高中历史选修四-牛顿.ppt

英国人将威斯敏斯英国人将威斯敏斯特大教堂（也译为特大教堂（也译为西敏寺）称为西敏寺）称为“荣荣誉的宝塔尖誉的宝塔尖”。牛顿，他是人类历史上第一个获得国葬的自然科牛顿，他是人类历史上第一个获得国葬的自然科学家。他的墓地位于威斯敏斯特教堂正面大厅的中央，学家。他的墓地位于威斯敏斯特教堂正面大厅的中央，墓地上方耸立着一尊牛顿的雕像，旁边还有一个巨大墓地上方耸立着一尊牛顿的雕像，旁边还有一个巨大的地球造型以纪念他在科学上的功绩。的地球造型以纪念他在科学上的功绩。自然界和自然规律自然界和自然规律隐藏在黑暗中，隐藏在黑暗中，上帝说：上帝说：让牛顿出生吧！让牛顿出生吧！于是，一切都成为光明。于是，一切都成为光明。英国诗人波普诗：英国诗人波普诗：为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，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他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。殊荣。他写道：他写道：“他是像一位深受自己的臣民爱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。如此厚葬的也将会是屈指可数的。”第四课第四课近近 代代 科科 学学 之之 父父牛顿牛顿 Isaac Newton.(16421727)科学成就篇科学成就篇 恩格斯曾指出：恩格斯曾指出：“牛顿由于发现了万有引力律牛顿由于发现了万有引力律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于建立了二项式定理和无限理立了科学的光学，由于建立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。立了科学的力学。”怎样理解牛顿是怎样理解牛顿是“近代科学之父近代科学之父”？牛顿的主要科学成就牛顿的主要科学成就 成就成就领域领域数学数学天文学天文学物物理理学学光光学学力力学学填一填填一填成就篇成就篇牛顿的主要科学成就牛顿的主要科学成就 成就成就领域领域数学数学天文学天文学物物理理学学光光学学力力学学提出二项式定理和微积分的新计算方法提出二项式定理和微积分的新计算方法1 1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光）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，说明物体颜色的形成原理；由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；2 2）在）在关于光和色的新理论关于光和色的新理论中提出了光的中提出了光的 “微粒说微粒说”。1 1）提出了物体运动三定律和万有引力定律；）提出了物体运动三定律和万有引力定律；2 2）自然哲学中的数学原理自然哲学中的数学原理,标志着经典力学理论体标志着经典力学理论体系的建立。系的建立。制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，分析了制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，分析了潮汐现象、预言地球不是正球体。潮汐现象、预言地球不是正球体。填一填填一填成就篇成就篇 爱因斯坦说：爱因斯坦说：“在人类历史上，能够结合物理实验、在人类历史上，能够结合物理实验、数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位，那数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位，那就是牛顿。就是牛顿。”近近 代代 科科 学学 之之 父父 该书确定了解该书确定了解决万有引力问题的决万有引力问题的物体运动三大定律、物体运动三大定律、阐明万有引力的概阐明万有引力的概念并把它应用到天念并把它应用到天文学中、解释了潮文学中、解释了潮汐现象、地球的圆汐现象、地球的圆扁形状等问题。这扁形状等问题。这是一本重要的力学是一本重要的力学全书。全书。伽利略伽利略运动三定律运动三定律 （惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律）（惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律）万有引力定律万有引力定律16871687年年,自然哲学中的数学原理自然哲学中的数学原理。1 1、前人基础：、前人基础：2 2、基本内容：、基本内容：3 3、建立标志：、建立标志：联系联系必修三专题七必修三专题七牛顿之经典力学牛顿之经典力学4 4、意义：、意义：基础知识梳理基础知识梳理 牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史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。上的第一次理论大综合。艺术家笔下的牛顿在制定宇艺术家笔下的牛顿在制定宇宙规律宙规律探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？