第四课 《近代科学之父牛顿》课件 (共52张PPT)

课件52张PPT。1、 提倡人文主义，崇尚理性和科学，追求
知识，催生了近代自然科学。
2、16世纪，波兰天文学家哥白尼提出
，有力地打破了长期以来居于宗教统治地位的“地
心说”，挑战了教会的权威。
3、16世纪末17世纪初，意大利物理学家
发现了自由落体定律等物理学定律，开创了近代科学
，为 的创立和发展奠定了基础。

文艺复兴“日心说”伽利略经典力学知识回顾第4课 近代科学之父牛顿
Isaac Newton（1642～1727）课程标准：
1、了解牛顿成长历程及主要科学成就；
2、认识他在社会发展中的作用。
自然界和自然规律
隐藏在黑暗中，
上帝说：
让牛顿出生吧！
于是，一切都变得光明。Isaac Newton（1642～ 1727）问题探究1:你认为牛顿真的从小就是一个天才吗？那么,牛顿在童年和学生时代养成了哪些值得你学习的良好习惯呢？英国诗人亚历山大·蒲柏曾经这样写道： 成长篇　　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！牛顿真有这么好的天赋吗？　　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，出生时体重只有 3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，而这种习性可能来自他的家庭处境。　　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，如风车、四轮车、日晷仪等等。思想：牛顿在童年时候和中学时候养成怎样的良好习惯呢？1）童年时期：善于观察、发明创造2）中学时期：科研与实验牛顿的母校——英国剑桥大学 牛顿的老师巴罗(1630～ 1677) , 曾任剑桥大学第一任“卢卡斯教授”, 三一学院院长和剑桥大学副校长 ，是当时顶尖的数学家和科学家，剑桥大学的首席教授席位就是专门为他设立的， 但他在39岁时就主动退休了，因为他要将席位让给当时只有28岁的牛顿，以给牛顿更大的发展空间。
牛顿果然没有辜负恩师的厚望，大放异彩，硕果累累。 笛卡尔(Descartes, Rene du Perron)
(Descartes,René)
(Descartes， Rene)
(1596 - 1650)，
法国哲学家，数学家，物理学家，解析几何学奠基人之一。 一、成长的足迹童年时期：中学时期：大学时代：爱思考、善于观察、发明创造科研与实验求知欲强，学习勤奋 牛顿：“我不知道世人怎样看我，但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子，不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜，至于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。”问题探究1：阅读教材第一子目第5、6、7段内容和第二子目，请概括牛顿一生中发现了哪些美丽的“卵石”和“贝壳”，并进行归类。二、牛顿的主要科学成就二、牛顿来到世间做了些什么？观察图片，归纳牛顿的主要科学成就。提出二项式定理和微积分的初步算法二、牛顿的主要科学成就光学领域：
A、发明折射望远镜：
用途：证明日光由七色光组成；
说明物体颜色的形成原理；
意义：奠定光谱学的基础；
光学领域：
B、创立“微粒说”，与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论；
1687年《自然哲学中的数学原理》一书出版
内容：
特征：

