高中歷史岳麓版選修四教學案：第五單元 第18課 近代科學體系的奠基人牛頓 Word版含答案

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1、 清單一　勤奮好學、善于探索 成長的足跡 1.童年時代 出生于英國林肯郡的一個村莊，愛動腦筋，動手能力強。 2．中學時代 一度輟學，喜歡讀書及鉆研數(shù)學問題。 3．大學時代 進入劍橋大學三一學院學習，發(fā)現(xiàn)代數(shù)二項式定理。 4．鄉(xiāng)下兩年 發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了日光的組成，并開始研究引力問題。 清單二　創(chuàng)立經(jīng)典力學體系 萬有引力定律 1.提出“萬有引力”概念 (1)條件 ①開普勒發(fā)現(xiàn)了行星繞日運動的三大定律。 ②伽利略發(fā)現(xiàn)了力學的一些基本原理。 (2)內(nèi)容：通過研究證明宇宙間所有的物體都是相互吸引的。 (3)意義：對以后的天體研究起了極大的推動作用。

2、2．創(chuàng)立經(jīng)典力學體系 (1)標志：1686年，撰寫《自然哲學的數(shù)學原理》一文，提出力學的三大定律和萬有引力定律，為經(jīng)典力學規(guī)定了一套基本概念，1687年問世。 (2)地位：是近代科學體系形成的標志。 近代科學是建立在科學實驗的基礎上，通過科學分析，揭示客觀事物本質(zhì)規(guī)律，并形成系統(tǒng)的科學理論。牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學體系，實現(xiàn)了物理學史上第一次大飛躍，標志人類科學時代的開始；引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進入蒸汽時代；用數(shù)學方法描述宇宙運行自然法則，為啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了基礎。　 　　　 清單三　對牛頓的評價 晚年的困惑 1.晚年的困惑 迷戀和鉆研宗教與神秘思想，寫下了大

3、量的《圣經(jīng)》評注和其他神學論文。 2．地位與作用 (1)牛頓是近代自然科學體系的奠基人。 (2)從伽利略到牛頓的時期，對后來科學的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。 牛頓是著名的物理學家、數(shù)學家和天文學家，經(jīng)典物理學理論體系的建立者，他在物理學、數(shù)學和天文學研究方面都做出了劃時代的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，被稱為“近代科學之父”。牛頓是17世紀科學革命中所涌現(xiàn)出的最偉大的科學家，也是人類歷史上最偉大的科學家之一。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究點一　牛頓對近代科學的巨大貢獻　 [史料探究] 材料一　牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學的天文學；由于

4、進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學；由于發(fā)現(xiàn)了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學；由于認識了力的本質(zhì)而創(chuàng)立了科學的力學。 ——恩格斯 (1)從材料一恩格斯的評價可以看出牛頓的科學研究具有什么特點？概述牛頓對古典物理學所做的主要理論貢獻。 [答案]　特點：研究范圍涉及天文、光學、數(shù)學、力學等多個領域；在各個領域里都成果突出，貢獻巨大。理論貢獻：提出了萬有引力定律與力學三個基本定律，建立起完整的力學體系，從而把天上的行星和它們的衛(wèi)星的運動規(guī)律同地上重力下墜的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，完成了物理學發(fā)展史上的第一次大綜合，實現(xiàn)了人類認識上的飛躍，成為近代自然科學形成的標志。 材料二　如果說我比別人看得遠

5、些，那是因為我站在巨人肩上的緣故。我不知道在別人看來我是什么樣的人，但在我自己看來，我不過就像是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然還沒有發(fā)現(xiàn)呢。 任何不是從現(xiàn)象中推論出來的說法都應稱之為假說，而這樣一種假說無論是形而上學的還是物理學的，無論屬于隱蔽性質(zhì)的還是力學性質(zhì)的，在實驗哲學中都沒有它們的地位。 ——牛頓 (2)結(jié)合材料二及所學知識，談談你對為什么牛頓能夠取得如此偉大成就的理解。 [答案]　生活在歐洲科學革命的大時代；善于吸收、借鑒前人的優(yōu)秀成果和經(jīng)驗；對科學研究具有濃厚的興趣；