牛顿牛顿伏尔泰伏尔泰科学艺术女神缪斯科学艺术女神缪斯牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展。牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展。探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从个科学鼎盛的时期。从1717世纪中期开始，近代科学在一批巨人世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是牛顿。许多历史学家认为，如果从近代妇孺皆知的人，他就是牛顿。许多历史学家认为，如果从近代科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。大国崛起大国崛起工业先声工业先声 可以说，牛顿是将实验哲学和归纳法系统地用于科学研可以说，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。是的。他使用并倡导的科学方法，武装了一代代科学家，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。至今还在发挥作用。照亮宇宙的智慧之光牛顿照亮宇宙的智慧之光牛顿牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。牛顿牛顿“归纳归纳演绎演绎”等科研方法对近代科学研究具有等科研方法对近代科学研究具有指导意义。指导意义。探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？1717世纪末。世纪末。惯性定律、加速度定律惯性定律、加速度定律(这两方面以伽利略研究为基础这两方面以伽利略研究为基础)、作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律(以笛卡尔研究为基础以笛卡尔研究为基础)万有引力定律万有引力定律(开普勒研究及自己创立的微积分做计算工具开普勒研究及自己创立的微积分做计算工具)。16871687年年,自然哲学中的数学原理自然哲学中的数学原理。1 1、时间：、时间：2 2、基本内容：、基本内容：3 3、建立标志：、建立标志：近代物理学成就近代物理学成就 (必修三专题七必修三专题七120120页）页）（一）经典力学（一）经典力学牛顿力学定律牛顿力学定律4 4、意义：、意义：(对科技对科技对经济对经济对思文对思文)基础知识梳理基础知识梳理经典力学奠基者经典力学奠基者（1717世纪初）世纪初）经典力学建立者经典力学建立者（1717世纪晚期）世纪晚期）从经典力学发展到相对论、从经典力学发展到相对论、量子论（量子论（1919末末2020初）初）伽利略伽利略（意）（意）牛顿牛顿（英）（英）爱因斯坦（德、美）爱因斯坦（德、美）普朗克（德）普朗克（德）近现代物理学的发展过程近现代物理学的发展过程拓展延伸拓展延伸联系联系必修三专题七必修三专题七120120页页经经 典典 力力 学学基础知识梳理基础知识梳理 仅就光学方面的成就或许就可以使他在本书中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。历史上最有影响的历史上最有影响的100100人人 “从有世以来，到牛顿所处的时代，他在数学从有世以来，到牛顿所处的时代，他在数学领域所做的工作占了整个的绝大部分。领域所做的工作占了整个的绝大部分。”莱布尼兹莱布尼兹 纽约纽约大大学历学历史系教授曼史系教授曼纽纽：“近代的科近代的科学学是源自是源自牛頓牛頓对对上帝的默想。上帝的默想。”牛頓牛頓之之“牛牛”16611661年年(19(19岁岁)进入剑桥大学，进入剑桥大学，成为三一学院的减费生成为三一学院的减费生;16651665年年,获得文学学士学位获得文学学士学位;1665-16661665-1666回到乡下回到乡下;在剑桥求学期间大量接触自然在剑桥求学期间大量接触自然科学著作科学著作,师从巴罗教授师从巴罗教授,将其将其引导到数学前沿引导到数学前沿;16691669年年(27(27岁岁)成为数学教授成为数学教授(直直至至17011701年年).).16721672年年,成为皇家学会会员成为皇家学会会员;17031703年年,成为皇家学会会长成为皇家学会会长;17061706年受英国女王封爵年受英国女王封爵;17271727年年3 3月月2020日逝世日逝世,享年享年8484岁岁.(晚年晚年,兴趣转向神学兴趣转向神学,写了近写了近200200万言的著作万言的著作.).)Isaac Newton.(16421727)人生历程人生历程科学精神篇科学精神篇 牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。会科学向前跃进的变革时代。文艺复兴后文艺复兴后的的200200年中，真正的科学伴随着资本主义的发展年中，真正的科学伴随着资本主义的发展而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发展。展。资本主义的发展为科学的发展奠定物质基础和发展动力；资本主义的发展为科学的发展奠定物质基础和发展动力；文艺复兴解放了人们的思想。文艺复兴解放了人们的思想。成长篇成长篇探究：探究：探究：探究：牛顿为什么能够成为牛顿为什么能够成为“近代科学之父近代科学之父”？16511651年，英国是克伦威尔统治时期。