内容正文:
统编版·人教最新版《世界历史》九年级上册(2026年秋)
九年级上册牛顿的力学体系
专题训练
专题复习 贯通第五单元(走向近代)
(本卷共 14 小题,满分 100 分,建议用时 45 分钟)
一、方法指导
1.要说清牛顿的力学体系,先要知道他所要成就的正是把前人散落的所得汇为一理:伽利略已究地上物体之动,开普勒已明行星运行之律,然而一在天上、一在地上,其理犹分为二。牛顿以运动三律与万有引力之说贯之,遂使落果之坠与行星之绕行归于同一道理,此即所谓天地之理归于一。其说不徒解释既知之事,且能推前人所未见之数,故为近代自然科学之基。读此一题最要紧者,是把三律与引力之说对看,方能明白其体系何以能统天地之动。
2.要说清其由来,须看其所承与其所遇。就所承言,伽利略之关于落体、斜面与摆的研究已示人以实验与数理相合之法,开普勒之三律已给出行星运行的确定之则,惠更斯等又究圆周运动与摆钟之理,牛顿得以总其成而推其通。就所遇言,他于一时疫流行之年,屏居乡间,专意思考,相传见苹果坠地而思月之所以绕地者或即同一种力,遂推及于天体。故其学之成,既是前人之积累,亦是一人之深思。
3.要说清其内容,可分二端。就运动三律言:一曰惯性之律,凡物不受外力则恒保持其静止或匀速直线之运动;二曰加速度之律,物之加速度与所受外力成正、与其质量成反;三曰作用与反作用之律,凡有一力加于物,物必施一大小相等、方向相反之力,故力常两两而见。就万有引力言:凡两物之间皆有相引之力,其力与两物质量的乘积成正比,与其相距的平方成反比。以引力之说推之,则地上之物之下坠与天体之绕行,其理为一,故三律言动之所以然,引力言力之所自出,二者相济而成体系。
4.要说清其特征,须看其法与其数。其一在其法:他兼用观测、实验与数学三者,凡所立之说必可算可验,故其学非徒哲学之议论,而为一可推可测之体系。其二在其数:他创立微积分之说,能算变动的量与瞬时的变化,此为其能算天体之行的关键。其三在其统:他把天上与地上之理归为一说,故为前所未有之综合,其体系笼罩当时所知之动。其四在其旁及:他更以棱镜析白光为各色,明光的本性,又制反射望远镜,其学兼及光学与器用之创。
5.论其作用与史义。其一,牛顿力学体系使近代自然科学成为有定则可依、有数可算的整体,此后之物理与天文皆以其为基础而进。其二,其学说使人确信自然有其可认识之法则,非徒神意之偶发,此一信念深影响了十八世纪的启蒙思想。其三,他把天地之理归于一,是人类认识自然的一大综合,其功不在发现一物而在贯通诸律。其四,其体系亦有界限:其所立之绝对时间与绝对空间,至二十世纪由爱因斯坦之相对论与其后之学加以补正。复习宜分三层:一是名义,三律言动之规律、引力言力之所出;二是时间轴,伽利略与开普勒在前,牛顿集其成于其后,爱因斯坦补正之更在后;三是因果链,落体与天体之动相通,故可归于一理;归于一理则可推可验,遂成近代科学之基。
二、单项选择(10 小题,每题 3 分,满 30 分)
1.牛顿所著的、奠定经典力学体系的著作是
A.《自然哲学的数学原理》 B.《天体运行论》
C.《星际信使》 D.《论无限、宇宙和诸世界》
2.牛顿运动三律中,指出物体在不受外力时保持静止或匀速直线运动的是
A.加速度之律 B.惯性之律
C.作用与反作用之律 D.万有引力之律
3.牛顿第二定律所阐明的是
A.作用力与反作用力大小相等方向相反 B.物体总有保持原有运动状态的性质
C.行星沿椭圆轨道运行 D.物体的加速度与所受外力成正比、与其质量成反比
4.牛顿第三定律所言的是
A.物体在无外力时保持静止 B.力等于质量与加速度之积
C.作用力与反作用力大小相等、方向相反 D.引力与距离成反比
5.牛顿的万有引力定律指出,两物体间的引力
A.与其距离成正比 B.与其质量的乘积成正比,与其距离的平方成反比
C.与其质量成反比 D.与质量与距离皆无关
6.牛顿把地上物体的下落与天体的运行统一起来,其所依据的是
A.万有引力定律 B.行星运动三定律
C.日心说 D.摆的等时性
7.牛顿以棱镜所作的著名实验,其所得之结论是
A.光速为恒定之值 B.光是一种波动
C.光不可被分解 D.白光由各色光所组成
8.牛顿力学体系把天地间的运动归于一理,其历史意义是