6、忘我的投入與勤奮的探索；謙虛的態(tài)度；科學有效的研究方法。 [結(jié)論形成] 牛頓建立力學體系的原因及深遠影響 1．原因 (1)具備了較好的經(jīng)濟基礎。當時英國資本主義經(jīng)濟的迅速發(fā)展，為牛頓在科學方面的貢獻創(chuàng)造了條件。 (2)具備了良好的知識條件。開普勒和伽利略的研究成果，特別是伽利略的實驗科學方法和培根所倡導的唯物主義的科學研究法。 (3)英國資本主義制度確立后，資本主義生產(chǎn)的發(fā)展對力學提出了迫切的要求。 (4)牛頓在科學領域的探索精神和不畏艱辛、勇于犧牲的思想品質(zhì)。他在系統(tǒng)總結(jié)前人成果的基礎上，進行了大量的實驗與研究。 2．深遠影響 (1)牛頓力學以嚴格的數(shù)學方法和邏輯體系將宇宙

7、間的運動統(tǒng)一起來，是經(jīng)典物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代工程力學以及與之有關的工程技術的理論基礎。牛頓力學的創(chuàng)立標志著人類科學時代的開始。 (2)牛頓經(jīng)典力學揭示了力學與運動的關系，使人們可以精確掌握力及其作用，使人們掌握了機械的制造與應用，從而引發(fā)了以英國工業(yè)革命為起點的第一次技術革命，使人類社會進入蒸汽時代。 (3)牛頓用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，揭示出宇宙萬物的物質(zhì)本性和科學性，也為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎。 探究點二　評價牛頓　 [史料探究] 材料一　愛因斯坦說：“在牛頓時代，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)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的

8、概念，至今仍然指導著我們的物理學思想?！? 1942年，愛因斯坦為紀念牛頓誕生300周年撰寫了一篇文章，對牛頓的一生作了如下評價：“只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭的舞臺上之一幕才能理解他?！? 材料二　據(jù)英國米切爾·懷特《牛頓：最后的巫師》記載，1936年，英國經(jīng)濟學家凱恩斯從一個收藏者手里購買了一批有關牛頓的秘密資料。通過幾年的研究，凱恩斯于1942年在英國皇家學會俱樂部發(fā)表了一次名為“牛頓其人”的演說，給出一個與傳統(tǒng)模式截然不同的牛頓形象，即牛頓不再只是一個科學家，也是一個醉心神學和煉金術的人。 (1)根據(jù)上述材料，分別概括愛因斯坦和凱恩斯對牛頓的評價。 [答案]　愛因斯坦肯定牛頓

9、對其所處時代的貢獻和他對物理學的奠基作用；認為應該放到人類“為永恒真理而斗爭的”的長河中評價牛頓。凱恩斯認為，牛頓“不再只是一個科學家，也是一個醉心神學和煉金術的人”。 (2)結(jié)合材料，指出二人評價牛頓的不同角度。 [答案]　愛因斯坦主要強調(diào)牛頓的科學貢獻；凱恩斯則強調(diào)牛頓的多面性。 [結(jié)論形成] 評價牛頓 牛頓是著名物理學家、數(shù)學家和哲學家。 (1)《自然哲學中的數(shù)學原理》里用數(shù)學方法闡明了宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運動定律。奠定了之后三個世紀中物理界的科學觀點，并成為現(xiàn)代工程學的基礎。 (2)牛頓為人類樹立起“理性主義”的旗幟，開啟工業(yè)革命的大門。為近代科學的發(fā)

10、展奠定了基礎。 (3)牛頓謙虛態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度、還有勤奮的探索精神等值得后人學習。 一、選擇題(每小題4分，共24分) 1．牛頓在科學研究上做出的重大貢獻是(　　) A．闡明了進化論　　　 B．建立了量子力學理論 C．提出了相對論 D．構(gòu)建了經(jīng)典力學理論 解析：選D　達爾文闡明了進化論，故A項錯誤；普朗克提出了著名的量子概念，故B項錯誤；愛因斯坦提出了相對論，故C項錯誤；牛頓構(gòu)建了經(jīng)典力學理論，故D項正確。 2．近代科學體系形成的標志是(　　) A．萬有引力定律 B．狹義相對論 C．廣義相對論 D．牛頓力學體系的建立 解析：選D　人們把牛頓力學體系的建

