验和数学方面使“自然界和自然规律”变成光明的？(2)结合史料二，归纳牛顿能使黑暗变成光明的原因。答案 (1)光学实验：自制折射望远镜，证明日光即白光由七色光组成，进一步说明了物体颜色的形成原理，奠定了光谱学的基础；提出光的本质是微粒的见解，统领西方物理学界两个世纪，与荷兰惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。数学方面：提出了4数学上有名的

6、二项式定理和微积分的初步算法。(2)原因：做实验、记笔记、积累知识、分类整理，将实验作为得出科学概念的主要途径；“归纳演绎”法；忘我的勤奋探索精神。牛顿的科学成就(1)牛顿是英国物理学家、天文学家和数学家。(2)在天文学方面，他解释了潮汐现象，指出潮汐的大小与太阳的引力有关系；牛顿从理论上推测出地球不是正球体，而是两极稍扁、赤道略鼓的球体，并由此说明了岁差现象等。(3)在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了物体运动的三大定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。(4)在数学上，牛顿提出了“牛顿二项式定理” ，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学。(5)在光学方面，牛顿发现白色

7、日光由不同颜色的光构成，并制成“牛顿色盘” ；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。(6)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。主题二 评价牛顿史料一 牛顿是 17 世纪科学革命中所涌现出的最伟大的科学家。下面是几枚不同国家发行的邮票：史料二 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，至今仍然指导我们的物理学思想。史 料 解 读 (1)史料一不同国家发行的纪念牛顿的邮票，反映了牛顿的科学成就和贡献，也说

8、明了牛顿的世界性影响。(2)史料二爱因斯坦肯定了牛顿对其所处时代的贡献和对物理学的奠基作用。问 题 思 考 (1)史料二中的“牛顿时代”是一个什么样的时代？(2)牛顿取得了哪些重大科学发现？(3)从今天的科学发展来看，爱因斯坦的说法正确吗？为什么？答案 (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5逐渐发展。(2)万有引力定律及物体运动三定律。微积分学是他在数学上最卓越的成就，数学从感觉学科转向思维学科。对光的研究奠定了光谱学的基础。反射望远镜的发明，使人类对天体的观察进入一个新阶段。(3)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

9、展，他在科学史上的杰出贡献不容抹杀。正如爱因斯坦所说“牛顿所创造的概念，至今仍在指导着我们的物理学思想” 。评价牛顿牛顿是著名物理学家、数学家和哲学家。(1)自然哲学的数学原理中用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则万有引力定律和三大运动定律。奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。(2)牛顿为人类树立起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。为近代科学的发展奠定了基础。(3)牛顿的谦虚态度和严谨的科学研究态度、还有勤奋的探索精神等值得后人学习。11642 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( )处在资产阶级革命的风暴之中 资本主义已有了一定程度

10、的发展 工业革命蓬勃兴起 已掌握了世界海上霸权A BC D答案 A2牛顿在科学研究上做出的重大贡献是( )A阐明了进化论 B建立了量子力学理论C提出了相对论 D构建了经典力学理论答案 D解析 达尔文阐明了进化论，故 A 项错误；普朗克建立了量子力学理论，故 B 项错误；爱因斯坦提出了相对论，故 C 项错误；牛顿构建了经典力学理论，故 D 项正确。3(2018韶关高二检测)凯恩斯 1942 年在英国皇家学会俱乐部发表演说，认为牛顿既是一个科学巨匠，也是一个醉心神学和炼金术的人。此评价说明( )牛顿为科学而奋斗的品质 牛顿不仅仅是一个科学家 牛顿信仰宗教 牛顿已从一个科学家转变为一个宗教狂6A B

11、C D答案 B解析 本题考查对牛顿的评价，意在考查学生对史料的解读能力。由题干材料“牛顿既是一个科学巨匠，也是一个醉心神学和炼金术的人”可知选项内容应为包含于内的一个方面或是两个方面，不能是绝对化的一个方面。而仅提及绝对化一个方面，是错误的，排除含有的选项，故选 B 项。4近代科学之父牛顿勇于创新，对推动社会发展作出了杰出贡献。阅读下列材料，回答问题。材料一 规则 寻求自然事物的原因，不得超出真实并足以解释其现象者。规则 物体的性质，它们既不能被增强又不能被减弱，并且属于所能做的实验中所有物体的，应被认为是物体的普遍性质。规则 在实验哲学中，由现象归纳得出的命题，在其他现象使这些命题更加精确或

12、出现例外之前，都应被视为完全正确或基本正确的，而不管相反的假设。牛顿自然哲学的数学原理材料二 随着文艺复兴的深入发展，人性从上帝重新回归到人本身。但文艺复兴时代的“人性”主要是指人的情感、意志和人格等自然本性。到 17、18 世纪，英国知识界围绕三个重大思想主题进行了知识体系创新。这三个思想主题是：第一，宇宙和物质世界的本质和支配法则是什么？第二，作为人类社会核心组织的国家和政府的起源、范围和目的是什么？第三，人类知识的起源、范围和限度是什么？邓云清思想的时代牛顿、洛克的思想及其生成材料三 科学技术除了是对客观世界的系统认识，是正确世界观、认识论和方法论的基础之外，同时也是技术与管理创新的基础

