高中歷史岳麓版選修四教學(xué)案：第五單元 第18課 近代科學(xué)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(xué)、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(xué)時代 一度輟學(xué)，喜歡讀書及鉆研數(shù)學(xué)問題。 3．大學(xué)時代 進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)，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(xué)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(xué)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(xué)體系 (1)標(biāo)志：1686年，撰寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一文，提出力學(xué)的三大定律和萬有引力定律，為經(jīng)典力學(xué)規(guī)定了一套基本概念，1687年問世。 (2)地位：是近代科學(xué)體系形成的標(biāo)志。 近代科學(xué)是建立在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)分析，揭示客觀事物本質(zhì)規(guī)律，并形成系統(tǒng)的科學(xué)理論。牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系，實現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大飛躍，標(biāo)志人類科學(xué)時代的開始；引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進(jìn)入蒸汽時代；用數(shù)學(xué)方法描述宇宙運行自然法則，為啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了基礎(chǔ)?！? 　　　 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(xué)論文。 2．地位與作用 (1)牛頓是近代自然科學(xué)體系的奠基人。 (2)從伽利略到牛頓的時期，對后來科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。 牛頓是著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者，他在物理學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)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(xué)之父”。牛頓是17世紀(jì)科學(xué)革命中所涌現(xiàn)出的最偉大的科學(xué)家，也是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究點一　牛頓對近代科學(xué)的巨大貢獻(xiàn)　 [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(xué)的天文學(xué)；由于

4、進(jìn)行了光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)；由于發(fā)現(xiàn)了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)；由于認(rèn)識了力的本質(zhì)而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)。 ——恩格斯 (1)從材料一恩格斯的評價可以看出牛頓的科學(xué)研究具有什么特點？概述牛頓對古典物理學(xué)所做的主要理論貢獻(xiàn)。 [答案]　特點：研究范圍涉及天文、光學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)等多個領(lǐng)域；在各個領(lǐng)域里都成果突出，貢獻(xiàn)巨大。理論貢獻(xiàn)：提出了萬有引力定律與力學(xué)三個基本定律，建立起完整的力學(xué)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(xué)發(fā)展史上的第一次大綜合，實現(xiàn)了人類認(rèn)識上的飛躍，成為近代自然科學(xué)形成的標(biāo)志。 材料二　如果說我比別人看得遠(yuǎn)

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(yīng)稱之為假說，而這樣一種假說無論是形而上學(xué)的還是物理學(xué)的，無論屬于隱蔽性質(zhì)的還是力學(xué)性質(zhì)的，在實驗哲學(xué)中都沒有它們的地位。 ——牛頓 (2)結(jié)合材料二及所學(xué)知識，談?wù)勀銓槭裁磁ｎD能夠取得如此偉大成就的理解。 [答案]　生活在歐洲科學(xué)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(xué)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(xué)有效的研究方法。 [結(jié)論形成] 牛頓建立力學(xué)體系的原因及深遠(yuǎn)影響 1．原因 (1)具備了較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。當(dāng)時英國資本主義經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，為牛頓在科學(xué)方面的貢獻(xiàn)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(xué)方法和培根所倡導(dǎo)的唯物主義的科學(xué)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(xué)提出了迫切的要求。 (4)牛頓在科學(xué)領(lǐng)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(chǔ)上，進(jìn)行了大量的實驗與研究。 2．深遠(yuǎn)影響 (1)牛頓力學(xué)以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立標(biāo)志著人類科學(xué)時代的開始。 (2)牛頓經(jīng)典力學(xué)揭示了力學(xué)與運動的關(guān)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(yīng)用，從而引發(fā)了以英國工業(yè)革命為起點的第一次技術(shù)革命，使人類社會進(jìn)入蒸汽時代。 (3)牛頓用數(shù)學(xué)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(xué)性，也為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。 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(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。” 1942年，愛因斯坦為紀(jì)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(jì)學(xué)家凱恩斯從一個收藏者手里購買了一批有關(guān)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(xué)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(xué)家，也是一個醉心神學(xué)和煉金術(shù)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(xiàn)和他對物理學(xué)的奠基作用；認(rèn)為應(yīng)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(rèn)為，牛頓“不再只是一個科學(xué)家，也是一個醉心神學(xué)和煉金術(shù)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(xué)貢獻(xiàn)；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(xué)家、數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家。 (1)《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》里用數(shù)學(xué)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(jì)中物理界的科學(xué)觀點，并成為現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。 (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(xué)的發(fā)