A.恢复了地心之说 B.标志着近代自然科学体系的形成
C.否定了数学方法 D.推翻了哥白尼的日心说
9.牛顿的学说对十八世纪欧洲思想界的影响是
A.使人们相信自然有其可认识之法则,推动了启蒙思想 B.使人们重返宗教神学的束缚
C.使人放弃对自然的探究 D.使科学完全脱离数学
10.牛顿力学体系在适用范围上的局限,后世由何者加以补正
A.托勒密的地心说 B.第谷的观测之数
C.爱因斯坦的相对论与量子力学 D.布鲁诺的宇宙论
三、材料解析题(共 4 小题,第 11 题 16 分,第 12—14 题各 18 分,共 70 分)
第11题 阅读下列材料,结合所学内容回答。
材料一 史载:牛顿总前人之所得,以伽利略之关于运动者、开普勒之关于行星者为本,推求其相通之理,一六八七年著《自然哲学的数学原理》。(据有关史籍记载改写)
材料二 史载:其书立运动三律:一曰物不受外力则恒静止或作匀速直线之动;二曰物之加速度与所受之力成正、与其质量成反;三曰凡有作用之力,必有相等而相反之力。(据有关史籍记载改写)
(1)根据材料一,指出牛顿力学体系所凭的前人成果及其著作。
(2)根据材料二,概括牛顿运动三定律的内容。
(3)综合材料一、二,说明牛顿力学体系的特点。
第12题 阅读下列材料,结合所学内容回答。
材料三 史载:牛顿又立万有引力之说:凡两物之间,皆有相引之力,其力与两物之质量之积为正比,与其相距之平方为反比。(据有关史籍记载改写)
材料四 史载:牛顿以此说推之,则地上之物所以下坠、与天体之所以绕行,其理为一;又以示白光经棱镜而分为各色,光学由是而明。(据有关史籍记载改写)
(1)根据材料三,概括万有引力定律的内容。
(2)根据材料四,指出该定律所得之效与光学上的成就。
(3)综合材料三、四,说明牛顿力学体系的统一性。
第13题 阅读下列材料,结合所学内容回答。
材料五 史载:牛顿之说既出,凡天体之运行与地上之物之运动,皆可据以推其数、验其法,遂为近代自然科学之基。(据有关史籍记载改写)
材料六 后世研究者记:牛顿立万有引力与运动之律,使天地之理归于一,其功甚伟;然其所立之时间空间为绝对之说,及至二十世纪,乃由爱因斯坦之相对论与其后之学加以补正。(据有关研究与报道改写)
(1)根据材料五,指出牛顿学说在当时所起的作用。
(2)根据材料六,概括研究者对其学说的两面评说。
(3)综合材料五、六,说明应如何评价牛顿力学体系。
参考答案与评分说明
二、单项选择题
第1题 A;第2题 B;第3题 D;第4题 C;第5题 B;第6题 A;第7题 D;第8题 B;第9题 A;第10题 C
三、材料解析题
第11题
(1)其所凭与著作,材料一可分两层看。其一在所凭:所说以伽利略之关于运动者、开普勒之关于行星者为本、推求其相通之理说明,其所凭者非一家之说,而是集合前人所得:伽利略究地上动之理,开普勒明行星行之律,牛顿乃求此二者之相通处,故其学为集大成之学。其二在著作:所说一六八七年著《自然哲学的数学原理》说明,其说不散见于杂篇,而以一书系统出之,故其体系之严整与其书之体例相关;其书既出,力学乃有总括之典。合而观之,集伽利略与开普勒之所得而求其相通之理、以一系统之书出之,便是牛顿力学体系所凭的前人成果及其著作。
(2)其三律,材料二可分三层看。其一在惯性之律:所说物不受外力则恒静止或作匀速直线之动说明,物之动不须力以维持,其不动力乃外力所加,此破旧日有力方能动之说。其二在加速度之律:所说物之加速度与所受之力成正、与其质量成反说明,力之效见于动之变,而非见于动之有无,且其变之大小可依力与质量而算。其三在作用与反作用之律:所说凡有作用之力必有相等而相反之力说明,力必两两而非孤立,故凡有施者必有受者。合而观之,动不须力以维持、力之效在改其动、力必两两而见,便是牛顿运动三定律的内容。
(3)其特点,宜分两端说。其一在集大成:材料一所说以伽利略与开普勒为本而推其相通之理,说明其体系非凭空而起,而是把前人之分立之说汇为一体,故其学之为新,不在弃旧而在合旧。其二在成体系:材料二所说三律彼此相贯,惯性与加速度之律言动之常,作用反作用之律言力之交互,合而观之,则凡物之动皆可依此以推,故其学不是一个一个的结论而是一个可以贯通的体系。合而观之,集前人之成而贯之为一体系,便是牛顿力学体系的特点。
