精华版]近代科学之父牛顿

常识积累近代科学技术的发展

牛顿和经典力学

1、牛顿早期科学发明与创造

⑴ 童年时代：1642年牛顿出生于英国北部一个小村庄，他从小就爱思考，善于观察生活，观察生活中人们的劳动，再根据人们的需要进行一些发明和创造。

⑵ 中学时代：他已开始进行科学研究与实验。成绩优异，考入剑桥大学。

⑶ 大学时代：牛顿在剑桥大学期间，除了师从著名学者巴罗教授学习外，还用大量时间自学笛卡尔等人的数学著作，这些著作将牛顿引导到当时数学的最前沿-----解析几何和微积分方面。大学毕业前，他就提出了数学上有名的二项式定理以及微积分的初步算法。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。

⑷ 黄金时代：1665—1666年，牛顿在家乡居住的两年，是牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在光学、数学、力学等领域的研究都取得了重要进展。 ①牛顿在研究了伽利略等人的实验结果后，自己制作了一架折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光即白光由七色光组成，还进一步说明了物体颜色的形成原理。

②牛顿于1668年设计并制作了世界上第一架反射望远镜，用它考察了行星运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体。

③1672年，牛顿在提交给英国皇家学会的论文《关于光和色的新理论》中，提出了光的本质是的微粒见解。这在以后的两个世纪中与波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、发现万有引力定律

⑴ 万有引力定律的发现

在大学里，牛顿就已经了解了哥白尼、伽利略和开普勒等人在天文学方面的研究成果。但他有新的思考，经过反复思考与实验后，他得出结论：宇宙中一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用，这种相互吸引的作用力，就是万有引力。

⑵ 物理运动三大定律的发现

1687年牛顿的划时代科学巨著《自然哲学中的数学原理》出版，在这部著作中，他确定了解决万有引力问题的物体运动三定律。这是一本重要的力学全书，它用数学表达式的表达方式，把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，从而构成一个完整的力学理论体系。在那以后，牛顿力学就成为经典力学。居于统治地位200多年，直到爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立才打破了这种权威。

史上最伟大的20位科学家

一、艾萨克·牛顿

英国物理学家、数学家，被誉为“近代物理学之父”。提出万有引力定律和三大运动定律，构成经典力学基础，在光学、微积分等领域也有卓越贡献。

二、伽利略·伽利莱

意大利物理学家、天文学家、哲学家，现代科学方法的奠基者之一。改进望远镜，观察到月球表面、木星的卫星系统以及太阳黑子，有力支持了日心说。

三、阿尔伯特·爱因斯坦

瑞士裔美国物理学家，相对论的创立者。狭义相对论和广义相对论彻底改变了人类对时间、空间和重力的理解，质能方程E=mc²更是成为物理学的标志性成果。

四、尼古拉斯·哥白尼

波兰天文学家，提出日心说模型，结束了长达千年的地心说统治，为现代天文学的发展奠定了基础。

五、路易·巴斯德

法国微生物学家、化学家，微生物病原论的奠基人。发明巴氏消毒法、疫苗接种技术以及对发酵过程进行研究。

六、迈克尔·法拉第

英国物理学家、化学家，电磁学领域的先驱。发现电磁感应现象，为电动机和发电机的发明提供了理论基础，并建立了电磁场的概念。

七、约翰内斯·开普勒

德国天文学家，发现开普勒定律，这些定律描述了行星围绕太阳运行的规律，为牛顿的万有引力定律提供了重要数据支持。

八、詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

苏格兰物理学家，电磁理论的集大成者。麦克斯韦方程组统一了电与磁的理论，预言了电磁波的存在，为无线电通信、现代物理学的发展奠定了基石。

九、安托万-洛朗·拉瓦锡

法国化学家，化学革命的领军人物。提出质量守恒定律，确立了燃烧的氧化理论，是现代化学命名法的奠基人之一。

十、欧内斯特·卢瑟福

新西兰出生的英国物理学家，原子核物理学之父。通过α粒子散射实验发现了原子核，为原子结构模型的建立做出了决定性贡献。

十一、查尔斯·达尔文

英国自然学家，进化论的提出者。《物种起源》阐述了自然选择理论，革命性地改变了生物学乃至整个自然科学界对生命起源和进化的认识。

十二、列奥纳多·欧拉

瑞士数学家、物理学家，数学史上最多产的学者之一。在数论、分析、几何、代数以及物理学等多个领域均有深远影响，其公式和定理广泛应用于现代科学。

1 近代科学之父牛顿

授课人 尚义

课题 近代科学之父牛顿 课型

教学目标 1．知识与能力：

了解牛顿的成长历程，识记牛顿的主要科学成就：数学二项式定理和微积分；光学：光学分析；天文学：发明反射望远镜；力学：建立经典物理学理论体系等。评述牛顿的历史地位，评述牛顿力学体系的形成及其在科学史上的重要地位和作用。

