1、第四课第四课近近 代代 科科 学学 之之 父父牛顿牛顿 Isaac Newton.(16421727)近代科学体系的奠基人近代科学体系的奠基人 牛顿牛顿 第第 4 4 课课剑桥大学校园剑桥大学校园课程标准课程标准1 1了解牛顿的成长历程、主要科学了解牛顿的成长历程、主要科学成就成就2 2认识牛顿在社会发展中的作用。认识牛顿在社会发展中的作用。3 3学习牛顿勤于动脑、勇于实践、学习牛顿勤于动脑、勇于实践、热爱科学、献身科学的优秀品质。热爱科学、献身科学的优秀品质。19871987年年9 9月月1 1日，在北京科学会堂聚集了日，在北京科学会堂聚集了400400多位科技工作者，纪念多位科技工作者，纪
2、念牛顿牛顿自然哲学的数自然哲学的数学原理学原理出版出版300300周年。这次大会是由周年。这次大会是由8 8个学个学会和会和9 9个团体联合举办的个团体联合举办的 牛顿的著作对牛顿的著作对300300年来自然科学的发展产生了深刻的影年来自然科学的发展产生了深刻的影响。牛顿设想的大炮启发了后人发射出人造地球卫星：响。牛顿设想的大炮启发了后人发射出人造地球卫星：牛顿三定律被广泛地应用到牛顿三定律被广泛地应用到300300年来的科学技术之年来的科学技术之中中牛顿的科学成就是无与伦比的。牛顿的科学成就是无与伦比的。但是他自己却但是他自己却谦逊地说：谦逊地说：“如果说我比笛卡儿看得远一点，那是因如果说我
3、比笛卡儿看得远一点，那是因为我站在巨人的肩膀上为我站在巨人的肩膀上”的确的确，牛顿的成就是在总结牛顿的成就是在总结伽利略、开普勒等人的学说上建立起来的，伽利略、开普勒等人的学说上建立起来的，牛顿力学牛顿力学的诞生是历史的产物。的诞生是历史的产物。成长篇成长篇探究探究1 1：牛顿出生的大环境怎样呢？：牛顿出生的大环境怎样呢？政治：政治：英国资产阶级革命进行中英国资产阶级革命进行中经济：经济：资本主义经济发展资本主义经济发展思想：思想：文艺复兴、宗教改革文艺复兴、宗教改革,解放了思想解放了思想自然科学：自然科学：出现伽利略等近代自然科学家出现伽利略等近代自然科学家自然界和自然规律自然界和自然规律隐
4、藏在黑暗中，隐藏在黑暗中，上帝说：上帝说：让牛顿出生吧！让牛顿出生吧！于是，一切都变得光明。于是，一切都变得光明。英国诗人蒲伯曾经这样写道：英国诗人蒲伯曾经这样写道：成长篇成长篇 成长篇成长篇苹果砸头居然砸出了伟大的万有引力苹果砸头居然砸出了伟大的万有引力定律，真是得来全不费功夫！牛顿真有这定律，真是得来全不费功夫！牛顿真有这么好的天赋吗？么好的天赋吗？牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有重只有 3磅，差点夭折。他两岁时母亲改磅，差点夭折。他两岁时母亲改嫁，靠外祖母抚养。牛顿小学时期，体弱
5、嫁，靠外祖母抚养。牛顿小学时期，体弱多病，性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，多病，性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言，性格倔强，而这种习性可自幼沉默寡言，性格倔强，而这种习性可能来自他的家庭处境。能来自他的家庭处境。少年牛顿资质平常，成绩一般，但他少年牛顿资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风如风车、木钟、折叠式提灯车、木钟、折叠式提灯等等。等等。成长篇成长篇探究探究2 2牛顿在牛顿在童年时童年
6、时候和中候和中学时候学时候养成怎养成怎样的良样的良好习惯好习惯呢？呢？1）童年时期：）童年时期：善于观察善于观察、发明创造、发明创造2）中学时期：）中学时期：科研与实验科研与实验牛顿的母校牛顿的母校英国剑桥大学英国剑桥大学牛顿数学桥是剑桥大学牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由城里的一大景观，全桥由71777177根大小不一的木头衔接根大小不一的木头衔接而成，有而成，有1029910299个接口，如个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要计算，那么至少需要 1029910299枚铁钉。枚铁钉。但牛顿把所有铁钉但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用都倒
7、进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇一枚铁钉，这就是数学的奇妙。妙。多少年来，剑桥数学系多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘，换句话说就是想桥的奥秘，换句话说就是想在纸头上造一座跟数学桥一在纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者无一。模一样的桥。但如愿者无一。多数人设计出来的桥至少需多数人设计出来的桥至少需要上千枚铁钉才能达到原桥要上千枚铁钉才能达到原桥同等效果，只有少数几人把同等效果，只有少数几人把铁钉数量减少铁钉数量减少 到千枚数之内。到千枚数之内。有个冰岛人，他创造了有史有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数以来的最好成绩，把
