2024-2025學(xué)年高中歷史第六單元杰出的科學(xué)家第4課近代科學(xué)之父牛頓講義新人教版選修4

PAGEPAGE1第4課近代科學(xué)之父牛頓[目標(biāo)導(dǎo)航]1.了解早期科學(xué)獨(dú)創(chuàng)與創(chuàng)建的概況，相識其對科學(xué)愛好的來源及其不斷取得科研成果的緣由。2.了解牛頓發(fā)覺萬有引力定律的背景及萬有引力定律的內(nèi)容，分析萬有引力定律的發(fā)覺產(chǎn)生的社會影響。3.總結(jié)牛頓的科學(xué)成就，了解牛頓的科學(xué)探討精神及方法。一、早期科學(xué)獨(dú)創(chuàng)與創(chuàng)建1．學(xué)習(xí)生涯(1)中學(xué)時代：起先進(jìn)行科學(xué)探討與試驗(yàn)，學(xué)習(xí)成果優(yōu)異。(2)高校時代：起先接觸到大量的自然科學(xué)著作，除了師從聞名學(xué)者巴羅教授學(xué)習(xí)外，還自學(xué)笛卡兒等人的數(shù)學(xué)著作。提出了二項(xiàng)式定理以及微積分的初步算法。2．早期成就(1)光學(xué)成就①自制折射望遠(yuǎn)鏡，對太陽光進(jìn)行反射試驗(yàn)，證明日光，即白光是由七色光組成的。②進(jìn)一步說明物體顏色的形成原理，奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ)。③在《關(guān)于光和色的新理論》中提出光的本質(zhì)是微粒的見解，與荷蘭物理學(xué)家惠更斯的“波動說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。(2)天文學(xué)成就：制成世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡，考察行星運(yùn)動，分析潮汐現(xiàn)象，預(yù)言地球不是正球體。思維點(diǎn)撥1．牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，標(biāo)記著人類科學(xué)時代的起先。2．牛頓喜愛做試驗(yàn)并記筆記，還對所學(xué)學(xué)問進(jìn)行分類整理，使他積累了豐富的科學(xué)學(xué)問，為以后的科學(xué)探討打下扎實(shí)的學(xué)問功底，這值得我們借鑒。二、發(fā)覺萬有引力定律1．含義宇宙中一切物體之間，都存在著一種相互吸引的作用力，就是萬有引力。2．提出1687年，在其著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中，確定了解決萬有引力問題的物體運(yùn)動三定律，闡明白萬有引力的概念并把它應(yīng)用到天文學(xué)中。3．意義這確定律后來成為天文學(xué)上的基礎(chǔ)定律，極大地推動了人們對天體運(yùn)動的探討。史論要旨牛頓力學(xué)體系內(nèi)容包括：力學(xué)三大定律及萬有引力定律。它產(chǎn)生的標(biāo)記是1687年發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。歷史相識牛頓建立起一個完整的力學(xué)理論體系，成為宇宙定律的發(fā)覺者，把科學(xué)革命推向了新的高峰。三、勤奮的探究與科學(xué)的探討方法1．勤奮的探究精神從學(xué)生時代起，就養(yǎng)成了勤奮學(xué)習(xí)的習(xí)慣；在科學(xué)探討上，是一個專注的科學(xué)家和勤奮的探究者。2．科學(xué)的探討方法以試驗(yàn)作為得出科學(xué)概念的方法，這種方法被后人總結(jié)為“歸納—演繹”法。3．肅穆的科學(xué)看法在試驗(yàn)中得出結(jié)論后，還要在進(jìn)一步的試驗(yàn)中證明自己所得出結(jié)論的正確性。思維點(diǎn)撥牛頓力學(xué)成就除個人的辛勤努力之外，也是他在總結(jié)了前人大量探討成果的基礎(chǔ)上提出的，正如牛頓所說的是“站在巨人的肩上”取得的。重點(diǎn)精講宗教迷信思想是科學(xué)的大敵。牛頓晚年沒有再取得重大成就，與其癡迷宗教和神奇思想親密相關(guān)。學(xué)問圖示主題一牛頓的科學(xué)成就史料一牛頓在進(jìn)行光學(xué)試驗(yàn)①自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓誕生吧！于是一切都成為光明?！巡趶臄?shù)學(xué)起先到牛忽然代為止，數(shù)學(xué)工作由牛頓完成了一大半?！R布尼茨史料二上中學(xué)時牛頓就喜愛做試驗(yàn)并記筆記，他將日常生活中發(fā)生的很多現(xiàn)象記錄下來，還對所學(xué)的學(xué)問進(jìn)行分類整理。