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1、第第4课课近代科学之父牛近代科学之父牛顿顿预习导预习导引引课程标准课程标准重点难点重点难点1了解牛顿的成长历了解牛顿的成长历程及主要科学成就。程及主要科学成就。2认识牛顿在社会发认识牛顿在社会发展中的作用。展中的作用。1重点：牛顿力学体系的形成在重点：牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用；牛顿科学史上的重要地位和作用；牛顿能够成为近代科学之父的原因。能够成为近代科学之父的原因。2难点：对牛顿进行客观公正的难点：对牛顿进行客观公正的评价。评价。一、早期科学一、早期科学发发明与明与创创造造1学学习习生涯生涯(1)中学中学时时代：开始代：开始进进行科学研究和行科学研究和实验实验，学，学习习成
2、成绩优绩优异。异。(2)大大学学时时代代：开开始始接接触触到到大大量量的的自自然然科科学学著著作作，除除了了师师从从著著名名学学者者巴巴罗罗教教授授学学习习外外，还还自自学学_等等人人的的数数学学著著作。提出了二作。提出了二项项式定理以及式定理以及_的初步算法。的初步算法。笛卡笛卡尔尔微微积积分分2早期成就早期成就(1)光学成就光学成就自自制制_，对对太太阳阳光光进进行行反反射射实实验验，证证明明日日光即白光是由七色光光即白光是由七色光组组成的。成的。进进一一步步说说明明物物体体颜颜色色的的形形成成原原理理，奠奠定定了了_的的基基础础。在在关关于于光光和和色色的的新新理理论论中中提提出出光光的
3、的本本质质是是_的的见见解解，与与荷荷兰兰物物理理学学家家惠惠更更斯斯的的“波波动动说说”构构成成了了关关于于光光的的两大基本理两大基本理论论。(2)天天文文学学成成就就：制制成成世世界界上上第第一一架架反反射射望望远远镜镜，考考察察行行星星运运动动，分析潮汐，分析潮汐现现象，象，预预言地球不是正球体。言地球不是正球体。折射望折射望远镜远镜光光谱谱学学微粒微粒深深化化认认知知牛牛顿顿关关于于光光的的理理论论学学说说继继承承和和发发展展了了已已有有的的光光学学研研究究成成果果，开开启启了了光光学学研研究究的的新新时时代代，为为近近代代光光学学研研究和其他物理学科的究和其他物理学科的发发展展产产生
4、了重大而深生了重大而深远远的影响。的影响。二、二、发现发现万有引力定律万有引力定律1万有引力定律万有引力定律(1)理理论论基基础础：在在大大学学，牛牛顿顿就就已已了了解解了了哥哥白白尼尼、_和开普勒等人在天文学方面的研究成果。和开普勒等人在天文学方面的研究成果。(2)主主要要内内容容：宇宇宙宙间间一一切切物物体体之之间间，都都存存在在着着一一种种_的的作作用用，这这种种相相互互吸吸引引的的作作用用力力，就就是是万万有有引引力。力。伽利略伽利略相互吸引相互吸引2牛牛顿顿力学力学(1)三三大大定定律律：1687年年，牛牛顿顿在在科科学学巨巨著著自自然然哲哲学学中中的的数数学学原原理理中中，确确定定
5、了了解解决决万万有有引引力力问问题题的的_ _，阐阐明万有引力的概念并把它明万有引力的概念并把它应应用到天文学中。用到天文学中。(2)体体系系形形成成：把把伽伽利利略略和和开开普普勒勒等等人人提提出出的的理理论论加加以以科科学学整理，从而构成一个完整的力学理整理，从而构成一个完整的力学理论论体系。体系。(3)地地位位：牛牛顿顿力力学学成成为为经经典典力力学学理理论论，居居于于物物理理学学的的统统治治地地位位，直直到到爱爱因因斯斯坦坦相相对对论论的的提提出出和和_的的建建立立才才打破了打破了这这种种绝对权绝对权威。威。物体运物体运动动三定律三定律量子力学量子力学知知识识点点拨拨牛牛顿顿物物体体运
