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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①生产的迅速发展对基础理论提出了迫切要求②伽俐略等人的研究已有坚实的基础③牛顿个人的伟大天才和所做出的巨大努力④同时代众多著名科学家协同一致的通力合作A、①②③④B、①②④C、①②③D、②③④3、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。
2018-2019学年高中历史第五单元杰出的科学家第18课近代科学体系的奠基人牛顿学案（含解析）岳麓版选修4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中历史第五单元杰出的科学家第18课近代科学体系的奠基人牛顿学案（含解析）岳麓版选修4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第18课近代科学体系的奠基人牛顿清单一勤奋好学、善于探索成长的足迹错误!1。
童年时代出生于英国林肯郡的一个村庄，爱动脑筋，动手能力强。
2．中学时代一度辍学，喜欢读书及钻研数学问题。
3．大学时代进入剑桥大学三一学院学习，发现代数二项式定理.4．乡下两年发明了微积分，发现了日光的组成，并开始研究引力问题。
清单二创立经典力学体系万有引力定律错误!1。
提出“万有引力”概念（1)条件①开普勒发现了行星绕日运动的三大定律。
②伽利略发现了力学的一些基本原理。
(2)内容：通过研究证明宇宙间所有的物体都是相互吸引的。
(3)意义：对以后的天体研究起了极大的推动作用.2．创立经典力学体系(1）标志：1686年,撰写《自然哲学的数学原理》一文，提出力学的三大定律和万有引力定律，为经典力学规定了一套基本概念，1687年问世。
（2)地位:是近代科学体系形成的标志。
［深化认知］近代科学是建立在科学实验的基础上，通过科学分析，揭示客观事物本质规律，并形成系统的科学理论。
牛顿创立的经典力学体系,实现了物理学史上第一次大飞跃，标志人类科学时代的开始;引发了第一次工业革命，使人类社会进入蒸汽时代;用数学方法描述宇宙运行自然法则，为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了基础。
高二历史第五单元《杰出的科学家》岳麓版选修四【本讲教育信息】一. 教学内容：历史选修四第五单元《杰出的科学家》第17课《晚明科技群英》、第18课《近代科学体系的奠基人牛顿》、第19课《著名铁路工程师詹天佑》、第20课《20世纪科学巨匠爱因斯坦》、第21课《“地质之光”李四光》二. 学习目标：1、了解李时珍、詹天佑、李四光等科学家的主要事迹，认识他们对社会发展所做的贡献。
2、了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。
三. 重难点讲解：知识点一、医圣李时珍1. 背景：（1）农耕经济发达；（2）商品经济的发展和资本主义的萌芽；（3）炼丹求仙盛行。
2. 贡献：总结性药物学专著《本草纲目》。
李时珍是中国古代卓越的医药学家，世称“医中之圣”，他的伟大医学成就受到了世界人民的赞誉，被公认为对人类最有贡献的科学家之一。
李时珍的《本草纲目》是一部具有总结性的药物学专著，中国古代医药学、植物学的宝贵遗产，对中国乃至世界医药学的发展都起到了重大推动作用，它首创了按药物自然属性逐级分类的纲目体系，这种分类思想是现代生物分类学的重要源泉之一，比现代植物分类学创始人林奈的《自然系统》早了一个半世纪。
达尔文曾将这部书称为“中国的百科全书”。
3. 影响：《本草纲目》传到外国，在世界上产生了广泛影响，被称为古代中国的百科全书。
1951年参加世界和平理事会的各国代表一致推崇李时珍为世界文化名人。
知识点二、著名铁路工程师詹天佑1. 背景：鸦片战争后，资本主义经济入侵中国，自然经济逐渐瓦解，国家面临危机。
2. 贡献：自主创新修建京张铁路。
詹天佑作为中国第一批留学美国的学生，回国后担任铁路工程师，率领中国工程人员，克服重重困难，踏勘并主持修建京张铁路，成为中国人自行设计和修筑的第一条铁路干线，并为建立中国铁路近代化制度作出了卓越贡献。
詹天佑从事铁路事业三十多年，几乎和当时我国的每一条铁路都有不同程度的关系。
近代科学体系的奠基人牛顿一、学习目标1.了解牛顿的成长历程及主要科学成就，概括牛顿能够成为近代科学之父的原因。
2.认识他对社会发展所作的贡献，评价牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位作用。
