1、第4课近代科学之父牛顿,上传牛顿手稿是剑桥大学数字化图书馆工程的一部分，目前，牛顿的手稿已经有4 000多页被数字化，包括牛顿关于运算、微积分、光学以及万有引力定律的著作。剑桥大学图书馆数字资料负责人格兰特说，这些手稿是科学史上最重要的文件资料，可以让人更直观地看到牛顿的工作方法。无论是谁，无论他们身处何地，只要动动鼠标，就可以看到牛顿是怎样工作和如何发展自己的理论并进行实验的。,请思考：1.牛顿在科学领域取得了哪些伟大成就?2.牛顿取得这些伟大成就的原因是什么?,知识点 一牛顿的成就一、早期科学发明与创造1.童年时代：_年出生于英国农村，从小就爱思考，善于观察，喜爱发明和创造。2.中学时期：
2、开始进行科学研究与实验，学习成绩优异。,1642,3.大学时期：(1)在剑桥大学师从著名学者巴罗教授，并自学_等人的数学著作。(2)提出了_以及_的初步算法。,笛卡儿,二项式定理,微积分,4.乡下两年：在光学、数学和力学等领域的研究都取得了重要进展。(1)光学：自制折射望远镜，证明日光由_组成，并进一步说明物体颜色的形成原理，奠定了_的基础。1672年，完成论文_，提出光的本质是_的见解。(2)天文学：1668年设计并制作了世界上第一架_望远镜，使人类对天体的观察进入了一个新阶段。,七色光,光谱学,关于光和色的新理论,微粒,反射,二、发现万有引力定律1.内涵：宇宙中一切物体之间，都存在着一种相
3、互吸引的作用，这种作用力就是万有引力。2.影响：成为天文学上的_，实践中有效解释了彗星的轨道问题、双星行为以及新发现行星的运动等。,基础定律,3.构建牛顿力学：(1)标志：1687年，_的发表。(2)内容：确定了物体运动_；阐明_，并应用到天文学中；解释了_、地球的圆扁形状等问题。(3)特点：以_为表达方式，形成完整的力学理论体系。(4)地位：是以后二百多年间物理学的绝对权威。,自然哲学中的数学原理,三定律,万有引力的概念,潮汐现象,数学,【合作探究】结合牛顿的相关科学成就并阅读下列材料：在牛顿描述的世界中，处处充满了井然有序的规律和法则于是更多的人开始建立这样一种世界观：既然物质世界有着如此
4、的自然规律，那么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在，只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法运用于人类社会，那么社会发展的规律也能被掌握。大国崛起,探究分析：(1)牛顿描述的世界有哪些规律和法则?提示：运动三大定律和万有引力定律。(2)牛顿是从哪些方面破解自然之谜的?提示：数学、光学、力学和天文学等。,(3)牛顿的伟大发现对人类社会的发展产生什么重大影响?提示：是人类对自然规律的第一次系统概括和总结，推动了科学、理性观念的确立和传播，极大地促进了人类的思想解放。为工业革命的开展提供了理论基础，促进了“蒸汽时代”的到来。,(4)牛顿取得伟大成就的原因有哪些?【思路分析】牛顿取得的伟大成就应从时
5、代发展的客观要求和个人努力的主观条件进行分析。客观要求又主要从经济发展和思想解放两大角度分析。提示：客观：文艺复兴和宗教改革促进了人们的思想解放；资本主义的发展为科学发展提供了物质基础和发展动力；伽利略、开普勒、笛卡儿等前人科学成果的奠基。主观：牛顿的个人努力。,知识点 二勤奋的探索与科学的研究方法1.勤于探索：善于思考、保持专注、勤奋工作。2.研究方法：以_为基础，形成“_”法，即先从实验中得出结论，再在实验中验证结论的正确性。3.继承与创新的有机结合：在借鉴和总结伽利略、开普勒等科学家研究成果基础上结合自己的研究结论大胆创新。,实验,归纳演绎,【合作探究】结合牛顿的科学成就及其探索精神并阅
6、读下列材料：我的成就，当归功于精微的思索。牛顿你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功，因为辛苦是获得一切的定律。牛顿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,探究分析：(1)结合【学思之窗】中牛顿喜欢做实验并记笔记的材料，你怎样看待牛顿的学习方法?提示：牛顿的学习方法是科学的，通过做实验、记笔记，积累数据，并能够把知识进行分类整理，这样的学习方法与当时的“归纳演绎”科学研究方法是一致的。,(2)牛顿如何看待自己的成就?提示：是建立在前人伟大成就的基础之上，是辛苦工作与精微思考结合的产物。(3)牛顿力学体系在物理学史上的地位如何?提示
7、：长期居于物理学的统治地位。(4)牛顿身上有哪些优秀品质?提示：勤奋的探索精神、虚怀若谷的谦虚态度、严谨的科学研究态度。,一、牛顿能够建立力学体系的主要条件除牛顿的学术水平、刻苦好学、勤于思考等主观条件外，客观条件为：1.社会的经济基础：当时英国资本主义的发展，提出了经济和技术方面的要求，这些要求向自然科学提出的问题基本上是力学问题，如增加船的装载能力和航行速度，从深矿井中把矿石运出来，研究发射时火炮内部发生的变化及火炮的改进、弹道问题等。牛顿力学体系的建立正是顺应了时代的需要。,2.具备较好的知识条件：当时的力学、光学、天文学等领域已经具备了丰富的知识积累。如伽利略提出的惯性定律和自由落体定
8、律、开普勒提出的行星运动三定律、培根提出的科学研究方法等都为牛顿力学体系奠定了坚实的基础。,【特别提醒】思考牛顿取得成就的原因时，应充分结合牛顿出生时的大环境：政治上：英国资产阶级革命进行中；经济上：资本主义经济发展；思想上：文艺复兴、宗教改革，解放了思想；科学上：出现了伽利略等近代自然科学家，自然科学有所突破。,二、牛顿力学体系的深远影响(1)牛顿力学体系完成了人类对自然界认识的第一次理论大综合。牛顿力学的创立标志着人类科学时代的开始。(2)牛顿经典力学揭示了力与运动的关系，为英国工业革命的开展提供了科学理论基础，使人类社会进入蒸汽时代。,(3)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，揭示出宇宙万物的物质本性和科学性，也为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。(4)牛顿形成的“归纳演绎”等科研方法对近代科学研究具有指导意义。,【特别提醒】牛顿力学体系的产生是以一定的科学成果的积累为条件，是以往科学认识发展的继承和飞跃，是在前人系统观察、大量的实验和对问题的理论分析的基础上建立起来的，哥白尼、伽利略、笛卡儿、开普勒等人在力学、天文学和数学方面的研究成果，为牛顿力学的建立奠定了雄厚的基础。,
