近代科學(xué)之父牛頓

1、課程標(biāo)準(zhǔn) 了解牛頓成長(zhǎng)歷程及主要科學(xué)成就 認(rèn)識(shí)他在社會(huì)發(fā)展中的作用,自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說(shuō)：讓牛頓出生吧！于是，一切都變得光明。,英國(guó)詩(shī)人波普曾經(jīng)這樣寫(xiě)道：,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),一、早期科學(xué)發(fā)明與創(chuàng)造 1、自幼好學(xué) （1）童年時(shí)代： 1642年 英國(guó)烏爾索普 善于思考觀察和發(fā)明創(chuàng)造,牛頓的出生地,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),一、早期科學(xué)發(fā)明與創(chuàng)造 1、自幼好學(xué) （2）求學(xué) 中學(xué)

2、時(shí)代，開(kāi)始進(jìn)行科研與實(shí)驗(yàn) 大學(xué)生活，劍橋大學(xué)，師從巴羅教授自學(xué)笛卡爾等人的數(shù)學(xué)著作,牛頓的母?！?guó)劍橋大學(xué),牛頓數(shù)學(xué)橋是劍橋大學(xué)城里的一大景觀，全橋由7177根大小不一的木頭銜接而成，有10299個(gè)接口，如果以一個(gè)接口用一枚鐵釘來(lái)計(jì)算，那么至少需要 10299枚鐵釘。但牛頓把所有鐵釘都倒進(jìn)了河里，整座橋沒(méi)用一枚鐵釘，這就是數(shù)學(xué)的奇妙。多少年來(lái)，劍橋數(shù)學(xué)系的高才生們都?jí)粝虢馄茢?shù)學(xué)橋的奧秘，換句話(huà)說(shuō)就是想在紙頭上造一座跟

3、數(shù)學(xué)橋一模一樣的橋。但如愿者無(wú)一。多數(shù)人設(shè)計(jì)出來(lái)的橋至少需要上千枚鐵釘才能達(dá)到原橋同等效果，只有少數(shù)幾人把鐵釘數(shù)量減少 到千枚數(shù)之內(nèi)。有個(gè)冰島人，他創(chuàng)造了有史以來(lái)的最好成績(jī)，把鐵釘數(shù)減少到561枚。,牛頓的老師巴羅(1630～ 1677) , 曾任劍橋大學(xué)第一任“盧卡斯教授”, 三一學(xué)院院長(zhǎng)和劍橋大學(xué)副校長(zhǎng) ，是當(dāng)時(shí)頂尖的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家，劍橋大學(xué)的首席教授席位就是專(zhuān)門(mén)為他設(shè)立的， 但他在39歲時(shí)就主動(dòng)退休了，因?yàn)樗獙⑾蛔尳o當(dāng)時(shí)只有2

4、8歲的牛頓，以給牛頓更大的發(fā)展空間。 牛頓果然沒(méi)有辜負(fù)恩師的厚望，大放異彩，成果累累，在談到自己成功的原因時(shí)，他非常感激地表示，因?yàn)樽约赫驹诰奕说募绨蛏稀?笛卡爾(Descartes, Rene du Perron)(Descartes,René)(Descartes， Rene)(1596 - 1650)， 法國(guó)哲學(xué)家，數(shù)學(xué)家，物理學(xué)家，解析幾何學(xué)奠基人之一。,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),一、早期科學(xué)發(fā)明與創(chuàng)造 2、數(shù)學(xué)

5、方面(大學(xué)畢業(yè)前)提出二項(xiàng)式定理以及微積分的初步算法,一、早期科學(xué)發(fā)明與創(chuàng)造 3、光學(xué)方面 ①制造折射望遠(yuǎn)鏡——證明日光由七色光組成，奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ) ②制造了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡—— 推動(dòng)人類(lèi)對(duì)天體觀察進(jìn)入新階段 ③發(fā)表《關(guān)于光和色的新理論》論文—— 提出了光的本質(zhì)是微粒的見(jiàn)解,牛頓所設(shè)計(jì)的反射式望遠(yuǎn)鏡繪圖,觀測(cè)太陽(yáng)系的牛頓 牛頓用自己親手設(shè)計(jì)的望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀測(cè)太陽(yáng)系

6、的行星。,“我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟??！薄　≡诎l(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛頓？,開(kāi)普勒,伽利略,,,,哥白尼,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),二、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定理 1、力學(xué)方面 （1）提出萬(wàn)有引力定律 ——推動(dòng)了對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究,1666年夏末一個(gè)溫曖的傍晚，在英格蘭林肯郡烏爾斯索普，一個(gè)腋下夾著一本書(shū)的年輕人走進(jìn)他母親家的花園里，坐在一棵樹(shù)下，開(kāi)始埋頭讀他的書(shū)。當(dāng)他翻動(dòng)書(shū)頁(yè)時(shí)，他頭頂?shù)臉?shù)