8、铁钉数减少到减少到561561枚。枚。牛顿的老师巴罗牛顿的老师巴罗(1630(1630 1677),1677),曾任剑桥大曾任剑桥大学第一任学第一任“卢卡斯教授卢卡斯教授”,三三一学院院长和剑桥大学副校一学院院长和剑桥大学副校长长 ，是当时顶尖的数学家和，是当时顶尖的数学家和科学家，剑桥大学的首席教科学家，剑桥大学的首席教授席位就是专门为他设立的，授席位就是专门为他设立的，但他在但他在3939岁时就主动退休了，岁时就主动退休了，因为他要将席位让给当时只因为他要将席位让给当时只有有2828岁的牛顿，以给牛顿更岁的牛顿，以给牛顿更大的发展空间。大的发展空间。牛顿果然没有辜负恩师的牛顿果然没有辜负恩
9、师的厚望，大放异彩，成果累累，厚望，大放异彩，成果累累，在谈到自己成功的原因时，在谈到自己成功的原因时，他非常感激地表示，因为自他非常感激地表示，因为自己站在巨人的肩膀上己站在巨人的肩膀上。笛卡尔笛卡尔(Descartes,Rene du Perron)(Descartes,Ren)(Descartes，Rene)(1596-1650)，法国哲学家，数学家，法国哲学家，数学家，物理学家，解析几何学物理学家，解析几何学奠基人之一奠基人之一。科学贡献篇科学贡献篇探究探究3 3：在科学领域，牛顿取得那些科学成就呢？：在科学领域，牛顿取得那些科学成就呢？成就：成就：天文学：天文学：反射望远镜反射望远镜
10、，研究潮汐现象，预研究潮汐现象，预言地球不是正球体言地球不是正球体物理学：物理学：经典力学理论经典力学理论；光学：光学：日光原理日光原理、微粒说；微粒说；数学：数学：二项式定理、微积分计算二项式定理、微积分计算爱因斯坦说：爱因斯坦说：“在人类历史上，能够结合物理实验、在人类历史上，能够结合物理实验、数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位，数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位，那就是那就是牛顿牛顿。”光学领域：光学领域：A、发明折射望远镜：、发明折射望远镜：n 用途：证明日光由七色光组成；用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理；说明物体颜色的形成原理；n 意义：奠定光谱
11、学的基础；意义：奠定光谱学的基础；光学领域：光学领域：B、创、创“微粒说微粒说”与惠更斯的与惠更斯的“波动说波动说”构成光的两大基本构成光的两大基本理论；理论；天文学领域：天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜发明世界上第一架反射望远镜 用途：考察行星运动；用途：考察行星运动；分析潮汐现象；分析潮汐现象；预言地球不是正球体；预言地球不是正球体；意义：对天体观察进入新阶段；意义：对天体观察进入新阶段；发现万有引力的原因：发现万有引力的原因：哥白尼、伽利略、开普勒的基础哥白尼、伽利略、开普勒的基础 牛顿思考与实践牛顿思考与实践n 定义：定义：宇宙中一切物体之间宇宙中一切物体之间相互吸引的作用相互吸
12、引的作用n 意义：意义：天文学基础定律、推动天体运动研究天文学基础定律、推动天体运动研究16871687年年自然哲学中的数学原理自然哲学中的数学原理内容：内容：意义：意义：形成经典力学理论，形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年；居物理学的统治地位达二百年；标志近代科学形成标志近代科学形成；牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立人生价值篇人生价值篇具有虚怀若谷、谦虚具有虚怀若谷、谦虚好学精神好学精神；尊重他人的科研成果有尊重他人的科研成果有勇于探索精神勇于探索精神；甘于寂寞，甘于寂寞，献身科学的精神献身科学的精神等；科学的研究方法等；科学的研究方法.探究探究4 4：为什么牛顿能取得如此大的
13、成就呢？：为什么牛顿能取得如此大的成就呢？主观条件主观条件客观条件客观条件西欧思想解放运动西欧思想解放运动提供思想基础；提供思想基础；英国英国资产阶级革命资产阶级革命的洗礼；的洗礼；前人的研究成果前人的研究成果为牛顿提供很好的条件；为牛顿提供很好的条件；.材料一材料一：牛顿说牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。因为我站在巨人们的肩上。”材料二材料二：作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大学领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，