11、立當做近代科學體系形成的標志。 3．有人說：“牛頓是接過了伽利略傳過來的接力棒，并最終完成了科學史上的一次劃時代的巨大飛躍。”下列對牛頓的評價正確的有(　　) ①第一個充分利用實驗得出科學結(jié)論的人?、趧?chuàng)立的力學體系完成了人類對自然界第一次理論大綜合　③其科學成就推動了啟蒙運動興起?、茉谫だ缘幕A上，使人們的認識深入到微觀世界 A．①② B．①③④ C．②③ D．②③④ 解析：選C　伽利略注重實驗和實踐，被視為近代實驗科學的奠基人，故①錯誤；牛頓的力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做出了系統(tǒng)的、合理的說明，完成了人類對自然界第一次理論大綜合，故②正確；以牛頓力學為代表的自然科學的發(fā)展，解

12、放了人們的思想，推動了啟蒙運動的興起，故③正確；牛頓力學主要關注宏觀物體的運動，故④項錯誤。C項符合題意。 4．右圖是1970年英國發(fā)行的D系列1英鎊紙幣上的圖案。牛頓身后是一根開花的蘋果樹枝，身邊的桌上是他手制的第一架反射式望遠鏡。紙幣背面左半部分的主要圖案，是各種橢圓形的天體運行軌道。鈔票上紀念牛頓的貢獻除反射式望遠鏡外還有(　　) A．機械運動三大定律 B．萬有引力定律 C．微積分 D．發(fā)現(xiàn)冥王星 解析：選B　圖片中的圖案包括天體運行軌道，牛頓的萬有引力定律對解釋天體現(xiàn)象有重要作用，因此正確答案為B。 5．牛頓晚年迷戀和鉆研宗教與神學思想，他認為“上帝統(tǒng)治萬物，我們是他

13、的仆人而敬畏他、崇拜他”。這說明(　　) A．牛頓畢生致力于自然科學的研究 B．牛頓晚年否定了自己所發(fā)展的科學 C．牛頓受時代的限制也有其局限性 D．牛頓真實的目的是用科學戰(zhàn)勝神學 解析：選C　在牛頓生活的那個時代，中世紀神學的巨大陰影還未消退。晚年的牛頓認為“上帝”是一個永恒、無限、絕對完美的主宰者，正是這種時代局限性的體現(xiàn)。 6．哥白尼《天體運行論》發(fā)表后的百年牛頓出生，那一年伽利略剛剛?cè)ナ?。這似乎預示著牛頓所從事的研究將開始孕育一個“全新的文明”。所謂“全新的文明”是指(　　) A．農(nóng)業(yè)文明　　　　　　　 B．工業(yè)文明 C．后工業(yè)文明 D．信息文明 解析：選B　牛頓經(jīng)

14、典力學體系的創(chuàng)立，推動了物理學領域眾多研究成果的發(fā)展，從而為后來的兩次工業(yè)革命提供了理論基礎，兩次工業(yè)革命所帶來的“全新的文明”就是工業(yè)文明，故答案為B。 二、非選擇題(第7題12分，第8題14分，共26分) 7．閱讀下列材料，回答問題。 材料一　 材料二　牛頓已發(fā)現(xiàn)了一個數(shù)學上能證實的根本的宇宙規(guī)律……，實際上，自然界好像是一個巨大的機械裝置，按照通過觀察、實驗、測量和計算可予以確定的某些自然法則進行運轉(zhuǎn)。 ——[美]斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 (1)上述材料反映了牛頓在哪一領域的什么貢獻？(2分) (2)結(jié)合所學知識分析牛頓取得這一成就的原因。(8分) (3)結(jié)合材料一