6、运动动三三大大定定律律和和万万有有引引力力定定律律的的发发现现，为为经经典典力力学学规规定定了了一一套套基基本本概概念念，标标志志着着经经典典力力学学体体系系的的形形成成，万万有有引引力力定定律律把把地地面面上上物物体体的的运运动动和和天天体体运运动动统统一一起起来来，为为近近代代天天文文学学奠奠定定了了基基础础，对对以以后后的的天天体体研研究究起起了了极极大大的的推推动动作作用用，人人们们把把牛牛顿顿力力学学体体系系的的建建立立当当作作近近代科学体系形成的代科学体系形成的标标志。志。三、勤三、勤奋奋的探索与科学的研究方法的探索与科学的研究方法1勤勤奋奋的探索精神的探索精神从从学学生生时时代代
7、起起，就就养养成成了了勤勤奋奋学学习习的的习习惯惯；在在科科学学研研究究上上，是一个是一个专专注的科学家和勤注的科学家和勤奋奋的探索者。的探索者。2科学的研究方法科学的研究方法以以_作作为为得得出出科科学学概概念念的的方方法法，这这种种方方法法被被后后人人总总结为结为“_”。3严肃严肃的科学的科学态态度度在在实实验验中中得得出出结结论论后后，还还要要在在进进一一步步的的实实验验中中证证明明自自己己所所得得结论结论的正确性。的正确性。实验实验归纳归纳演演绎绎法法误误区区警警示示科科学学家家的的成成就就与与其其成成长长经经历历和和个个人人性性格格、兴兴趣、趣、爱爱好乃至所付出的好乃至所付出的艰艰辛
8、和努力都是分不开的。辛和努力都是分不开的。【史料探究】【史料探究】史料一史料一下下图为图为牛牛顿顿在在进进行光学行光学实验实验：主主题题一牛一牛顿顿的成就的成就自自然然界界和和自自然然规规律律隐隐藏藏在在黑黑暗暗中中，上上帝帝说说，让让牛牛顿顿出出生生吧！于是一切都成吧！于是一切都成为为光明。光明。蒲柏蒲柏从从数数学学开开始始到到牛牛顿顿时时代代为为止止，数数学学工工作作由由牛牛顿顿完完成成了了一一大半。大半。莱布尼茨莱布尼茨史史料料二二上上中中学学时时牛牛顿顿就就喜喜欢欢做做实实验验并并记记笔笔记记，他他将将日日常常生生活活中中发发生生的的许许多多现现象象记记录录下下来来，还还对对所所学学的
9、的知知识识进进行行分分类类整理。整理。 思考思考(1)阅阅读读史史料料一一，结结合合所所学学知知识识解解释释牛牛顿顿如如何何从从两两方方面面使使“自然界和自然自然界和自然规规律律”变变成光明的。成光明的。(2)结结合史料二合史料二归纳归纳牛牛顿顿能使黑暗能使黑暗变变成光明的原因。成光明的原因。答答案案(1)光光学学方方面面：自自制制折折射射望望远远镜镜，证证明明日日光光由由七七色色光光组组成成，进进一一步步说说明明了了物物体体颜颜色色的的形形成成原原理理，奠奠定定了了光光谱谱学学的的基基础础；提提出出光光的的本本质质是是微微粒粒的的见见解解，统统领领西西方方物物理理学学界界两两个个世世纪纪，与
10、与荷荷兰兰惠惠更更斯斯的的“波波动动说说”构构成成了了关关于于光光的的两两大大基基本本理理论论。数数学学方方面面：提提出出了了数数学学上上有有名名的的二二项项式式定定理理和和微微积积分的初步算法。分的初步算法。(2)做做实实验验，记记笔笔记记，积积累累知知识识，分分类类整整理理，将将实实验验作作为为得得出出科科学学概概念念的的主主要要途途径径，被被后后人人总总结结为为“归归纳纳演演绎绎”法法，忘我的勤忘我的勤奋奋探索精神。探索精神。 【史【史论总结论总结】牛】牛顿顿被称被称为为“近代科学之父近代科学之父”的原因的原因(1)牛牛顿顿是是举举世世闻闻名名的的英英国国物物理理学学家家、天天文文学学家
11、家和和数数学学家家，在多个在多个领领域多有建域多有建树树，对对近近现现代科学的代科学的发现发现影响深影响深远远。(2)在在天天文文学学方方面面，他他解解释释了了潮潮汐汐现现象象，指指出出潮潮汐汐的的大大小小不不但但同同朔朔望望月月有有关关，而而且且与与太太阳阳的的引引力力也也有有关关系系；牛牛顿顿从从理理论论上推上推测测出地球不是正球体。出地球不是正球体。(3)在在物物理理学学上上，牛牛顿顿基基于于伽伽利利略略、开开普普勒勒等等人人的的工工作作，建建立立了了三三条条运运动动基基本本定定律律和和万万有有引引力力定定律律，并并建建立立了了经经典典力力学的理学的理论论体系。体系。(4)在在数数学学上