7、枝中有樣?xùn)|西晃動(dòng)起來(lái)。一只歷史上最著名的蘋(píng)果落了下來(lái)，打在23歲的伊薩克·牛頓的頭上。恰巧在那天，牛頓正苦苦思索著一個(gè)問(wèn)題：是什么力量使月球保持在環(huán)繞地球運(yùn)行的軌道上，以及使行星保持在其環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道上？為什么這只打中他腦袋的蘋(píng)果會(huì)墜落到地上？正是從思考這一問(wèn)題開(kāi)始，他找到了這些的答案——萬(wàn)有引力理論。,對(duì)于科學(xué)家而言，牛頓家鄉(xiāng)的那棵蘋(píng)果樹(shù)，也許是世間最神圣的樹(shù)了。,海王星,另外，牛頓力學(xué)理論能夠預(yù)見(jiàn)新的物理現(xiàn)象，并能以天

8、文觀測(cè)或試驗(yàn)論證其正確性，如：,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),二、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定理 1、力學(xué)方面 （2） 《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》 出版：1687年內(nèi)容： 提出物體運(yùn)動(dòng)三大定律，闡明了萬(wàn)有引力概念 解釋了潮汐現(xiàn)象，地球圓扁形狀等問(wèn)題,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),二、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定理 3、意義 采用數(shù)學(xué)表達(dá)方式構(gòu)成了完整的力學(xué)理論體系牛頓力學(xué)成為經(jīng)典力學(xué)，標(biāo)志著近代科學(xué)的形成,鼓勵(lì)並協(xié)助牛頓出版《原理》一書(shū)的哈雷

9、，其後利用牛頓的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理發(fā)現(xiàn)了哈雷彗星的76年週期。。,知識(shí)網(wǎng)絡(luò),三、勤奮的探索與科學(xué)的研究方法1、專(zhuān)心致志：善于思考，精神專(zhuān)注 2、方法科學(xué)：注重實(shí)驗(yàn)，獲取結(jié)論——“歸納－演繹”法,總結(jié)：牛頓在科研領(lǐng)域中的成就,1.數(shù)學(xué)：提出二項(xiàng)式定理、微積分的初步算法； 2.光學(xué)： 制造折射望遠(yuǎn)鏡，奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ)；1672年發(fā)表《關(guān)于光和色的新理論》論文，提出了光的本質(zhì)是微粒的見(jiàn)解；3.天文學(xué)：

10、 1668年制造了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡，促使人類(lèi)對(duì)天體觀察進(jìn)入新階段； 萬(wàn)有引力定律。4.力學(xué)： 1687年,牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》，確定了物體運(yùn)動(dòng)三定律,,牛頓為什么獲得如此巨大的成就？,思考,主觀條件,牛頓獲得巨大成就的原因,西歐思想解放運(yùn)動(dòng)（ ？）提供思想基礎(chǔ)；英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命的洗禮；前人的研究成果為牛頓提供很好的條件；,具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；尊重他人的科研成果有勇于探索精神；

11、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；,客觀條件,,,隨著科學(xué)聲譽(yù)的提高，牛頓的政治地位也得到了提升。1689年，他被當(dāng)選為國(guó)會(huì)中的大學(xué)代表。作為國(guó)會(huì)議員，牛頓逐漸開(kāi)始疏遠(yuǎn)給他帶來(lái)巨大成就的科學(xué)。他不時(shí)表示出對(duì)以他為代表的領(lǐng)域的厭惡。這就給他后半生帶來(lái)不少爭(zhēng)論和麻煩。,晚年的困惑,晚年的牛頓開(kāi)始致力于對(duì)神學(xué)的研究，他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用，虔誠(chéng)地相信上帝，埋頭于寫(xiě)以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，竟提出了“神的第一推動(dòng)力”的謬論。他說(shuō)

12、，“ 上帝統(tǒng)治萬(wàn)物，我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他?！薄　?0歲以后，他把興趣逐漸轉(zhuǎn)向政治、化學(xué)（賤金屬變成黃金）神學(xué)問(wèn)題，寫(xiě)了近200萬(wàn)言的著作，毫無(wú)價(jià)值。,1727年3月20日，牛頓去世，終年85歲以國(guó)葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂,他把大量的時(shí)間花費(fèi)在了和同時(shí)代的著名科學(xué)家如胡克、萊布尼茲等進(jìn)行科學(xué)優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)論上。例如，關(guān)于萬(wàn)有引力發(fā)現(xiàn)權(quán)等問(wèn)題，胡克與他爭(zhēng)辯不休，差點(diǎn)影響了《原理》的出版；關(guān)于微積分發(fā)明權(quán)的問(wèn)題，與萊布尼茲以及德