14、他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。材料四材料四：1717世纪中期到世纪中期到1818世纪欧洲社会变革的伟大时代，世纪欧洲社会变革的伟大时代，正当英国进行资产阶级革命时期，资本主义取得重大发正当英国进行资产阶级革命时期，资本主义取得重大发展时期，自然科学有所突破，思想文
15、化继承了文艺复兴展时期，自然科学有所突破，思想文化继承了文艺复兴时期的人文主义，进一步发展为理性主义时期的人文主义，进一步发展为理性主义材料三材料三：在他生活的时代，英国皇家社会还在倡导以观察在他生活的时代，英国皇家社会还在倡导以观察来验证科学概念的方法，而牛顿则将实验作为得出科学概来验证科学概念的方法，而牛顿则将实验作为得出科学概念的主要途径，这是牛顿第一次使用这种方法的人念的主要途径，这是牛顿第一次使用这种方法的人探究探究5 5：在他身上我们能学到科学家的：在他身上我们能学到科学家的哪些优秀品质哪些优秀品质？人生价值篇人生价值篇虚怀若谷的谦虚态度；虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学求知态度；勤奋
16、好学求知态度；善于思考善于观察；善于思考善于观察；正确科学研究方法；正确科学研究方法；勤奋探索科学精神；勤奋探索科学精神；严谨的科学研究态度严谨的科学研究态度 他在辞世之前曾简短地他在辞世之前曾简短地评价过自己：评价过自己：“我不知道世人怎样看我不知道世人怎样看我，但我自己以为我不过像一我，但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子，个在海边玩耍的孩子，不时为不时为发现比寻常更为美丽的一块卵发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳石或一片贝壳而沾沾自喜，至而沾沾自喜，至于展现在我面前的浩翰的真理于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。海洋，却全然没有发现。”对牛顿的评价对牛顿的评价 英国著
17、名诗人在他的墓碑英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言：上镌刻着铭言：让人们欢呼这样让人们欢呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。曾经因他而在世界上存在过。对牛顿的评价对牛顿的评价 1942年爱因斯坦为纪念牛顿年爱因斯坦为纪念牛顿诞生诞生 300周年而写的文章，对牛周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价顿的一生作如下的评价：“只有只有把他的一生看作为永恒真理而斗把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他争的舞台上一幕才能理解他”。依据教材，结合以依据教材，结合以上材料，就应该怎上材料，就应该怎样评价牛顿谈谈你样评价牛顿谈谈你的看法。的看
18、法。对牛顿的评价对牛顿的评价剑桥大学校园剑桥大学校园对牛顿的评价对牛顿的评价 牛顿是英国物理家、数学家和牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。是天文学家，是经典力学建立者。是近代科学之父。近代科学之父。他创建了经典力学的理论体系，他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现，做出划时代发明和发现，牛顿是牛顿是17C17C科学革命中所涌现出科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。上最伟大的科学家之一。明清时期是一个重要的社会转型期，科技领明清时期是一个重要的
19、社会转型期，科技领域的表现充分证明了这一结论。李时珍是对中域的表现充分证明了这一结论。李时珍是对中国传统科技的集大成者，但遗憾的是未催生近国传统科技的集大成者，但遗憾的是未催生近代科技。在李时珍去世后半个世纪出生的牛顿代科技。在李时珍去世后半个世纪出生的牛顿在对欧洲科技继承与发展的基础上推动了近代在对欧洲科技继承与发展的基础上推动了近代自然科学的产生，被誉为自然科学的产生，被誉为“近代自然科学之近代自然科学之父父”。探究探究6 6：试比较分析相同时期近代科技在中国试比较分析相同时期近代科技在中国和欧洲出现不同结局的原因。和欧洲出现不同结局的原因。探究探究6 6：试比较分析相同时期近代科技在中国
20、：试比较分析相同时期近代科技在中国和欧洲出现不同结局的原因。和欧洲出现不同结局的原因。经济基础不同：经济基础不同：政治政策不同：政治政策不同：思想条件不同：思想条件不同：政治制度的差异：政治制度的差异：中国自给自足的小农经济的分散性和狭隘性；中国自给自足的小农经济的分散性和狭隘性；欧洲资本主义产生发展。欧洲资本主义产生发展。封建统治者实行封建统治者实行“重农抑商重农抑商”和和“闭关锁闭关锁国国”政策，阻碍资本主义萌芽的成长，也政策，阻碍资本主义萌芽的成长，也阻碍了和工商业有关的科技的发展；欧洲阻碍了和工商业有关的科技的发展；欧洲先进国家进行保护科学发展的政策并推行先进国家进行保护科学发展的政策