年，英国是克伦威尔统治时期。政治经济政治经济资产阶级革命、资本主义经济发展资产阶级革命、资本主义经济发展 16511651年英国启蒙思想家霍布斯完成年英国启蒙思想家霍布斯完成利维坦利维坦一书，一书，对君权神授和教会大加讨伐。对君权神授和教会大加讨伐。1651 1651年，英国生物学家哈维发表年，英国生物学家哈维发表论动物的生殖论动物的生殖，记述了自高等哺乳动物至低等昆虫的生长发育变化，记述了自高等哺乳动物至低等昆虫的生长发育变化，记载了它们的胚胎发育过程。记载了它们的胚胎发育过程。思想文化思想文化民主平等理性观念启蒙民主平等理性观念启蒙自然科学自然科学正在兴起正在兴起牛顿出生的世界牛顿出生的世界 笛卡尔笛卡尔(1596-1650)，法国哲学家，数学家，法国哲学家，数学家，物理学家，解析几何学物理学家，解析几何学奠基人之一奠基人之一。古希腊哲学古希腊哲学家亚里士多家亚里士多德（德（BC384-BC384-BC322 BC322）“地球是球形地球是球形的，是宇宙的的，是宇宙的中心。中心。”“太阳是宇宙太阳是宇宙的中心。的中心。”波兰天文学家哥波兰天文学家哥白尼（白尼（147314731543 1543）意大利天文学家意大利天文学家布鲁诺（布鲁诺（154815481600 1600）为捍卫真理被教为捍卫真理被教会烧死。会烧死。“宇宙是无宇宙是无限的，没有限的，没有中心。中心。”开普勒没能说明行星开普勒没能说明行星按其规律在轨道上运按其规律在轨道上运行的原因。行的原因。德国天文学家开普勒德国天文学家开普勒（1571157116301630年）年）每个行星都在一个椭每个行星都在一个椭圆形的轨道上绕太阳圆形的轨道上绕太阳运转，而太阳位于这运转，而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦个椭圆轨道的一个焦点上点上 成长篇成长篇探究：探究：探究：探究：牛顿为什么能够成为牛顿为什么能够成为“近代科学之父近代科学之父”？客观因素：西欧思想解放运动提供思想基础；客观因素：西欧思想解放运动提供思想基础；英国资产阶级革命的洗礼；英国资产阶级革命的洗礼；资本主义经济发展；资本主义经济发展；前人的研究成果为牛顿提供很好的条件前人的研究成果为牛顿提供很好的条件;依萨克依萨克牛顿牛顿16421642年出生于英国北部一个叫乌尔索年出生于英国北部一个叫乌尔索普的小村庄。早产儿，父亲在他出生前病逝，母亲在普的小村庄。早产儿，父亲在他出生前病逝，母亲在他三岁时改嫁，家境一贫如洗。迫干生活艰难，牛顿他三岁时改嫁，家境一贫如洗。迫干生活艰难，牛顿的母亲只得让他停学务农，但是被他的好学精神所感的母亲只得让他停学务农，但是被他的好学精神所感动的舅父说服了母亲让牛顿继续读书。动的舅父说服了母亲让牛顿继续读书。18611861年，年，1818岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支持学费。学三一学院，靠为学院做杂务的收入支持学费。1665-16661665-1666年，英国发生鼠疫，剑桥大学关闭。年，英国发生鼠疫，剑桥大学关闭。成长篇成长篇探究：探究：探究：探究：牛顿为什么能够成为牛顿为什么能够成为“近代科学之父近代科学之父”？家境贫寒，一度辍学；家境贫寒，一度辍学；大瘟疫，剑桥大学关闭。大瘟疫，剑桥大学关闭。中小学时代常常被斥为中小学时代常常被斥为“生性孤僻、智力迟生性孤僻、智力迟钝钝”，“不守纪律、心不在焉、想入非非不守纪律、心不在焉、想入非非”。中。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成一事无成”，勒令他退了学。，勒令他退了学。1616岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理、数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目理、数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。考砸了锅，只得名落孙山。16661666年夏末一个傍晚，牛顿坐年夏末一个傍晚，牛顿坐在他家花园里的一棵苹果树下读他在他家花园里的一棵苹果树下读他的书。突然，一只历史上最著名的的书。突然，一只历史上最著名的苹果落了下来，打在苹果落了下来，打在2323岁牛顿的头岁牛顿的头上。上。恰巧在那天，牛顿正苦苦思索恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？道上？为什么这只打中他脑袋的苹果为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案题开始，他找到了这些的答案万有引力理论。万有引力理论。牛顿于牛顿于16681668年得到硕士学位，年得到硕士学位，16691669年由年由巴罗推荐，任剑桥大学教授，接替巴罗担任巴罗推荐，任剑桥大学教授，接替巴罗担任了鲁卡斯讲座的第二代教授职务。这时，牛了鲁卡斯讲座的第二代教授职务。这时，牛顿年仅顿年仅2727岁。岁。16721672年，牛顿被推选为英国皇年，牛顿被推选为英国皇家学会会员。就在这一年，他发表了第一篇家学会会员。就在这一年，他发表了第一篇论文。论文。牛顿数学桥牛顿数学桥 它是剑桥大学城里的一大景观。全桥由它是剑桥大学城里的一大景观。