第12题
(1)其内容,材料三可分两层看。其一在两物相引:所说凡两物之间皆有相引之力说明,引力非天体所独有,而凡有质量之物皆有之,故月与地相引、地与物亦相引,此说把引力推及于万物而不限于天体。其二在其数:所说其力与两物之质量之积为正比、与其相距之平方为反比说明,引力之大小可由两物之质量与距离算出,故其说非徒言有形却难验,而为一个可以计量的关系式,此为其实证之所在。合而观之,万物之间皆有相引之力、其力依质量与距离而定其数,便是万有引力定律的内容。
(2)其效与光学之成,材料四可分两层看。其一在效:所说以此说推之、则地上之物所以下坠与天体之所以绕行、其理为一说明,其说一立,则落体与行星之动不复分为二事,而由同一之力解释,此为人类认识上的一大综合。其二在光学:所说又以示白光经棱镜而分为各色、光学由是而明说明,他以棱镜析白光,见其分为诸色,故知其非单纯之光,此为其研究的旁及而又自成一端,可见其学之广。合而观之,以引力之说合天地之动为一理、又以棱镜明光之成分,便是该定律所得之效与光学上的成就。
(3)其统一性,宜分三环说。其一在动与力之统一:材料二所说运动三律,言物之动与其所受力之关系,此为一贯之说。其二在天与地之统一:材料三所说引力及乎万物,材料四所说下坠与绕行其理为一,则引力之说把三律之用自地上推至天体,故地上与天上不复为两套道理。其三在诸学之相济:材料四所说光学之明,说明其学不限于力学,而数与实验之法可通于诸端。合而观之,以三律言动、以引力统天地、以数理通诸学,这便是牛顿力学体系的统一性。
第13题
(1)其作用,材料五可分两层看。其一在可推:所说凡天体之运行与地上之物之运动、皆可据以推其数说明,凡有其体系者,则未见之数可先算而后验,此其说之所以为有力。其二在可验:所说验其法说明,其说非徒可以推,且可以试而验之,故凡与其说不合者立见,此科学之异于空谈之所在;所说遂为近代自然科学之基说明,其说既立,则后之学皆以此为起点而进。合而观之,凡天地之动皆可据其说而推其数、验其法,因之为近代自然科学之基,便是牛顿学说在当时所起的作用。
(2)其两面评说,材料六可分两层看。其一在许其功:所说立万有引力与运动之律、使天地之理归于一、其功甚伟说明,论者以为其功不在增益一二之知,而在把天地之动合为一理,此一综合为人所不能没。其二在指其限:所说其所立之时间空间为绝对之说说明,其说以时间为处处同一、以空间为处处不动,此一设定在其体系中不显其失;所说及至二十世纪乃由爱因斯坦之相对论与其后之学加以补正说明,其限在其适用范围之外方为显著,故非其说之误而是其说之限。合而观之,许其统天地之理的伟功而指其绝对时空的界限,便是研究者对其学说的两面评说。
(3)其评价,宜分两面说。就其功说:材料五所说天地之动皆可推其数、验其法、遂为近代自然科学之基,与材料六所说使天地之理归于一,合而见之,则牛顿力学体系确立了一个可以推、可以验、可以贯通天地的一整套定则,此后之物理与天文皆据之而进,其影响且及于十八世纪启蒙思想所信的自然有则之说,此为不可磨灭之功。就其限说:材料六所说其所立之时间空间为绝对之说、至二十世纪乃由相对论加以补正,说明其体系有其适用范围,非穷尽一切之动;然其限不损其功,正见科学之层层进化。合而观之,其体系统天地之理而为近代科学之基,而其绝对时空之说有待后人之补正,论牛顿者当既述其成又明其限。
复习备考提示
· 牛顿承伽利略之动学与开普勒之行星定律,以运动三律与万有引力之说贯之,使天上与地上之理归于一。
· 运动三律者:一为惯性之律,二为加速度与外力及质量之关系,三为作用与反作用大小相等、方向相反。
· 万有引力之说谓:两物之间皆有相引之力,其力与两物质量之积成正比,与其相距之平方成反比。
· 牛顿以观测、实验与数学三者并用,又创立微积分之说,故其说可推可算,遂成为一可测之体系。
· 其体系使天地之理归于一,为近代自然科学之基;然其所立绝对时间与绝对空间,后世由相对论加以补正。
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