21、并推行重商主义。重商主义。明清统治者实行文化专制主义；西方文艺明清统治者实行文化专制主义；西方文艺复兴、宗教改革、启蒙运动，解放了人们复兴、宗教改革、启蒙运动，解放了人们的思想。的思想。中国是日趋腐朽的封建制度，中国是日趋腐朽的封建制度，欧洲向资产阶级代议制过渡。欧洲向资产阶级代议制过渡。1 1、牛顿提出的物体机械运动定律不包括、牛顿提出的物体机械运动定律不包括 A A、万有引力定律、万有引力定律 B B、惯性定律、惯性定律 C C、加速度定律、加速度定律 D D、作用与反作用定律、作用与反作用定律2 2、1717世纪牛顿力学体系产生原因有世纪牛顿力学体系产生原因有 生产的迅速发展对基础理论提
22、出了迫切要求伽生产的迅速发展对基础理论提出了迫切要求伽俐略等人的研究已有坚实的基础牛顿个人的伟大天才俐略等人的研究已有坚实的基础牛顿个人的伟大天才和所做出的巨大努力同时代众多著名科学家协同一致和所做出的巨大努力同时代众多著名科学家协同一致的通力合作的通力合作 A A、B B、C C、D D、跟踪训练跟踪训练3 3、实现了物理学史上第一次飞跃的是、实现了物理学史上第一次飞跃的是A A、电磁学理论的建立、电磁学理论的建立B B、进化论的出现、进化论的出现C C、牛顿力学的建立、牛顿力学的建立D D、日心说的提出、日心说的提出4 4、科学巨著、科学巨著自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理的作者是的作
23、者是A A、牛顿、牛顿 B B、达尔文、达尔文 C C、莱布尼茨、莱布尼茨 D D、哥白尼、哥白尼5 5、下列关于牛顿的评述不正确的是、下列关于牛顿的评述不正确的是A A、牛顿被誉为、牛顿被誉为“近代科学开创者近代科学开创者”B B、牛顿的三大成就是万有引力定律、微积分学和对光、牛顿的三大成就是万有引力定律、微积分学和对光的分析的分析 C C、牛顿的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现、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代工程力学和技术的理论基础D D、牛顿的热学和力学引发了以英国工业革命为起点的、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
24、第二次技术革命6 6、近代科学体系形成的标志是、近代科学体系形成的标志是A A、牛顿的力学体系牛顿的力学体系B B、微积分的发明、微积分的发明C C、伽俐略开创了近代试验科学、伽俐略开创了近代试验科学 D D、开普勒发现了三大定律、开普勒发现了三大定律7 7、为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定坚实基础是、为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定坚实基础是A A、发现了代数二项式定理、发现了代数二项式定理 B B、发明了微积分、发明了微积分C C、发现了三大定律、发现了三大定律D D、发现了万有引力、发现了万有引力8 8、1717世纪对人类解释与预见物理学现象具有决定世纪对人类解释与预见物理学现象具有决定
25、性意义理论的是性意义理论的是A A、微积分、微积分B B、代数二项式定理、代数二项式定理C C、牛顿力学体系、牛顿力学体系 D D、发现了万有引力、发现了万有引力9、第一次证明牛顿力学和万有引力正确、第一次证明牛顿力学和万有引力正确的最成功的范例是的最成功的范例是 A、海王星的发现、海王星的发现 B、冥王星的发现、冥王星的发现 C、木星的发现、木星的发现 D、火星的发现、火星的发现10、牛顿最辉煌的成就是、牛顿最辉煌的成就是 A、经典力学体系、经典力学体系 B、万有引力、万有引力 C、微积分、微积分 D、三大定律、三大定律1有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚
26、添了一对翅膀。2一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。3生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。4读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。5最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。6不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。7大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。8命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁若自怨自艾，必会坐失良机！若自怨自艾，必会坐失良机！