13、和源泉，是先进文化的重要组成部分，是人类生存与发展以及人与自然和谐相处的基石，是人类文明可持续发展的动力。路甬祥全面认识科学的价值及其时代特征(1)据材料一并结合所学知识，指出牛顿的创新成就。(2)据材料一指出材料二中，以牛顿为代表的英国科学家深度诠释的思想主题。结合所学知识，从政治和思想文化两个角度，分析英国知识界“三个思想主题”生成的原因。(3)据材料三并结合所学知识，说明牛顿创新成果的历史影响。答案 (1)成就：“归纳演绎”(实验)法；物体运动的三大定律和万有引力定律。(2)主题：宇宙和物质世界的本质和支配法则。原因：政治：资产阶级革命的爆发；国家权力结构的重建。思想文化：文艺复兴的深入

14、；近代科学的兴起。(3)影响：标志着经典力学体系的形成，对解释和预见物理现象有决定意义；为工业革命提7供理论基础；促进思想解放(启蒙运动的发展)。解析 第(1)题据材料一得出“归纳演绎”(实验)法，结合所学得出物体运动的三大定律和万有引力定律；第(2)题第一问据材料得出宇宙和物质世界的本质和支配法则；第二问据材料二“17、18 世纪” “英国” ，结合这一历史时期政治及思想文化背景分析；第(3)题，据材料三中“对客观世界的系统认识”得出标志着经典力学体系的形成，对解释和预见物理现象有决定意义；据材料三“也是技术与管理创新的基础和源泉”并结合所学得出为工业革命提供理论基础；由材料三中“是先进文化

15、的重要组成部分”得出促进了思想解放或启蒙运动的发展。基础达标1勤奋和善于钻研是牛顿的性格，有人对他在大学时代取得的某项成就评价时说， “即使牛顿没有别的成就，仅这个也足以使他在科学史上留下不朽之名” 。该人所评价的牛顿的成就是( )A提出二项式定理 B制成折射望远镜C发现天体运行规律 D提出万有引力定律答案 A解析 大学时代的牛顿，提出了数学上的二项式定理和微积分的初步解决方法。2(2017邯郸高二检测)沃尔夫在 1935 年写道：“(它)公认是科学史上最伟大的著作二百多年来，它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础。 ”“它”所指的著作是( )A康德的纯粹理性批判B牛顿的自然哲学的数学原理C赫胥

16、黎的人类在自然界中的位置D达尔文的物种起源答案 B解析 牛顿的自然哲学的数学原理提出了物体运动的万有引力定律等，把地球上的物体运动和天体运动概括到同一个理论之中，因而能成为天文学和宇宙学思想的基础。3(2017乌鲁木齐高二检测)斯塔夫里阿诺斯在全球通史中说：“在光荣革命到来之前，一个伟大的人发现了解释自然现象的钥匙。 ”材料中的“钥匙”是指( )A伽利略开创了近代科学B牛顿构建了经典力学体系C达尔文创立了生物进化论8D普朗克提出了量子假说答案 B解析 “光荣革命”发生于 1688 年，1687 年牛顿的自然哲学的数学原理出版，标志着经典力学体系创立，故 B 正确；伽利略成果在 1617 世纪；

17、达尔文的进化论问世于 19世纪中叶；量子假说是 20 世纪初才由德国著名物理学家普朗克提出，故 A、C、D 与题目时间不符。4(2017荆门高二检测)牛顿在自然哲学的数学原理序言中说：“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些方法论证其他的现象。 ”据此可知，牛顿注重( )A总结前人的理论研究成果B实验和数学运算的有机结合C实验、理论和应用相结合D运用哲学原理解释自然现象答案 C解析 由“从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些方法论证其他的现象”得出牛顿注重的是理论和应用相结合，故 C 正确。5英国科学史专家丹皮尔在科学史中指出：“那时哲学与科学仍是混淆不清。

18、连笛卡尔在为天文学建立一种力学理论时，也把它放在经院哲学的相反的观点和认为物质的本质是广延性的形而上学见解的基础上。牛顿摆脱了这些先人之见，实在是一种真正的进步。 ”牛顿的进步性主要在于 ( )A确立了辩证唯物主义理论B为资产阶级革命奠定理论基础C破除了对宗教的信仰D首次对自然规律进行理论性概括答案 D解析 本题考查学生阅读和理解材料和再认再现历史基本知识的能力。原来的科学受宗教哲学的影响，建立在形而上学的基础上，而牛顿第一次对自然规律进行了理论性概括。6有人说：“牛顿是接过了伽利略传过来的接力棒，并最终完成了科学史上的一次划时代的巨大飞跃。 ”下列对牛顿的评价正确的有( )第一个充分利用实验