12、上，牛牛顿顿创创立立了了“牛牛顿顿二二项项式式定定理理”，并并和和莱莱布布尼尼茨几乎同茨几乎同时创时创立了微立了微积积分学。分学。(5)在在光光学学方方面面，牛牛顿顿发发现现白白色色日日光光由由不不同同颜颜色色的的光光构构成成，并并制制成成“牛牛顿顿色色盘盘”；关关于于光光的的本本性性，牛牛顿顿创创立立了了光光的的“微微粒粒说说”。在在牛牛顿顿的的著著作作自自然然哲哲学学中中的的数数学学原原理理中中，他他用用数数学解学解释释了哥白尼的日心了哥白尼的日心说说和天体运和天体运动动的的现现象。象。(6)牛牛顿顿经经典典力力学学体体系系的的建建立立是是人人类类认认识识史史上上对对自自然然规规律律的的第
13、一次概括和第一次概括和总结总结，因而成，因而成为为近代科学形成的近代科学形成的标标志。志。 【史料探究】【史料探究】史史料料一一爱爱因因斯斯坦坦说说：“在在牛牛顿顿时时代代，牛牛顿顿的的道道路路是是一一位位具具有有最最高高思思维维能能力力和和创创造造力力的的人人所所能能发发现现的的惟惟一一道道路路；牛牛顿顿所所创创造的概念，至今仍然指造的概念，至今仍然指导导着我着我们们的物理学思想。的物理学思想。”1942年年，爱爱因因斯斯坦坦为为纪纪念念牛牛顿顿诞诞生生300周周年年撰撰写写了了一一篇篇文文章章，对对牛牛顿顿的的一一生生作作了了如如下下评评价价：“只只有有把把他他的的一一生生看看作作为为永永
14、恒恒真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。”主主题题二二评评价牛价牛顿顿史史料料二二据据英英国国米米切切尔尔怀怀特特牛牛顿顿：最最后后的的巫巫师师记记载载，1936年年，英英国国经经济济学学家家凯凯恩恩斯斯从从一一个个收收藏藏者者手手里里购购买买了了一一批批有有关关牛牛顿顿的的秘秘密密资资料料。通通过过几几年年的的研研究究，凯凯恩恩斯斯于于1942年年在在英英国国皇皇家家学学会会俱俱乐乐部部发发表表了了一一次次名名为为“牛牛顿顿其其人人”的的演演说说，给给出出一一个个与与传传统统模模式式截截然然不不同同的的牛牛顿顿形形象象，即即牛牛顿顿不不再只是一个科学家，也
15、是一个醉心神学和再只是一个科学家，也是一个醉心神学和炼炼金金术术的人。的人。思考思考(1)根根据据上上述述史史料料，分分别别概概括括爱爱因因斯斯坦坦和和凯凯恩恩斯斯对对牛牛顿顿的的评评价。价。(2)结结合史料，指出二人合史料，指出二人评评价牛价牛顿顿的不同角度。的不同角度。答答案案(1)爱爱因因斯斯坦坦肯肯定定牛牛顿顿对对其其所所处处时时代代的的贡贡献献和和他他对对物物理理学学的的奠奠基基作作用用；认认为为应应该该放放到到人人类类“为为永永恒恒真真理理而而斗斗争争的的”的的长长河河中中评评价价牛牛顿顿。凯凯恩恩斯斯认认为为，牛牛顿顿“不不再再只只是是一一个个科科学家，也是一个醉心神学和学家，也
16、是一个醉心神学和炼炼金金术术的人的人”。(2)爱爱因因斯斯坦坦主主要要强强调调牛牛顿顿的的科科学学贡贡献献；凯凯恩恩斯斯则则强强调调牛牛顿顿的多面性。的多面性。【史【史论总结论总结】牛】牛顿顿的的贡贡献献(1)自自然然哲哲学学中中的的数数学学原原理理里里用用数数学学方方法法阐阐明明了了宇宇宙宙中中最最基基本本的的法法则则万万有有引引力力定定律律和和三三大大运运动动定定律律。奠奠定定了了之之后后三三个个世世纪纪中中物物理理界界的的科科学学观观点点，并并成成为为现现代代工工程程学学的的基基础础。(2)牛牛顿顿为为人人类类树树立立起起“理理性性主主义义”的的旗旗帜帜，开开启启工工业业革革命命的的大大