13、英兩國(guó)科學(xué)家爭(zhēng)吵不止，給內(nèi)向的牛頓帶來(lái)極大的痛苦。的確，牛頓也有自己的缺點(diǎn)：膽小，害羞 、不擅長(zhǎng)演講。還曾被認(rèn)為患過(guò)臨時(shí)性的精神錯(cuò)亂癥。到了50歲時(shí)，他已病得很厲害，既有精神上的，也有生理上的。,他在辭世之前曾簡(jiǎn)短地評(píng)價(jià)過(guò)自己： “我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過(guò)像一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩翰的真理海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)?！?英國(guó)著名詩(shī)人在他的

14、墓碑上鐫刻著銘言：讓人們歡呼這樣一位多么偉大的巨匠，人類(lèi)榮耀曾經(jīng)因他而在世界上存在過(guò)。,1942年愛(ài)因斯坦為紀(jì)念牛頓誕生 300周年而寫(xiě)的文章，對(duì)牛頓的一生作如下的評(píng)價(jià)：“只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭(zhēng)的舞臺(tái)上一幕才能理解他”。,結(jié)合以上材料和所學(xué)知識(shí)，就應(yīng)該怎樣評(píng)價(jià)牛頓談?wù)勀愕目捶ā?,,劍橋大學(xué)校園,“人無(wú)完人，金無(wú)足赤”。,瑕不掩瑜,牛頓終歸是偉大的牛頓，他的科學(xué)貢獻(xiàn)將永載史冊(cè)。,課堂練習(xí),直接引導(dǎo)牛頓對(duì)解析幾何與微積分研究

15、的是（ ） A. 巴羅的著作 B. 笛卡兒的著作 C. 伽利略的著作 D. 惠更斯的著作牛頓在劍橋大學(xué)讀書(shū)期間，取得的科研成就有（ ） A. 提出了“二項(xiàng)式定律” B. 制作了折射望遠(yuǎn)鏡 C. 預(yù)言地球不是正球體 D. 提出光的本質(zhì)是微粒的見(jiàn)解,B,A,課堂練習(xí),牛頓反射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明（ ） A. 奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ)

16、 B. 使人類(lèi)對(duì)天體的觀察進(jìn)入了一個(gè)新階段 C. 進(jìn)一步說(shuō)明了物體顏色的形成原理 D. 發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,B,課堂練習(xí),17—18世紀(jì)，西方物理學(xué)界關(guān)于光的兩大基本理論的提出者是（） ①牛頓 ②惠更斯 ③麥克斯韋 ④愛(ài)因斯坦A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 與奠定牛頓“光譜學(xué)”理論基礎(chǔ)無(wú)關(guān)的是()

17、 A.伽利略等人的實(shí)驗(yàn)成果實(shí) B.折射望遠(yuǎn)鏡的制作C.反射望遠(yuǎn)鏡的制作 D.對(duì)物體顏色形成原理的研究,A,C,課堂練習(xí),提出了光的本質(zhì)是微粒的見(jiàn)解的科學(xué)家是（ ） A BCD,B,,,,課堂練習(xí),“地球不是正球體”的預(yù)言，最初出現(xiàn)于( ) A.通過(guò)折射望遠(yuǎn)鏡的觀察 B.通過(guò)反射望遠(yuǎn)鏡的觀察 C.《關(guān)于光和色的新理論》

18、論文中 D.萬(wàn)有引力定律中促使人類(lèi)對(duì)天體觀察進(jìn)入新階段的創(chuàng)造發(fā)明是( ) A.牛頓制成折射望遠(yuǎn)鏡 B.牛頓制成反射望遠(yuǎn)鏡 C.牛頓發(fā)表《關(guān)于光和色的新理論》 D.牛頓提出“萬(wàn)有引力”理論,B,B,課堂練習(xí),17世紀(jì)，牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的主要原因有（） ① 當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力水平發(fā)展到一定的高度 ② 牛頓自己勤奮的探索 ③ 對(duì)伽利略、

19、開(kāi)普勒、愛(ài)因斯坦等人理論的繼承與發(fā)展 ④ 一批科學(xué)家共同的參預(yù)A ①②③④ B. ①②③ C. ②④ D ①②,D,課堂練習(xí),《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)涉及面很廣,但不包括() A.萬(wàn)有引力的概念 B.量子力學(xué) C.潮夕現(xiàn)象 D.地球的形狀,B,課堂練習(xí),最早的可以用于科學(xué)解釋地球圓扁問(wèn)題的學(xué)說(shuō)是（） A 地

20、球中心說(shuō)B 日心說(shuō) C 萬(wàn)有引力定律D 相對(duì)論 下列科學(xué)研究方法中，可以真正稱(chēng)得上是近代科學(xué)研究方法的是（） A 觀察法B 演算法 C 實(shí)驗(yàn)法D 猜想法,C,C,課堂練習(xí),有利于解釋彗星軌道問(wèn)題的理論是（ ） A.牛頓的萬(wàn)有引力定律 B.折射望遠(yuǎn)鏡的制成 C.