[史料解讀](1)史料一中的圖片說明牛頓通過光學(xué)試驗(yàn)發(fā)覺了光的構(gòu)成和光的“微粒說”。①確定了牛頓在光學(xué)方面的貢獻(xiàn)。②確定了牛頓在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)。(2)史料二涉及牛頓的一些科學(xué)探討方法：做試驗(yàn)、記筆記、分類整理等。[問題思索](1)閱讀史料一并結(jié)合所學(xué)學(xué)問說明，牛頓如何從光學(xué)試驗(yàn)和數(shù)學(xué)方面使“自然界和自然規(guī)律”變成光明的？(2)結(jié)合史料二，歸納牛頓能使黑暗變成光明的緣由。答案(1)光學(xué)試驗(yàn)：自制折射望遠(yuǎn)鏡，證明日光即白光由七色光組成，進(jìn)一步說明白物體顏色的形成原理，奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ)；提出光的本質(zhì)是微粒的見解，統(tǒng)領(lǐng)西方物理學(xué)界兩個世紀(jì)，與荷蘭惠更斯的“波動說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。數(shù)學(xué)方面：提出了數(shù)學(xué)上出名的二項(xiàng)式定理和微積分的初步算法。(2)緣由：做試驗(yàn)、記筆記、積累學(xué)問、分類整理，將試驗(yàn)作為得出科學(xué)概念的主要途徑；“歸納—演繹”法；忘我的勤奮探究精神。牛頓的科學(xué)成就(1)牛頓是英國物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家。(2)在天文學(xué)方面，他說明白潮汐現(xiàn)象，指出潮汐的大小與太陽的引力有關(guān)系；牛頓從理論上推想出地球不是正球體，而是兩極稍扁、赤道略鼓的球體，并由此說明白歲差現(xiàn)象等。(3)在物理學(xué)上，牛頓基于伽利略、開普勒等人的工作，建立了物體運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律，并建立了經(jīng)典力學(xué)的理論體系。(4)在數(shù)學(xué)上，牛頓提出了“牛頓二項(xiàng)式定理”，并和萊布尼茨幾乎同時創(chuàng)立了微積分學(xué)。(5)在光學(xué)方面，牛頓發(fā)覺白色日光由不同顏色的光構(gòu)成，并制成“牛頓色盤”；關(guān)于光的本性，牛頓創(chuàng)立了光的“微粒說”。在牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，他用數(shù)學(xué)說明白哥白尼的日心說和天體運(yùn)動的現(xiàn)象。(6)牛頓力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)記，是人類相識史上對自然規(guī)律的第一次概括和總結(jié)。主題二評價牛頓史料一牛頓是17世紀(jì)科學(xué)革命中所涌現(xiàn)出的最宏大的科學(xué)家。下面是幾枚不同國家發(fā)行的郵票：史料二愛因斯坦說，在牛忽然代，牛頓的道路是一位具有最高思維實(shí)力和創(chuàng)建力的人所能發(fā)覺的唯一道路；牛頓所創(chuàng)建的概念，至今仍舊指導(dǎo)我們的物理學(xué)思想。[史料解讀](1)史料一不同國家發(fā)行的紀(jì)念牛頓的郵票，反映了牛頓的科學(xué)成就和貢獻(xiàn)，也說明白牛頓的世界性影響。(2)史料二愛因斯坦確定了牛頓對其所處時代的貢獻(xiàn)和對物理學(xué)的奠基作用。[問題思索](1)史料二中的“牛忽然代”是一個什么樣的時代？(2)牛頓取得了哪些重大科學(xué)發(fā)覺？(3)從今日的科學(xué)發(fā)展來看，愛因斯坦的說法正確嗎？為什么？答案(1)17世紀(jì)中葉至18世紀(jì)20年頭，處于資本主義手工工場時期，資產(chǎn)階級文化在漸漸發(fā)展。(2)①萬有引力定律及物體運(yùn)動三定律。②微積分學(xué)是他在數(shù)學(xué)上最卓越的成就，數(shù)學(xué)從感覺學(xué)科轉(zhuǎn)向思維學(xué)科。③對光的探討奠定了光譜學(xué)的基礎(chǔ)。④反射望遠(yuǎn)鏡的獨(dú)創(chuàng)，使人類對天體的視察進(jìn)入一個新階段。(3)正確。牛頓力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)記，不管時代如何發(fā)展，他在科學(xué)史上的杰出貢獻(xiàn)不容抹殺。正如愛因斯坦所說“牛頓所創(chuàng)建的概念，至今仍在指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想”。