第4课 近代科学之父牛顿 课程标准 了解牛顿顿的成长历长历 程及主要科学成就， 认识认识 其在社会发发展中的作用。 内容解读 1.牛顿顿力学体系的主要内容。 2.牛顿顿力学体系的意义义。 一、早期科学发明与创造 1童年时代：1642年出生于英国。从小就爱爱 思考，善于观观察生活。 2中学时代：他已开始进进行科学研究与 。成绩绩 优优异，考入剑桥剑桥 大学。 3大学时代：在剑桥剑桥 大学期间间，师师从著名学 者 教授 学习习，自学等人的 数学著作。大学毕业毕业 前，提出了数学上有名 的定理以 及 的 初步算法。实验实验巴罗罗笛卡尔二项项式微积积分 4黄金时代：16651666年间间，牛顿顿在 、数学 、力学等领领域的研究都取得了重要进进展。 (1)在 研究了 等 人的实验结实验结 果后，自己制作了一架 望远远 镜镜，对对太阳光进进行 实实 验验，证证明日光即白光由七色光组组成，还进还进 一 步说说明了物体颜颜色的形成原理。 (2)于 1668年设计设计 并制作了世界上第一架望远远 镜镜，用它考察了行星运动动，分析 现现象 ，预预言地球不是 。 (3)167 2年，牛顿顿在提交给给英国皇家学会的论论文关 于光和色的新理论论中，提出了光的本质质是的见见 解。这这与以后波兰兰物理学家惠更斯的“ ”构成 了关于光的两大基本理论论。光学伽利略折射反射反射潮汐正球体微粒波动说动说 名师点拨：牛顿的成就证明科学发现始终是在 继承与突破传统认识的过程中不断向前发展的 。 二、发现万有引力定律 1万有引力定律：在大学里，牛顿顿在研究哥 白尼等人在天文学方面研究成果的基础础上， 经过经过 反复思考与实验实验 后，他得出：宇宙中一 切物体之间间，都存在着一种相互吸引的作用力 ，这这就是的结结 论论。 2经典力学理论：1687年牛顿顿的划时时代科学 巨著自然哲学中的原理 出版，确定了解决万有引力问题问题 的。这这是 一本重要的力学全书书，它用数学表达方式，构 成一个完整的力学理论论体系。在那以后，牛 顿顿力学就成为经为经 典力学理论论。居于统统治地位多 年。万有引力数学物体运动动三定律200 名师点拨：牛顿力学是整个物理学和天文学的 基础，也是现代众多工程技术的理论基础。 三、勤奋的探索与科学的研究方法 1牛顿说说自己并没有什么特别别的方法，只不 过对过对 一件事能够够用很长时间长时间 加以考虑虑。 2除了勤奋奋的探索精神外，牛顿顿将作为为得 出科学概念的主要途径。 3后人将牛顿顿的研究方法总结为总结为 “ ”法。 名师点 拨：牛顿是17世纪科学革命中最伟大的科学家 ，也是人类历史上最伟大的科学家之一。 实验实验归纳归纳 演绎绎 拓展1 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。 (1)牛顿经顿经 典力学诞诞生的客观观条件是什么？ (2)想一想牛顿顿物理分析法的特征是什么？ 答案 (1)继承前人的科研成果；科技自身发发 展的要求。 (2)利用数学作完整的推演；注重实验实验 。 拓展2根据上 图图的提示思考，牛顿为顿为 什么被称为为“宇宙定 律的发现发现 者”？ 答案 自然哲学中的数学原理的问问世，标标志着 牛顿顿已经经建立起一个完整的力学理论论体系， 把天地间间万物的运动规动规 律概括在一个严严密的 统统一理论论中。因此，牛顿顿成为为宇宙规规律的发发 现现者。 【角度1】牛顿力学体系的主要内容有哪些？ 提示 (1)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。 (2)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，加速度的方向与外力合 力的方向相同。牛顿力学体系及意义 (3)牛顿第三定律，又称作用力与反作用力定 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。 (4)万有引力定律是自然界最普遍的定律之一 。它是牛顿在当时天文学和力学成就的基础上 ，主要根据开普勒三定律、落体运动规律和牛 顿第二定律等，对天体的运动和地面上物体的 运动进行长期观察和研究所得出的结果。 【角度2】牛顿顿力学体系的意义义有哪些？ 提示 (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。 阅读阅读 下面材料： 材料 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。 请请回答： “牛顿时顿时 代”是什么样样的时时代？牛顿顿有什么贡贡 献？ 答案 时代：17世纪纪中叶至18世纪纪20年代， 处处于资资本主义义手工工场时场时 期，资产阶级资产阶级 文化 在逐渐发渐发 展。贡贡献：提出物体机械运动动的三 大定律和万有引力定律，是人类认识类认识 史上对对 自然规规律的第一次理论论性的概括和综综合。 特别提醒 牛顿力学的创立，标志着人类科 学时代的开始。 学思之窗 1你怎样看待牛顿顿的学习习方法？ 答案提 示 牛顿的学习方法是科学的。通过做实验、 记笔记，积累数据，并能够把知识进行分类整 理。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。 2牛顿顿以怎样样的态态度看待他所取得的成就？ 在他身上我们们能够够学到科学家的哪些优优秀品 质质？ 答案提 示 牛顿对待自己取得的成绩是很谦虚的。我 们可以从科学家身上学到虚怀若谷的谦虚态度 和严谨的科学研究态度，还有勤奋的探索精神 等。 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论发现 ？这这些理论发现论发现 的贡贡献是什么？答案提示 牛顿是英国物理学家、天文学家和数学家。在天文学方面，他解释了潮汐现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系；牛顿从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差现象等；在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了三条运动基本定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系；在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定理”，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学； 在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的 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 然哲学中的数学原理中，他用数学解释了哥 白尼的日心说和天体运动的现象。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。 2牛顿为顿为 什么能够够做出这这些重大发现发现 ？ 答案提 示 在吸收了前人研究成果的基础上，再加上 牛顿勤奋的探索和科学的研究方法。 二、学习延伸 1探究活动动：法国生物学家巴斯德说说：“机 会只眷顾顾那些有准备备的头脑头脑 ”。结结合课课文内 容，分析牛顿顿是怎样发现样发现 万有引力定律的。 答案提 示 侧重回答发现万有引力的过程。 2阅读阅读 与思考：结结合牛顿顿的科学成就与研究 方法，分析他这这句话话的含义义。 答案提 示 牛顿在大学里，就已经了解到哥白尼、伽 利略和开普勒在天文学方面的研究成果，他相 信开普勒提出的行星按一定轨道运行的理论。 在此基础上，牛顿进一步思考，行星为什么会 这样运动？最终牛顿得出万有引力定律。牛顿 所采用的“归纳演绎”方法也是建立在伽利略 、培根等科学家的研究基础上，他是第一个充 分使用这种方法的人。所以牛顿把前人都看作 自己的朋友，但又不盲目地迷信前人，而是不 断发展、创新，所以牛顿说“我更好的朋友是 真理”。单击此处进入 活页规范训练