19、得出科学结论的人 创立的力学体系完成了人类对自然界第一次理论大综合 其科学成就推动了启蒙运动兴起 在伽利略的基础上，使人们的认识深入到微观世界A B C D答案 C9解析 伽利略注重实验和实践，被视为近代实验科学的奠基人，故错误；牛顿的力学体系对自然界的力学现象做出了系统的、合理的说明，完成了人类对自然界第一次理论大综合，故正确；以牛顿力学为代表的自然科学的发展，解放了人们的思想，推动了启蒙运动的兴起，故正确；牛顿力学主要关注宏观物体的运动，故错误。C 项符合题意。能力提升7阅读下列材料，回答问题。材料一 牛顿的原理公认是科学史上的最伟大的著作。在对当代和后代思想的影响上，无疑没有什么别的杰作

20、可以同原理相媲美。二百多年来，它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础无怪乎牛顿力学的非凡成功甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者也留下了极其深刻的印象，以致他们试图在解决各种问题时以力学或准力学为楷模。摘自十六、十七世纪科学、技术和哲学史材料二 启蒙思想家们在牛顿革命的启发、激励下进行了种种思考。伏尔泰曾写道：“如果全部自然界，一切行星，都要服从永恒的规律，而有一个小动物，五尺来高，却可以不把这些定律放在眼中，完全任意地为所欲为，那就太奇怪了。 ”但由于牛顿学说本身的机械决定论性质，充满机械唯物论精神的启蒙思想也不可避免地带有形而上学的武断(主要是忽视了人的心灵的复杂性)。摘编

21、自世界文明史(1)牛顿说：“假如我看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。 ”结合所学知识，指出牛顿生活的时代特征。(2)根据上述材料并结合所学知识，指出牛顿学说对近代社会发展的主要影响。答案 (1)资本主义不断发展，启蒙思想兴起与传播，近代科学不断取得进展。(2)积极：在物理学、数学、天文学等领域做出杰出贡献，并确立了相关学科的科学体系和科学的研究与思维方法；为心理学、经济学和社会学等学科树立了楷模；推动了启蒙运动。消极：机械决定论对启蒙思想及某些社会科学研究产生了一定的负面影响。解析 第(1)问，牛顿所处的时代正值欧洲社会变革的时代，应从经济、政治、文化等方面归纳作答。第(2)问牛顿学说的影

22、响可从正面和局限两个角度回答。8阅读下列材料：材料一 正是在物理学领域，牛顿进行了最有意义的研究。在这方面，他以伽利略的研究为基础，将后者的成果发展到辉煌的顶点。伽利略主要关心的是地球的运动，牛顿则发现了有关宇宙本身的定律。材料二 伽利略发现，运动中的物体若无一定的外力使它转向，便做匀速直线运动。这一发现要求人们必须解释：为什么行星不易直线飞离，而趋于落向太阳，结果形成其椭圆形的轨道；为什么月亮同样趋于落向地球。材料三 牛顿已发现了一个数学上能证实的根本的宇宙规律实际上，自然界好像是一个巨大的机械装置，按照通过观察、实验、测量和计算可予以确定的某些自然法则进行运10转。因而牛顿的物理学分析方法

23、现今开始不仅被应用于物质世界，而且被应用于思想知识的整个领域及人类社会。正如伏尔泰(法国著名的启蒙思想家)所说的， “整个自然界、所有行星竟会服从永恒的法则，而且一种身高 5 尺的小动物竟能不顾这些法则，完全按照自己的怪想随心所欲地行动，这是非常奇异的” 。寻找决定人类事物的这些永恒法则，是法国大革命之前的所谓的启蒙运动的实质。以上材料均摘自美斯塔夫里阿诺斯全球通史请回答：(1)据材料一、二简要指出牛顿经典力学诞生的客观条件。(2)牛顿物理分析方法的特征是什么？(3)据材料三，结合所学知识指出牛顿经典力学产生的影响。答案 (1)继承前人的科研成果；科技自身发展的要求。(2)利用数学做完整的推演；注重实验。(3)牛顿经典力学开创了物理学的新时代，推动了近代科学的发展；对社会意识形态的发展产生了巨大影响，为启蒙思想家探求人类社会的法则提供了科学理论依据。解析 第(1)问可依据材料一、二中“以伽利略的研究为基础”等信息，从理论基础和社会需求等方面进行归纳；第(2)问应联系材料三中“数学上能证实的根本的宇宙规律”等信息，从表达形式、研究方式等方面进行分析和说明；第(3)问应结合材料三中“应用于思想知识的整个领域”等信息，从直接影响和间接影响等方面进行概括。