21、反射望遠(yuǎn)鏡的制成 D. 牛頓發(fā)表《關(guān)于光和色的新理論》,A,課堂練習(xí),對(duì)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的評(píng)價(jià)正確的是（ ） A．第一次提出了二項(xiàng)式定理 B．提出了物體運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律 C．提出了光的本質(zhì)是微粒 D．提出了行星按一定的軌道運(yùn)行的理論近代經(jīng)典力學(xué)理論是許多科學(xué)家理論智慧的結(jié)晶，但不包括（ ） A．牛頓力學(xué)理論 B．伽利略理論

22、 C．開(kāi)普勒理論 D．愛(ài)因斯坦理論,B,D,課堂練習(xí),能使牛頓做出科學(xué)史上偉大發(fā)現(xiàn)的主要原因有（ ） ①?lài)?yán)肅的科學(xué)態(tài)度 ② 勤奮的探索精神 ③對(duì)伽利略、開(kāi)普勒、愛(ài)因斯坦等人理論的繼承與發(fā)展 A. ①② B. ①③ C. ②③ D.①②③ 牛頓的研究反復(fù)被后人歸納為（ ） A．歸納——演繹法 B．邏輯推理法

23、C．實(shí)驗(yàn)與論證法 D．?dāng)?shù)學(xué)推理法,A,A,課堂練習(xí),下列成就不屬于牛頓的是（ ）A．奠定光譜學(xué)基礎(chǔ) B．第一個(gè)充分使用實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)家C．發(fā)明世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡D．提出光速不變?cè)?根據(jù)以下幾個(gè)片段推斷，此人是（）① 觀察蘋(píng)果落地    ② 確立了萬(wàn)有引力定律    ③ 建立了完整的力學(xué)理論體系

24、 A．愛(ài)因斯坦         B．愛(ài)迪生           C．牛頓             D．達(dá)爾文,D,C

25、,“牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類(lèi)帶來(lái)從未有過(guò)的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類(lèi)，終于大膽地抬起頭來(lái)，開(kāi)始用自己理性的眼光打量世界?！边@主要說(shuō)明牛頓的發(fā)現(xiàn)（）A ．推動(dòng)了天文學(xué)的發(fā)展 B ．使人類(lèi)徹底擺脫了神學(xué)的影響 C ．促進(jìn)了人類(lèi)的思想解放 D ．使人類(lèi)開(kāi)始關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界,D,,閱讀材料 愛(ài)因斯坦說(shuō)，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的惟一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著

26、我們的物理學(xué)思想。 請(qǐng)回答：⑴“牛頓時(shí)代”是什么樣的時(shí)代？   ⑵牛頓在數(shù)學(xué)和力學(xué)方面有什么貢獻(xiàn)？,17世紀(jì)中葉至18世紀(jì)20年代；處于資本主義手工工場(chǎng)時(shí)期，資產(chǎn)階級(jí)文化在逐漸發(fā)展。,數(shù)學(xué)方面，建立微積分學(xué)，使精密的測(cè)量和變量計(jì)算有了可能。 力學(xué)方面，提出物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)史上對(duì)自然規(guī)律的第一次理論性的概括和綜合。,閱讀材料 愛(ài)因斯坦說(shuō)，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是

27、一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的惟一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。 請(qǐng)回答：⑶有人認(rèn)為相對(duì)論的建立使牛頓在歷史上的光輝被抹掉了。你認(rèn)為這種觀點(diǎn)是否正確？為什么？,不正確。 因?yàn)榕ｎD力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)志，牛頓在科學(xué)史上有杰出貢獻(xiàn)；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。,回答問(wèn)題 牛頓是位多才多藝的科學(xué)家，請(qǐng)扼要?dú)w納他在科研領(lǐng)域所涉及的成就，并分析取得這些

28、成就的主要原因。,主要原因： 自身具有聰明的智慧； 刻苦學(xué)習(xí)，善于思考的牛頓，不僅是一位十分專(zhuān)注的科學(xué)家，同時(shí)也是位勤奮的探索者; 能繼承和發(fā)展前人的優(yōu)秀成果; 在科學(xué)研究上，牛頓將實(shí)驗(yàn)作為得出科學(xué)概念的主要途徑，他在實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論后，還要在進(jìn)一步的中證明自己所得出的結(jié)論的正確性。 這一切使牛頓能做在科學(xué)領(lǐng)域中取得了一系列的偉大成就。,牛頓在成長(zhǎng)中遇到哪些困難？他是怎樣面對(duì)的？,