全桥由71777177根大小不一根大小不一的木头衔接而成，有的木头衔接而成，有1029910299个接口，如果以一个接口用一枚铁个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要钉来计算，那么至少需要 1029910299枚铁钉。枚铁钉。但整座桥牛顿没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。但整座桥牛顿没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学桥的多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘，想在纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者奥秘，想在纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者无一。无一。有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到减少到561561枚。枚。他在辞世之前曾简短地评价过自己：他在辞世之前曾简短地评价过自己：“我我不不知知道道世世人人怎怎样样看看我我，但但我我自自己己以以为为我我不不过过像像一一个个在在海海边边玩玩耍耍的的孩孩子子，不不时时为为发发现现比比寻寻常常更更为为美美丽丽的的一一块块卵卵石石或或一一片片贝贝壳壳而而沾沾沾沾自自喜喜，至至于于展展现现在在我我面面前前的的浩浩翰翰的的真真理理海海洋洋，却全然没有发现。却全然没有发现。”成长篇成长篇探究：探究：探究：探究：牛顿为什么能够成为牛顿为什么能够成为“近代科学之父近代科学之父”？牛顿的名言牛顿的名言 我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。我并无特别过人的智慧，有的只是坚持不懈的思我并无特别过人的智慧，有的只是坚持不懈的思索精力而已。索精力而已。人一旦确立了自己的目标，就不应该再动摇为之人一旦确立了自己的目标，就不应该再动摇为之奋斗的决心奋斗的决心 如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。上的缘故。主观因素：虚怀若谷的谦虚态度；主观因素：虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学求知态度勤奋好学求知态度 勇于探索精神；献身科学的精神等；勇于探索精神；献身科学的精神等；科学的研究方法科学的研究方法.1689 1689年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。但据说他在国会从不发言，有一次他站了起来，但据说他在国会从不发言，有一次他站了起来，议会大厅里顿时静了下来，人们等待着这位伟议会大厅里顿时静了下来，人们等待着这位伟人发言，可他只说了一句人发言，可他只说了一句“应把窗户关上应把窗户关上”就就又坐下了。又坐下了。作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大学餐厅。学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿自小是个孤儿，爱好单调，性格孤僻，牛顿自小是个孤儿，爱好单调，性格孤僻，脾气暴躁，工作有偏致狂倾向。脾气暴躁，工作有偏致狂倾向。他在科学上做出了无与伦比的贡献，但在处他在科学上做出了无与伦比的贡献，但在处理人事关系上做的极不好，一生没有一个朋友，理人事关系上做的极不好，一生没有一个朋友，一生没有结婚。一生没有结婚。牛顿一直在孤独中度过自己人生，可能只有牛顿一直在孤独中度过自己人生，可能只有在教堂里同上帝对话才能使自己心理得到一些宽在教堂里同上帝对话才能使自己心理得到一些宽慰。慰。17271727年年3 3月月2020日，牛顿去世，终年日，牛顿去世，终年8585岁岁 “牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在牛顿的发现，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。眼光打量世界。”以牛顿为代表的近代科学诞生以后，人以牛顿为代表的近代科学诞生以后，人类社会飞速发展。类社会飞速发展。大国崛起大国崛起英国英国 牛顿的牛顿的原理原理公认是科学史上最伟大的著作。公认是科学史上最伟大的著作。牛顿的牛顿的非凡成就甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域非凡成就甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者也留下了极其深刻的印象，以致于他们都试图在解决的工作者也留下了极其深刻的印象，以致于他们都试图在解决各种问题时以力学为楷模。各种问题时以力学为楷模。“-沃尔夫沃尔夫19351935年评价牛顿的年评价牛顿的自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 近代科学，是牛顿开辟的。他创立了近代科学，是牛顿开辟的。他创立了科学研究的世界观和方法论，从此之后，科学研究的世界观和方法论，从此之后，世界进入了一个科学昌明的时代。人类的世界进入了一个科学昌明的时代。人类的文明由此大踏步的向前迈进了。文明由此大踏步的向前迈进了。