評價牛頓牛頓是聞名物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家。(1)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中用數(shù)學(xué)方法闡明白宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運(yùn)動定律。奠定了之后三個世紀(jì)中物理界的科學(xué)觀點(diǎn)，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)展奠定了基礎(chǔ)。(3)牛頓的虛心看法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探討看法、還有勤奮的探究精神等值得后人學(xué)習(xí)。1．1643年，牛頓誕生在英國北部的一個名叫烏爾索普的小村莊，此時的英國社會()①處在資產(chǎn)階級革命的風(fēng)暴之中②資本主義已有了確定程度的發(fā)展③工業(yè)革命蓬勃興起④已駕馭了世界海上霸權(quán)A．①② B．③④C．①③ D．②④答案A2．下列各項(xiàng)中，不屬于牛頓的科學(xué)貢獻(xiàn)的是()A．創(chuàng)立微積分學(xué)B．提出萬有引力定律C．提出力學(xué)的三大定律D．發(fā)覺機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能答案D解析發(fā)覺機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能屬于法拉第的成就，不是牛頓的貢獻(xiàn)，D錯誤，符合題意，A、B和C都是牛頓的科學(xué)貢獻(xiàn)，解除。3．凱恩斯1942年在英國皇家學(xué)會俱樂部發(fā)表演說，認(rèn)為牛頓既是一個科學(xué)巨匠，也是一個醉心神學(xué)和煉金術(shù)的人。此評價說明()①牛頓為科學(xué)而奮斗的品質(zhì)②牛頓不僅僅是一個科學(xué)家③牛頓信仰宗教④牛頓已從一個科學(xué)家轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€宗教狂A．①②③④ B．①②③C．②③④ D．①③④答案B解析由題干材料“牛頓既是一個科學(xué)巨匠，也是一個醉心神學(xué)和煉金術(shù)的人”可知選項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)為包含于內(nèi)的一個方面或是兩個方面，不能是確定化的一個方面。而④僅提及確定化一個方面，是錯誤的，解除含有④的選項(xiàng)，故選B項(xiàng)。4．近代科學(xué)之父牛頓勇于創(chuàng)新，對推動社會發(fā)展作出了杰出貢獻(xiàn)。閱讀下列材料，回答問題。材料一規(guī)則Ⅰ尋求自然事物的緣由，不得超出真實(shí)并足以說明其現(xiàn)象者。……規(guī)則Ⅲ物體的性質(zhì)，它們既不能被增加又不能被減弱，并且屬于所能做的試驗(yàn)中全部物體的，應(yīng)被認(rèn)為是物體的普遍性質(zhì)?！?guī)則Ⅳ在試驗(yàn)哲學(xué)中，由現(xiàn)象歸納得出的命題，在其他現(xiàn)象使這些命題更加精確或出現(xiàn)例外之前，都應(yīng)被視為完全正確或基本正確的，而不管相反的假設(shè)?！ｎD《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》材料二隨著文藝復(fù)興的深化發(fā)展，人性從上帝重新回來到人本身。但文藝復(fù)興時代的“人性”主要是指人的情感、意志和人格等自然本性?！?7、18世紀(jì)，英國學(xué)問界圍繞三個重大思想主題進(jìn)行了學(xué)問體系創(chuàng)新。這三個思想主題是：第一，宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則是什么？其次，作為人類社會核心組織的國家和政府的起源、范圍和目的是什么？第三，人類學(xué)問的起源、范圍和限度是什么？——鄧云清《思想的時代——牛頓、洛克的思想及其生成》材料三科學(xué)技術(shù)除了是對客觀世界的系統(tǒng)相識，是正確世界觀、相識論和方法論的基礎(chǔ)之外，同時也是技術(shù)與管理創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉，是先進(jìn)文化的重要組成部分，是人類生存與發(fā)展以及人與自然和諧相處的基石，是人類文明可持續(xù)發(fā)展的動力。——路甬祥《全面相識科學(xué)的價值及其時代特征》(1)據(jù)材料一并結(jié)合所學(xué)學(xué)問，指出牛頓的創(chuàng)新成就。