17、门门，为为近代科学的近代科学的发发展奠定了基展奠定了基础础。(3)牛牛顿顿谦谦虚虚态态度度和和严严谨谨的的科科学学研研究究态态度度、还还有有勤勤奋奋的的探探索索精神等精神等值值得后人学得后人学习习。【学思之窗】【学思之窗】1你怎你怎样样看待牛看待牛顿顿的学的学习习方法？方法？(教材第教材第129页页)提提示示牛牛顿顿通通过过做做实实验验、记记笔笔记记，积积累累知知识识；对对知知识识进进行行分分类类。这这样样的的学学习习方方法法与与当当时时的的“归归纳纳演演绎绎”科科学学研研究究方方法法是是一一致致的的。牛牛顿顿用用学学过过的的数数学学去去研研究究宇宇宙宙，去去设设计计更更多多的的实实验验方方法
18、法。这这说说明明仅仅仅仅掌掌握握已已有有的的知知识识是是不不够够的的，还还应应该该采采取取各各种种方法去方法去获获得事物的得事物的规规律，从而律，从而获获得新知得新知识识，或，或发现发现新新规规律。律。2牛牛顿顿以以怎怎样样的的态态度度看看待待他他所所取取得得的的成成就就？在在他他身身上上我我们们能能够够学到科学家的哪些学到科学家的哪些优优秀品秀品质质？(教材第教材第132页页)提提示示牛牛顿顿对对待待自自己己取取得得的的成成就就是是非非常常谦谦虚虚的的。我我们们可可以以从从科科学学家家身身上上学学到到虚虚怀怀若若谷谷的的谦谦虚虚态态度度和和严严谨谨的的科科学学研研究究方方法法以及勤以及勤奋奋
19、的探索精神。的探索精神。【探究学【探究学习总结习总结】(教材第教材第8页页)一、本一、本课测评课测评1牛牛顿顿的的一一生生有有哪哪些些重重大大理理论论发发现现？这这些些理理论论发发现现的的贡贡献是什么？献是什么？提示提示(1)二二项项式定理及微式定理及微积积分的初步算法。分的初步算法。(2)证证明明了了白白光光由由七七色色光光组组成成，说说明明了了物物体体颜颜色色的的形形成成原原理，奠定了光理，奠定了光谱谱学的基学的基础础。(3)提提出出光光的的本本质质是是微微粒粒的的见见解解，与与荷荷兰兰惠惠更更斯斯的的“波波动动说说”构成了关于光的两大基本理构成了关于光的两大基本理论论。(4)提提出出了了
20、解解决决万万有有引引力力问问题题的的物物体体运运动动三三定定律律，构构成成了了一一个个完完整整的的力力学学体体系系，在在以以后后的的二二百百多多年年里里，居居于于物物理理学学的的统统治地位。治地位。2牛牛顿为顿为什么能什么能够够做出做出这这些重大些重大发现发现？提提示示他他有有虚虚怀怀若若谷谷的的谦谦虚虚态态度度、严严谨谨的的科科学学研研究究方方法法及及勤勤奋奋的探索精神。的探索精神。二、学二、学习习延伸延伸1法法国国生生物物学学家家巴巴斯斯德德说说“机机会会只只眷眷顾顾那那些些有有准准备备的的头头脑脑”。结结合合课课文内容，分析牛文内容，分析牛顿顿是怎是怎样发现样发现万有引力定律的。万有引力
21、定律的。提示提示侧侧重回答重回答发现发现万有引力的万有引力的过过程。程。2结结合合牛牛顿顿的的科科学学成成就就与与研研究究方方法法，分分析析他他这这句句话话的的含含义义。提提示示柏柏拉拉图图、亚亚里里士士多多德德这这对对师师生生是是希希腊腊先先哲哲的的代代表表人人物物。亚亚里里士士多多德德的的名名言言：“我我爱爱我我师师，但但我我更更爱爱真真理理。”表表明明他他非非常常尊尊敬敬老老师师，但但并并不不因因此此而而放放弃弃自自己己的的独独立立思思考考。表表明明真真理理高高于于一一切切。而而牛牛顿顿把把柏柏拉拉图图、亚亚里里士士多多德德当当成成自自己己的的朋朋友友，但但更更好好的的朋朋友友是是真真理理，表表明明牛牛顿顿的的成成就就是是在在前前代代伟伟人人成成果果基基础础上上取得的，但牛取得的，但牛顿顿的新成果更加接近真理。的新成果更加接近真理。