意义：
形成经典力学体系，居物理学的统治地位达二百年；对于解释和遇见物理现象具有决定意义，标志近代科学形成。
力学领域： 物体运动的三大定律和万有引力定律以实验为基础，数学为表达形式天文学领域：
发明世界上第一架反射望远镜
用途：考察行星运动；分析潮汐现象；
预言地球不是正球体；
意义：对天体观察进入新阶段； 第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。
古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。历史上证实牛顿力学的三件事"牛"人之“牛事”第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期
长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。 1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，当时没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。第三件：
用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置提出二项式定理和微积分的初步算法1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光
由七色光组成，进一步说明物体颜色的形成原理；
2）提出了光的 “微粒说”1）提出了物体运动三定律和万有引力定律；
2）《自然哲学的数学原理》,标志着经典力学理论体系的建立。制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，分析
潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。二、牛顿的主要科学成就那么,牛顿的主要科学成就在人类探索世界的道路
上有何重大意义? 仅就光学方面的成就或许就可以使他在本书中占有一席之地，但是他在这方面的成就比起他在数学或力学方面的成就来，那就相形见绌了。 ——《历史上最有影响的100人》 问题探究2:牛顿在力学方面的最重大成就是经典力学理论体系的建立。牛顿的经典力学在人类发展史上有何重大历史作用？艺术家笔下的牛顿在制定宇宙规律作用：1、人类认识史上对自然规律的第一次理论上的概括和总结近代科学之父材料一： 可以说，牛顿是将实验哲学和归纳法系统地用于科学研究的开创者。而且，牛顿对归纳法的态度是严肃的、实事求是的。……他使用并倡导的科学方法，武装了一代代科学家，至今还在发挥作用。
——《照亮宇宙的智慧之光牛顿》作用2：牛顿倡导实验、“归纳—演绎”等科研方法对近代科学研究具有指导意义。材料二：《牛顿哲学原理》插图回答:根据材料和图片，说明牛顿的科学成就产生了什么影响？ （伏尔泰认为）牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的的荒谬。
——《世界文明史》理性之光、科学之光 “牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”
——《大国崛起》 作用3：牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展。 材料三： 材料四：作用4： 牛顿的科学成就为工业革命奠定了基础 “牛顿系统解决了力学问题，为之后的机器设计作出了伟大的贡献”。
——《大国崛起》 1、牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。 2、牛顿“归纳—演绎”等科研方法对近代科学研究有
引导意义。3、牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展。4、牛顿的科学成就为英国工业革命奠定了基础。 三、牛顿科学成就的意义　　晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神是第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”
　　40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金）、神学问题，写了近200万言的著作，毫无价值。晚年的困惑“人无完人，金无足赤”科学贡献将永载史册1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁
以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂问题1:依据材料1结合教材思考促成牛顿能取得巨大成就的原因除了苦功之外，还有哪些主观原因？牛顿为什么这么“牛”？主观因素：虚怀若谷的谦虚态度；
勤奋好学、求知欲强
勇于探索精神；献身科学的精神等；
科学的研究方法（实验、归纳—演绎）…材料二：牛顿：“我是柏拉图的朋友，我是亚里士多德的朋友，可我更好的朋友是真理。”哥白尼开普勒伽利略材料二： 如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。
——牛顿 前人的研究成果为牛顿提供很好的条件；材料三：17世纪中期到18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
——《中外人物评说教师用书》问题2:阅读材料2 、3 并结合所学知识，说明牛顿能取得如此巨大的成就，当时社会提供了怎样的环境？①文艺复兴和当时欧洲启蒙运动奠定了思想基础（思想）②英国资产阶级革命的洗礼；（政治）
③前人的研究成果为牛顿提供很好的条件；（继承与发展）④社会经济的发展为理论研究提供物质基础，又对理论发展提出迫切要求。（经济）问题3:结合牛顿的成长经历，谈谈对你对科技进步的认识。 科学的进步需要适宜的社会环境（国家政策、经济发展、思想观念等等）; 更离不开广大科技工作者的艰辛努力。 英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言：让人们欢呼这样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。 1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价：“只有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”。1、地位：2、成就： 3、优秀品质：物理学家、数学家、天文学家、经典力学
建立者、近代科学之父。反射望远镜、研究潮汐现象、预言地球不是正球体。 力学——经典力学理论；光学——日光原理、微粒说。 二项式定理、微积分计算。“归纳—演绎”法。虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学的求知态度；善于思考、善于观察；严谨的科学研究态度。四、评价牛顿 牛顿是17世纪科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。 像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性。它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。那么经典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢? 经典力学的局限性？
在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而增大。即

材料一：经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动。伦琴发现X射线汤姆孙发现电子贝克勒耳发现
天然放射线材料二：2、经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界。 按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动。
实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合的很好。材料三：3、经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。
1.经典力学只适用于物体的低速运动。
2.经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象。
3.经典力学规律只在惯性参考系中成立。经典力学的局限性和适用范围——经典力学只能用于宏观、低速（与光速相比）的情形，且只在惯性参考系中成立。科学探索是无止境的！
要不断探索，勇于创新! 1、牛顿提出的物体机械运动定律不包括
A、万有引力定律 B、惯性定律
C、加速度定律 D、作用与反作用定律

2、17世纪牛顿力学体系产生原因有
①生产的迅速发展对基础理论提出了迫切要求　②伽俐
略等人的研究已有坚实的基础　③牛顿个人的伟大天才
和所做出的巨大努力　④同时代众多著名科学家协同一
致的通力合作
A、①②③④ B、①②④
C、①②③ D、②③④跟踪训练AC 3、近代科学体系形成的标志是
A、微积分的发明
B、牛顿的经典力学体系 　
C、伽俐略开创了近代科学
D、开普勒发现了三大定律
B宋应星（1587－1666） 《天工开物》对中国古代的各项技术进行了系统地总结，构成了一个完整的科学技术体系。问题:依据本课结合所学知识讨论近代科学为什么只在17世纪的西方产生和发展，而没有在中国文明中产生？ 牛顿（1642－1727）李约瑟之谜能力检测探究：分析相同时期科技发展在中国和英国出现不同的原因。科学发展与时代环境密不可分经济基础不同：
政治政策不同：
思想条件不同：
政治制度的差异：小农经济欧洲资本主义经济发展“重农抑商”和“闭关锁国”政策重视科学发展的政策、重商主义。思想文化专制西方文艺复兴、宗教改革、启蒙运动封建专制制度资产阶级代议制 英国人将威斯敏斯特大教堂（也译为西敏寺）称为“荣誉的宝塔尖”。 牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。
法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。”
——《科学简史》经典力学奠基者（17世纪初）经典力学建立者（17世纪晚期）从经典力学发展到相对论、量子论（20初）伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）
普朗克（德）近现代物理学的发展过程三、评价牛顿牛顿是17世纪科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。1、地位：牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者、是近代科学之父。2、贡献：他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现。3、总体评价：