(2)據(jù)材料一指出材料二中，以牛頓為代表的英國科學(xué)家深度詮釋的思想主題。結(jié)合所學(xué)學(xué)問，從政治和思想文化兩個角度，分析英國學(xué)問界“三個思想主題”生成的緣由。(3)據(jù)材料三并結(jié)合所學(xué)學(xué)問，說明牛頓創(chuàng)新成果的歷史影響。答案(1)成就：“歸納—演繹”(試驗(yàn))法；物體運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律。(2)主題：宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則。緣由：政治：資產(chǎn)階級革命的爆發(fā)；國家權(quán)力結(jié)構(gòu)的重建。思想文化：文藝復(fù)興的深化；近代科學(xué)的興起。(3)影響：標(biāo)記著經(jīng)典力學(xué)體系的形成，對說明和預(yù)見物理現(xiàn)象有確定意義；為工業(yè)革命供應(yīng)理論基礎(chǔ)；促進(jìn)思想解放(啟蒙運(yùn)動的發(fā)展)。解析第(1)題據(jù)材料一得出“歸納—演繹”(試驗(yàn))法，結(jié)合所學(xué)得出物體運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律；第(2)題第一問據(jù)材料得出宇宙和物質(zhì)世界的本質(zhì)和支配法則；其次問據(jù)材料二“17、18世紀(jì)”“英國”，結(jié)合這一歷史時期政治及思想文化背景分析；第(3)題，據(jù)材料[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]1．下列對17世紀(jì)牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的緣由的表述，不準(zhǔn)確的是()A．資本主義生產(chǎn)的快速發(fā)展對力學(xué)提出了迫切要求B．伽利略、開普勒等人的探討已有相當(dāng)厚實(shí)的基礎(chǔ)C．牛頓個人具有的宏大天才和作出的巨大努力D．同時代的眾多聞名科學(xué)家協(xié)同一樣的通力合作答案D解析本題要求選出錯誤的選項(xiàng)。資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提出了很多問題，迫切須要自然科學(xué)來說明，以促進(jìn)生產(chǎn)力的更大發(fā)展，在力學(xué)和天文學(xué)方面，在哥白尼、開普勒、伽利略等人的探討基礎(chǔ)上，牛頓才建立起力學(xué)體系，但不能說是同時代眾多聞名科學(xué)家協(xié)同一樣的合作，解除A、B、C，選D。2．沃爾夫在1935年寫道：“(它)公認(rèn)是科學(xué)史上最宏大的著作……二百多年來，它始終是全部天文學(xué)和宇宙學(xué)思想的基礎(chǔ)?！薄八彼傅闹魇?)A．康德的《純粹理性批判》B．牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》C．赫胥黎的《人類在自然界中的位置》D．達(dá)爾文的《物種起源》答案B解析牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》提出了物體運(yùn)動的萬有引力定律等，把地球上的物體運(yùn)動和天體運(yùn)動概括到同一個理論之中，因而能成為天文學(xué)和宇宙學(xué)思想的基礎(chǔ)。3．斯塔夫里阿諾斯在《全球通史》中說：“在‘光榮革命’到來之前，一個宏大的人發(fā)覺了說明自然現(xiàn)象的鑰匙。”材料中的“鑰匙”是指()A．伽利略開創(chuàng)了近代科學(xué)B．牛頓構(gòu)建了經(jīng)典力學(xué)體系C．達(dá)爾文創(chuàng)立了生物進(jìn)化論D．普朗克提出了量子假說答案B解析“光榮革命”發(fā)生于1688年，1687年牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版，標(biāo)記著4．19世紀(jì)，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)所以被看作是確定權(quán)威的理論，主要是由于()A．經(jīng)典物理學(xué)日臻完善B．牛頓力學(xué)采納了數(shù)學(xué)的方法C．人們相識的局限性D．經(jīng)典物理學(xué)可以說明一切自然現(xiàn)象答案C解析經(jīng)典物理學(xué)日臻完善無法說明經(jīng)典物理學(xué)是確定權(quán)威的理論，解除A；牛頓力學(xué)采納了數(shù)學(xué)的方法與經(jīng)典物理學(xué)是確定權(quán)威的理論無關(guān)，解除B；因?yàn)槿藗兿嘧R的局限性，人們的相識未深化微觀和宏觀高速領(lǐng)域，符合材料和歷史事實(shí)，C正確；經(jīng)典物理學(xué)不行以說明一切自然現(xiàn)象，解除D；故選C。