二、核心概念近代自然科学：指从16～19世纪的自然科学，又称近代实验自然科学。
19世纪末和20世纪是现代自然科学发展的时期。
从15世纪起出现了全新的自然观念，认为人是世界的中心、高于自然，借助科学发现和发明，可以掌握自然规律，能够合理利用自然，让自然界为人类造福。
从古代自然科学发展到近代自然科学，是人类对自然界认识的一次大飞跃，标志着人类认识和改造自然的能力的提高。
15世纪中叶，资本主义政权陆续在欧洲各国建立，资产阶级革命为近代自然科学的诞生提供了社会条件。
同时，科学本身为争得自己的独立地位，摆脱宗教的桎梏，也进行了不屈不挠的斗争。
许多科学家为坚持真理而献身的精神，在科学史上写下了壮丽的篇章，实验科学的兴起，更使自然科学有了独立的实践基础。
从此，近代自然科学开始了它相对独立发展的新时代。
经典力学：经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。
20世纪以来，由于物理学的发展，在微观（量子尺度）、高速（接近光速）等领域，经典力学的局限性暴露出来。
三、必修回顾必修二：第一次工业革命。
必修三：物理学的重大进展。
四、自主学习【课前预习】1.据教材分阶段概括牛顿的生平经历。
2.牛顿的一生有哪些重大理论发现和贡献？（1）数学：提出二项式定理以及微积分的初步算法。
（2）光学：1）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由七色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理。
2）1672年《关于光和色的新理论》提出光的本质是微粒学说。
第18课近代科学体系的奠基人牛顿成长的足迹1.童年时代出生于英国林肯郡的一个村庄，爱动脑筋，动手能力非常强。
2．中学时光中学一度辍学，喜欢读书及钻研数学问题。
3.大学时光1661年6月，进入剑桥大学学习，刻苦钻研数学，发现了代数二项式定理。
4．乡下两年这期间他发明了微积分，发现了日光的组成，并开始研究引力问题。
万有引力定律1.研究万有引力(1)牛顿继承了开普勒、伽利略等人的工作，设法通过数学方法计算出地球对月亮的引力。
(2)通过大量的研究，发现了万有引力定律。
2．建立力学体系(1)建立：1686年，牛顿撰写了《自然哲学的数学原理》一文，提出了力学的三大定律和万有引力定律。
(2)影响①万有引力定律的创立，对以后的天体研究起了极大的推动作用。
②人们把“牛顿力学”体系的建立当作近代科学体系形成的标志。
晚年的困惑1.表现(1)晚年的牛顿转而迷恋和钻研宗教与神秘思想。
(2)写下了大量的《圣经》评注和其他神学论文。
2．原因(1)由于过度疲劳以及为确定最先发明权与同行的争吵，患上了严重的忧郁症。
(2)大千世界的奥秘无穷无尽，人们对它的认识也总是相对的。
(3)在牛顿生活的那个时代，中世纪神学的巨大阴影还未消退，科学家也会有其局限性。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中牛顿力学体系的主要内容及在科学史上的重要地位1．主要内容(1)牛顿第一定律：又称惯性定律，是指任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，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，是指物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
(3)牛顿第三定律：又称作用反作用定律，是指两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。
(4)万有引力定律：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。
主要内容为自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。
2．重要地位牛顿力学是经典物理和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。
牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。
牛顿力学和热学还引发了以英国工业革命为起点的第一次技术革命，使人类进入蒸汽时代。
1．蒸汽机的发明和应用是第一次科技革命的巨大成就。
右图蒸汽机发明的主要理论依据是( )①力学三大定律②万有引力定律③热学原理④光学原理A．①②③④B．①③C．①②④D．②③④【解析】蒸汽机主要是依据力学原理与热学原理。