15、、二，談談你對科學進步的感想。(2分) 解析：本題考查學生從材料中獲取有效信息和分析問題的能力。第(1)問，閱讀材料一圖片，緊扣教材知識，并結(jié)合材料二的評論得出結(jié)論。第(2)問，結(jié)合所學知識，從牛頓個人素養(yǎng)和社會環(huán)境兩方面分析原因。第(3)問，談感想一定要緊扣主題，切忌空泛，并注意語言的精煉。深刻認識個人成就與社會的關系。 答案：(1)在物理學方面提出了萬有引力定律和力學三大定律，創(chuàng)立了“牛頓經(jīng)典力學”。 (2)主觀方面：牛頓具有勤奮探索的科研精神；勤于動手，注重實驗的科學方法；謙虛、謹慎，善于吸收，總結(jié)前人經(jīng)驗和成果的科學態(tài)度。 客觀方面：英國資產(chǎn)階級革命后，資本主義經(jīng)濟迅速發(fā)展，既

16、對力學的發(fā)展提出了迫切要求，又為牛頓的科研工作奠定了物質(zhì)基礎；開普勒、伽利略等人的科學成就為牛頓力學體系的創(chuàng)立提供了條件。 (3)科學的進步，不僅需要科學家的勤奮努力，更需要適宜的社會環(huán)境。 8．閱讀下列材料，回答問題。 材料一　這一盡善盡美的包括太陽、行星的大系統(tǒng)，惟有出于全能的神之手……就像一個盲人對于顏色毫無概念一樣，我們對于神理解萬事萬物的方法簡直是一無所知。 ——牛頓 材料二　更讓人扼腕的是，牛頓在晚年時竟成了神學的奴隸，一心要證明上帝的存在。提出了太陽系起源于神秘的“第一推動力”。在《自然哲學的數(shù)學原理》第二版中，他加進了一個《總釋》，他在《總釋》中說：“這個由太陽、行

17、星和彗星組成的最完美的體系，只能來自一個全智全能的主宰的督促和統(tǒng)治?！痹诔鋈卧鞄艔S的監(jiān)督后，又埋頭于荒唐的煉金術…… ——《太空探索》2006年第4期 材料三　在牛頓描述的世界中，處處充滿著井然有序的規(guī)律和法則……于是更多的人開始建立這樣一種世界觀：既然物質(zhì)世界有著如此的自然規(guī)律，那么在人類社會的發(fā)展中，也應該有類似的規(guī)律存在，只要能將牛頓破解自然之謎的科學方法運用于人類社會，那么社會發(fā)展的規(guī)律也能被掌握。 ——《大國崛起》 (1)材料一說明牛頓具有怎樣的信仰？結(jié)合材料二說明，這種信仰與其科學研究有什么關系？(4分) (2)材料三中的“井然有序的規(guī)律和法則”主要是指什么？這些規(guī)律的發(fā)

18、現(xiàn)有何影響？(6分) (3)綜合三則材料，你認為應該如何評價牛頓？(4分) 解析：第(1)問分析材料得出牛頓對上帝的信仰，進而說明其通過科學研究理解上帝的目的。第(2)問根據(jù)牛頓的科學貢獻進行回答。第(3)問從牛頓所處的時代背景角度進行概括。 答案：(1)信仰：虔誠信仰基督教(上帝)。關系：牛頓希望通過科學研究來理解上帝、驗證上帝的存在，因此對基督教的信仰成為其科學研究的重要動力。 (2)規(guī)律和法則：指運動三大定律和萬有引力定律。影響：構(gòu)成了一個完整的力學理論體系，是人類對自然規(guī)律的第一次系統(tǒng)性的理論概括，是近代自然科學誕生的標志，也奠定了近代物理學和天文學的基礎；極大地推動了人們世界觀的革新，使人們從宗教束縛中解放出來，進一步促進人們以科學精神來認識自然界和人類社會；揭示了力與運動的關系，使人們掌握了機械的制造與應用，從而引發(fā)了第一次工業(yè)革命。 (3)牛頓因其勤奮好學和善于研究而成為人類歷史上最偉大的科學家之一，又因中世紀神學影響而迷戀于宗教，展現(xiàn)出其平常人的一面。