5．英國科學(xué)史專家丹皮爾在《科學(xué)史》中指出：“那時哲學(xué)與科學(xué)仍是混淆不清。連笛卡爾在為天文學(xué)建立一種力學(xué)理論時，也把它放在經(jīng)院哲學(xué)的相反的觀點(diǎn)和認(rèn)為物質(zhì)的本質(zhì)是廣延性的形而上學(xué)見解的基礎(chǔ)上。牛頓擺脫了這些先人之見，實(shí)在是一種真正的進(jìn)步。”牛頓的進(jìn)步性主要在于()A．確立了辯證唯物主義理論B．為資產(chǎn)階級革命奠定理論基礎(chǔ)C．破除了對宗教的信仰D．首次對自然規(guī)律進(jìn)行理論性概括答案D解析原來的科學(xué)受宗教哲學(xué)的影響，建立在形而上學(xué)的基礎(chǔ)上，而牛頓第一次對自然規(guī)律進(jìn)行了理論性概括。6．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第一個充分利用試驗(yàn)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③其科學(xué)成就推動了啟蒙運(yùn)動興起④在伽利略的基礎(chǔ)上，使人們的相識深化到微觀世界A．①②B．①③④C．②③D．②③④答案C解析伽利略注意試驗(yàn)和實(shí)踐，被視為近代試驗(yàn)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，解放了人們的思想，推動了啟蒙運(yùn)動的興起，故③正確；牛頓力學(xué)主要關(guān)注宏觀物體的運(yùn)動，故④錯誤。C項(xiàng)符合題意。[實(shí)力提升]7．閱讀下列材料，回答問題。材料一牛頓的《原理》公認(rèn)是科學(xué)史上的最宏大的著作。在對當(dāng)代和后代思想的影響上，無疑沒有什么別的杰作可以同《原理》相媲美。二百多年來，它始終是全部天文學(xué)和宇宙學(xué)思想的基礎(chǔ)……無怪乎牛頓力學(xué)的非凡勝利甚至給諸如心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會學(xué)等各個不同領(lǐng)域的工作者也留下了極其深刻的印象，以致他們試圖在解決各種問題時以力學(xué)或準(zhǔn)力學(xué)為楷模?！浴妒⑹呤兰o(jì)科學(xué)、技術(shù)和哲學(xué)史》材料二啟蒙思想家們在牛頓革命的啟發(fā)、激勵下進(jìn)行了種種思索。伏爾泰曾寫道：“假如全部自然界，一切行星，都要聽從永恒的規(guī)律，而有一個小動物，五尺來高，卻可以不把這些定律放在眼中，完全隨意地為所欲為，那就太驚奇了?！钡捎谂ｎD學(xué)說本身的機(jī)械確定論性質(zhì)，充溢機(jī)械唯物論精神的啟蒙思想也不行避開地帶有形而上學(xué)的武斷(主要是忽視了人的心靈的困難性)。——摘編自《世界文明史》(1)牛頓說：“假如我看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟??！苯Y(jié)合所學(xué)學(xué)問，指出牛頓生活的時代特征。(2)依據(jù)上述材料并結(jié)合所學(xué)學(xué)問，指出牛頓學(xué)說對近代社會發(fā)展的主要影響。答案(1)資本主義不斷發(fā)展，啟蒙思想興起與傳播，近代科學(xué)不斷取得進(jìn)展。(2)主動：在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)，并確立了相關(guān)學(xué)科的科學(xué)體系和科學(xué)的探討與思維方法；為心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會學(xué)等學(xué)科樹立了楷模；推動了啟蒙運(yùn)動。消極：機(jī)械確定論對啟蒙思想及某些社會科學(xué)探討產(chǎn)生了確定的負(fù)面影響。解析第(1)問，牛頓所處的時代正值歐洲社會變革的時代，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、政治、文化等方面歸納作答。第(2)問牛頓學(xué)說的影響可從正面和局限兩個角度回答。8．閱讀下列材料：材料一正是在物理學(xué)領(lǐng)域，牛頓進(jìn)行了最有意義的探討。在這方面，他以伽利略的探討為基礎(chǔ)，將后者的成果發(fā)展到輝煌的頂點(diǎn)。伽利略主要關(guān)切的是地球的運(yùn)動，牛頓則發(fā)覺了有關(guān)宇宙本身的定律。材料二伽利略發(fā)覺，運(yùn)動中的物