【答案】 B牛顿被称为近代科学之父的原因1.在天文学方面牛顿解释了潮汐现象，从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差等现象。
2．在物理学方面牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，并建立了经典力学的理论体系；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。
3．在数学方面牛顿创立了“代数二项式定理”，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学。
4．在光学方面牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，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。
2．“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。
曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。
”这主要肯定牛顿的发现( ) A．直接推动天文学的革命B．使人类彻底摆脱神学的束缚C．促使人类开始关注现世生活D．促成理性与思想的自由发展【解析】从题干材料中我们可以看出，牛顿的发现使人类有了自信，开始摆脱神学的束缚，开始具有思考与判断的能力，不再盲目崇拜，因此属于思想解放，故选D项。
【答案】 D阅读下列材料：材料一牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。
欧洲的科学，曾经有过辉煌的过去。
进入中世纪后，基督教会统治欧洲长达上千年，在这个漫长的岁月里，欧洲的科学被禁锢在神学思想中，成了宗教的附属物。
文艺复兴后的 200 年中，真正的科学伴随着资本主义的发展而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发展。
牛顿的时代是一个科学革命的大时代，而他也以巨大的成就给这个时代增添了绚烂的色彩。
材料二恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。
”请回答：(1)根据材料一分析，近代科学迅速发展的原因是什么。
(2)根据材料二概括牛顿的具体成就。
【思路分析】(1)原因：__________________________________________________________________。
(2)成就：___________________________________________________________________。
【答案】(1)原因：资本主义发展为科学的发展奠定物质基础和发展动力；文艺复兴解放了人们的思想。
(2)成就：发现代数二项式定理，发明微积分，发现日光的组成，提出力学的三大定律和万有引力定律，为经典力学规定了一套基本概念。
一、选择题1．1661年牛顿进入剑桥大学三一学院，他在这里的经历及所受到的影响不包括( ) A．得到著名教授巴罗的赏识和悉心指导B．初步养成读书、思考和动手做实验的习惯C．形成了较好的数学和自然科学素养D．获得学士学位并被举荐为研究生【解析】初步养成读书、思考和动手做实验的习惯是在牛顿的少年时期。
【答案】 B2．罗素说：“几乎所有现代世界与古代世界之间的区别，都得归功于17世纪取得最辉煌成就的科学。
”这句话中“17世纪取得最辉煌成就的科学”指的是( ) A．相对论B．生物进化论C．量子力学D．经典力学【解析】注意限制信息“17世纪取得最辉煌成就的科学”，根据所学知识可知是经典力学。
【答案】 D3．牛顿一生中科学研究最旺盛的时期，取得的成就有( )①发现代数二项式定理②发明微积分③发现日光的组成④开始研究引力问题A．①②③④ B．①②④C．①③④D．②③④【解析】“最旺盛的时期”是指剑桥大学关闭后在乡下居住的时期，此时牛顿取得的成就是②③④。
【答案】 D4．牛顿的哲学中承认时间、空间的客观存在，也对暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排，他用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则，他是一位震古烁今的科学巨人。
下列对他的评价不正确的是( )A．实现了物理学的伟大飞跃B．丰富和发展朴素唯物主义C．为启蒙思想提供科学基础D．敬畏真实并抨击宗教神学【解析】从材料“也对暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排”可以看出，牛顿并未抨击宗教神学，故选D项。