10、展奠定了基礎(chǔ)。 (3)牛頓謙虛態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度、還有勤奮的探索精神等值得后人學(xué)習(xí)。 一、選擇題(每小題4分，共24分) 1．牛頓在科學(xué)研究上做出的重大貢獻(xiàn)是(　　) A．闡明了進(jìn)化論　　　 B．建立了量子力學(xué)理論 C．提出了相對論 D．構(gòu)建了經(jīng)典力學(xué)理論 解析：選D　達(dá)爾文闡明了進(jìn)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(xué)理論，故D項正確。 2．近代科學(xué)體系形成的標(biāo)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(xué)體系的建立 解析：選D　人們把牛頓力學(xué)體系的建

11、立當(dāng)做近代科學(xué)體系形成的標(biāo)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(xué)史上的一次劃時代的巨大飛躍?！毕铝袑εｎD的評價正確的有(　　) ①第一個充分利用實驗得出科學(xué)結(jié)論的人　②創(chuàng)立的力學(xué)體系完成了人類對自然界第一次理論大綜合?、燮淇茖W(xué)成就推動了啟蒙運動興起?、茉谫だ缘幕A(chǔ)上，使人們的認(rèn)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(xué)的奠基人，故①錯誤；牛頓的力學(xué)體系對自然界的力學(xué)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(xué)為代表的自然科學(xué)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(xué)主要關(guān)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(yuǎn)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(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)除反射式望遠(yuǎn)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(xué)思想，他認(rèn)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(xué)的研究 B．牛頓晚年否定了自己所發(fā)展的科學(xué) 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(xué)戰(zhàn)勝神學(xué) 解析：選C　在牛頓生活的那個時代，中世紀(jì)神學(xué)的巨大陰影還未消退。晚年的牛頓認(rèn)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(yù)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(xué)體系的創(chuàng)立，推動了物理學(xué)領(lǐng)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(chǔ)，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(xué)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(jìn)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(lǐng)域的什么貢獻(xiàn)？(2分) (2)結(jié)合所學(xué)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?wù)勀銓茖W(xué)進(jìn)步的感想。(2分) 解析：本題考查學(xué)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(xué)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(rèn)識個人成就與社會的關(guān)系。 答案：(1)在物理學(xué)方面提出了萬有引力定律和力學(xué)三大定律，創(chuàng)立了“牛頓經(jīng)典力學(xué)”。 (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(xué)方法；謙虛、謹(jǐn)慎，善于吸收，總結(jié)前人經(jīng)驗和成果的科學(xué)態(tài)度。 客觀方面：英國資產(chǎn)階級革命后，資本主義經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，既

16、對力學(xué)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(chǔ)；開普勒、伽利略等人的科學(xué)成就為牛頓力學(xué)體系的創(chuàng)立提供了條件。 (3)科學(xué)的進(jìn)步，不僅需要科學(xué)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(xué)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(xué)的數(shù)學(xué)原理》第二版中，他加進(jìn)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(shù)…… ——《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(yīng)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(xué)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(xué)研究有什么關(guān)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(rèn)為應(yīng)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(jìn)而說明其通過科學(xué)研究理解上帝的目的。第(2)問根據(jù)牛頓的科學(xué)貢獻(xiàn)進(jìn)行回答。第(3)問從牛頓所處的時代背景角度進(jìn)行概括。 答案：(1)信仰：虔誠信仰基督教(上帝)。關(guān)系：牛頓希望通過科學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)誕生的標(biāo)志，也奠定了近代物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)；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(jìn)一步促進(jìn)人們以科學(xué)精神來認(rèn)識自然界和人類社會；揭示了力與運動的關(guān)系，使人們掌握了機械的制造與應(yīng)用，從而引發(fā)了第一次工業(yè)革命。 (3)牛頓因其勤奮好學(xué)和善于研究而成為人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一，又因中世紀(jì)神學(xué)影響而迷戀于宗教，展現(xiàn)出其平常人的一面。