自然科学史讲稿第五讲

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1、牡丹江师范学院教案教研室：教育学教师姓名：姚雯雯授课时间:第四周课程名称自然科学史授课专业和班级2011级科学教育授课内容近代经典物理学大厦的建立授课学时2学时教学目的通过学习力学、电磁学等内容等科学发展，了解19世纪物理学中力学和电磁学的发展情况。教学重点牛顿的力学、电磁学中的几个人物教学难点19世纪物理学发展的原因教具和媒体使用多媒体教学教学方法讲授法、讨论法教学过程讲解近代物理学、电磁学的发展情况，引入新课、重点难点讲授、作业和习题布置、问题讨论、归纳总结及课后辅导等内容时间分配(90分钟)一、复习上节课内容二、讲授新课第五讲（上）近代经典物

2、理学大厦的建立一、牛顿和经典力学1、牛顿生平2、牛顿研究的领域二、电磁学1、佛兰克林、吉尔伯特与库仑2、奥斯特和安培3、法拉第4、麦克斯韦和赫兹三、作业布置：经典物理学发展的原因四、本节课的归纳总结：归纳本节课的主要内容、重点和难点。5分75分30分10分20分45分15分10分10分10分5分10分板书设计第五讲（上）19世纪经典物理学大厦的建立一、牛顿和经典力学二、电磁学1、牛顿生平1、佛兰克林、吉尔伯特与库仑2、牛顿研究的领域2、奥斯特和安培3、法拉第4、麦克斯韦和赫兹讲授新拓展内容经典力学和电磁学中的重要人物课后总结教研室主任签字年月日10

3、/10讲稿讲授内容请同学们讲讲牛顿三大定律。第五讲（上）近代经典物理学大厦的建立一、牛顿和经典力学1、牛顿生平就在伽利略去世的1642年，牛顿诞生在伦敦北面的伍尔素普村。他出生前3个月父亲就病逝。牛顿出生时体重仅1.4公斤，母亲都担心难以养活，可是他却享年85岁。母亲怀念他父亲，给他起了同爸爸一样的名字——伊萨克·牛顿。因生活贫困，牛顿3岁时母亲改嫁，由外婆抚养。他从未得到父爱，母亲又不在身边，所以他性格忧郁、孤僻，不善言谈与交际。唯有大自然与手工制作给童年的牛顿带来了几分乐趣，田园的小鸟、蝴蝶是他的好友。12岁时在镇上中学读书，寄宿在母亲朋友克拉

4、克夫人家中。不久继父去世，他只能辍学回家，当了3年小农民。1660年秋又回到中学，毕业时校长称赞他是学校中最优秀的学生。在这段时间，他同克拉克夫人的女儿斯托瑞的纯洁情谊使他终生难忘。后来斯托瑞回忆说：“牛顿是个严肃、沉静、爱思索的少年，他从不和别的男孩子一起玩那些愚蠢的游戏。他常常为我和小伙伴们制作一些小桌子、椅子，我们很高兴将心爱的玩具放在上面”。牛顿终生未娶，曾经相亲，但他约会时总是精神恍惚、心不在焉。据说他总是反复讲宇宙的奥秘，对方难免生厌。有时为了核实一个计算数据，竟把人家晾在一边，一去不回。1661年，牛顿进入剑桥大学学习，替学校做些杂活

5、以减免学费。在这期间，牛顿读了亚里士多德、开普勒、伽利略、笛卡尔等人的著作，研究一些哲学问题。1665年6月，伦敦爆发淋巴腺鼠疫，10月剑桥大学的评议会投票决定停课。牛顿回到家乡，1667年4月才重新返回剑桥。在这非凡的18个月里，他完成了三项划时代的科学成就；提出万有引力理论，把阳光分解为七种单色光和发明微积分。24岁的牛顿已经完成了一生的主要科学业绩。牛顿系统地论述动力学三定律和万有引力定律，构建了统一的力学理论。他的力学研究经典著作是《自然哲学的数学原理》，据说在热销中有人出4倍的价格来买，买不到的人居然会手抄全书以解求知的愿望。2、牛顿研究

6、的领域（1）动力学研究力学是最先成熟的学科，是近代科学史上第一个带头10/10学科与基础学科，力学研究的对象是宏观物体缓慢的机械运动，是一种最简单也最容易观察的运动。从经济原因上说，力学既是同人的体力发挥有关，更同机器的运转有关。人类要生存和发展就要劳动；要劳动就要有劳动力。体力是人体所具有的能改变物质位置与状态的劳动能力。力学的概念，来源于人的体力。人的体力是不足的，人的体力绝对不是在动物界最强的，绝对体力比不过大象，相对体力比不过蚂蚁。如何超越体力的局限性？利用机械是明智的选择，所以杠杆、斜面、滑轮等机械开始应用。阿基米德曾说过“给我一个支点，

7、我就能撬起整个地球”，但是实际上，这样的杠杆支点是没有的，即使有，人也不可能举起地球。据计算，若利用杠杆使地球升高1厘米，力臂终端就要向下移动1018米；如果以光速移动，也要1000万年时间。利用杠杆人类终究不能摆脱困境。于是，人类在选择了杠杆之后，又进行了第二次选择——选择利用自然之力。把自然之力当做力学研究对象的是牛顿。牛顿在叙述简单机械时说：“在各种适当的机械中，我们所要解决的问题，就是用一定的功去移动一定的重物，或者用一定的力去克服任何其他一定的阻力。”牛顿力学的精髓：惯性或者惰性是物体的根本属性,唯有外力才能克服物体的惯性.牛顿力学是崇拜

8、外力的科学。在牛顿的力学中，物体是消极的、被动的，力是积极的主动的。有了惯性与力的概念，很容易得出牛顿第一定律：“每个物体