2．过程与方法 ：

编制表格，培养归纳概括和知识系统化的能力。利用网络和图书馆等途径培养查找资料和探究问题的能力。

3．情感态度价值观

感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神。学习牛顿科学的研究方法和勤奋精神。培养学生树立为科学和真理献身的精神。

教学重难点 重点

牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位作用

牛顿能够成为近代科学之父的原因

难点

牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用

教具准备 多媒体课件：PPT《 近代科学之父牛顿》

教学活动过程

教师活动 学生活动

第一部分．导入新课：

投放幻灯片：牛顿墓碑上的文字“启蒙运动时期英国诗人亚历山大.蒲伯曾经在牛顿的墓碑上这样写道：

自然界和自然规律

隐藏在黑暗中，

上帝说：

让牛顿出生吧！

设计意图

导入新课，为牛顿在世界科学地位做了心理铺垫。

2 于是，一切都成为光明。”

请大家思考这段话，然后用简洁的话概括。

请xxx同学概括一下。

是牛顿使人类了解和认识自然界和自然规律。今天我们就一起来学习一个牛人——近代科学之父牛顿。

第二部分：牛顿有啥牛

“先请大家看幻灯片，感受一下今天的主角—牛人牛顿。”边看边介绍，突出：26岁：教授；皇家墓地：荣耀；各国邮票；牛等。

板书：

牛顿有啥牛：地位之高

“牛顿之牛，地位之高，主要是成就大”

板书：成就之大

“请大家快速阅读教材，同时看幻灯片边，按学科领域分门别类地填写相应内容。注意应该包括：早期科学发明与创造；发现万有引力定律（晚期）”

古希腊的灿烂文化，在漫长的黑暗中埋没风尘，黯然失色。15世纪，文艺复兴的大旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生命，蓬勃成长。科学巨匠哥白尼、第谷、开普勒、伽利略以及笛卡尔等先后著名于欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利。

牛顿———伟大的科学家，经典物理学理论体系的建立者，在欧洲政治、经济和科学文化新变革的时代诞生的。

1643年1月4日，在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿，出生时只有三磅重，接生婆和他的亲人都担忧他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微缺乏道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人，并且竟活到了85岁的高龄。

牛顿在少年时代并没有显露出引人注目的科学天才，他跟普通人一样，只是学习成绩稍好而已。如果说牛顿和别的孩子有什么不同的话，那就是他的动手能力相当强。他每做一件东西，总是一声不吭地埋头苦干。如果做得不适宜就拆了重做，绝不马虎。他做过会活动的水车；做过能测出准确时间的水钟；还做过一种水车风车联动装置，使风车可以在无风时借助水力驱动。

1658年9月3日，一场罕见的暴风雨侵袭英格兰。狂风怒吼，牛顿家的房子直晃悠，就像要倒了似的。牛顿为大自然的威力迷住了，不禁想测验飓风的力量。他冒着狂风暴雨来到后院，一会儿逆风跑，一会儿顺风跳。为了接受更多的风力，他索性敞开斗篷向上跳跃，认准起落点，仔细量距离，看狂风把他吹出多远。

1661年，18岁的牛顿从中学毕业后考上了剑桥大学。这是英国最古老的大学之一，是全国青年学生向往的最高学府。尽管牛顿在中学里是个优等生，可是剑桥大学集中了各地的尖子学生，他的学习成绩赶不上别人，特别是数学的差距更大。牛顿并不气馁，就像他少年时代喜欢思考问题一样，踏踏实实地学习，直到透彻地理解为止。他在大学的头两年里，除了学习算术、代数、三角以外，还认真学习了欧几里得?几何原本?，弥补了过去的缺乏。他又钻研笛卡尔的?几何学?，熟练地掌握了坐标法。这些数学知识，为牛顿后来的科学研究打下了坚实的根底。