【答案】 D二、非选择题5．阅读下列材料：材料一如图为英国纪念牛顿《自然哲学的数学原理》出版发行300周年的邮票，邮票中万有引力定律公式的背景就是一只红色的大苹果。
在牛顿描述的世界中，处处充满了井然有序的规律和准则……于是更多的人开始建立这样一种世界观：既然物质世界有着如此的自然规律，那么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在，只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法运用于人类社会，那么社会发展的规律也能被掌握。
——《大国崛起》材料二更让人扼腕的是，牛顿在晚年时竟成了神学的奴隶，一心要证明上帝的存在。
提出了太阳系起源于神秘的“第一推动力”。
在《自然哲学的数学原理》第二版中，他加进了一个《总释》，他在《总释》中说：“这个由太阳、行星和彗星组成的最完美的体系，只能来自一个全智全能的主宰的督促和统治。
”在出任造币厂的监督后，又埋头于荒唐的炼金术。
——《太空探索》2006年第4期请回答：(1)结合材料一及所学知识，如何认识牛顿所取得的成就。
(2)结合材料二，说明牛顿的信仰与其科学研究有什么关系。
(3)综合上述材料你认为应该如何评价牛顿？【解析】第(1)问，根据图中的苹果及反映的故事，可以理解牛顿对事物善于观察思考的品质。
第(2)问，材料体现出牛顿的科学研究是出于对上帝的无限信仰与崇敬。
第(3)问，应坚持辩证的人物分析法，在肯定其伟大成就的前提下承认其个性上的缺陷。
【答案】(1)肯定了牛顿的伟大成就，突出了牛顿善于观察思考的品质。
(2)牛顿希望通过科学研究来理解上帝、验证上帝的存在，因此对基督教的信仰成为其科学研究的重要动力。
(3)牛顿首先是人类历史上最伟大的科学家之一，当然他也有作为一名普通人的性格缺陷。
课时作业(十八)一、选择题1．相传当牛顿看见下图所示树上的苹果落地时，顿悟出了( )牛顿故居A．万有引力定律B．惯性定律C．作用力与反作用力定律D．加速度定律【解析】本题考查学生再认、再现历史知识的能力。
简单回顾教材内容即可。
【答案】 A2．牛顿万有引力定律的发现源于对哪一领域成就的思考( )A．光学领域B．数学领域C．天文学领域D．经典力学领域【解析】牛顿万有引力定律的发现源于对天文学领域的思考。
【答案】 C3．《自然哲学的数学原理》是一部划时代的科学巨著。
下列有关这部著作的说法，正确的是( )A．确定了物体运动三定律B．阐明了光的两大基本理论C．论证了人类起源于物质世界的进化D．奠定了原子能利用的理论基础【解析】本题考查《自然哲学的数学原理》的内容，该著作阐述的是牛顿的物体运动三定律。
【答案】 A4．亚里士多德认为，宇宙中的万事万物都是运动的，“任何运动着的事物都必然有推动者”、造物主就是那个“第一推动者”。
下列理论思想最先推翻这一观念的是( ) A．莎士比亚的人文思想B．牛顿的经典力学体系C．达尔文的进化思想D．爱因斯坦的相对论【解析】1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出了经典力学，把宇宙间运动的物质联系成一个科学体系。
【答案】 B5．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。
”他所指的著作是( )A．康德的《纯粹理性批判》B．牛顿的《自然哲学的数学原理》C．赫胥黎的《人类在自然界中的位置》D．达尔文的《物种起源》【解析】牛顿的《自然哲学的数学原理》中提出了物体运动的三大定律和万有引力定律，把地球上的物体的运动和天体的运动概括到同一个理论之中，因而成为天文学和宇宙学思想的基础。
【答案】 B6．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( )①第一个充分利用实验得出科学结论的人②创立的力学体系完成了人类对自然界第一次理论大综合③其科学成就推动了启蒙运动兴起④在伽利略的基础上，使人们的认识深入到微观世界A．①② B．①③④C．②③D．②③④【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①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②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③正确；牛顿力学主要关注宏观物体的运动，故④错误；C项符合题意。
