Secondaire:
Physique 111/2
Ce cours est conçu pour aider les apprenants qui prévoient de suivre des programmes universitaires ou collégiaux dans le domaine des sciences, de la kinésiologie, de l’informatique, de l’ingénierie et de la technologie. Les apprenants peuvent s’attendre à participer à diverses pratiques pédagogiques et activités de groupe stimulantes, comme des démonstrations et des recherches. Les apprenants acquerront des aptitudes en littératie scientifique, y compris la pensée critique, la résolution de problèmes et la collaboration. L’algèbre, la pensée systémique et la technologie seront utilisées comme outils pour éveiller la curiosité et améliorer la compréhension de l’univers physique. Sujets abordés : comment les choses bougent (cinématique), pourquoi elles bougent (dynamique), la conversion d’énergie et les ondes.
Il est fortement recommandé aux apprenants de suivre le cours Sciences 10 : La science pour des sociétés durables avant de suivre les cours de sciences de la 11e ou de la 12e année.
À tous les niveaux de Physique 111/2, on attend des éducateurs qu’ils adaptent le matériel de cours en ce qui concerne l’étendue, de profondeur et de portée de l’enquête en fonction du niveau du curriculum. L’objectif pour les apprenants est de faire preuve d’esprit critique et de mettre en œuvre des compétences pertinentes et nécessaires dans le domaine d’apprentissage. Le cours de niveau 1 ne diffère pas par le nombre de descripteurs de compétences ; en revanche, les attentes y sont plus élevées en ce qui concerne la profondeur de la compréhension et d’auto-efficacité de l’apprenant. Les enseignants devraient offrir plus d’opportunités dans le cours de niveau 1 pour participer à des activités de fonctions cognitives supérieures.
CONTEXTES ET CONCEPTS
Exploration de la cinématique et de la dynamique
Comment et pourquoi les choses bougent
- Cadre de référence
- Vecteurs
- Mouvement uniforme
- Mouvement uniformément accéléré
- Forces
Exploration de l’énergie et des ondes
Comment et pourquoi l'énergie bouge et se modifie
- Liens entre l’énergie et les objets en mouvement
- Conversion d’énergie
- Action des ondes
- Comportements des ondes
Application
Application et pratique
- Sécurité
- Durabilité
- Technologie appliquée et enquête
- Carrières en physique
Volet: Cinématique et dynamique
Grandes idées: Comment et pourquoi les choses bougent
Descripteurs de compétences : Choisir un cadre de référence convenable pour décrire le mouvement.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Définir un point de référence et établir des directions positive et négative pour la mesure et la description du mouvement.
- Décrire le mouvement apparent d’un objet vu dans différents cadres de référence.
Descripteurs de compétences : Représenter la position, la vitesse et l’accélération à l’aide de vecteurs.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Décrire les propriétés des scalaires et des vecteurs.
- Décrire qualitativement le mouvement d’un objet par sa position, sa vitesse et son accélération.
- Interpréter l’importance d’une valeur positive ou négative comme une indication de la direction d’un vecteur.
- Représenter le déplacement, la vitesse et l’accélération sous forme de vecteurs sur des diagrammes.
Descripteurs de compétences : Analyser graphiquement la relation entre le déplacement, la vitesse et le temps pour un mouvement uniforme.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Recueillir des données relatives à un mouvement uniforme et les représenter sur un graphique position-temps.
- Créer un graphique vitesse-temps à partir de renseignements sur la position et le temps.
- Évaluer l’aire sous un graphique vitesse-temps pour déterminer le déplacement.
Descripteurs de compétences : Analyser algébriquement la relation entre le déplacement, la vitesse et le temps pour un mouvement uniforme.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Déterminer les équations relatives à un mouvement uniforme à l’aide des graphiques position-temps et vitesse-temps.
- Résoudre des problèmes en utilisant l’équation du mouvement uniforme, en connaissant deux des trois variables.
Descripteurs de compétences : Analyser graphiquement la relation entre le déplacement, la vitesse, l’accélération et le temps pour un mouvement uniformément accéléré.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Recueillir des données et les représenter sur un graphique position-temps.
- Créer un graphique vitesse-temps à partir de renseignements sur la position et le temps et comparer les tendances.
- Évaluer la pente des segments de droite sur un graphique vitesse-temps pour déterminer l’accélération.
- Évaluer l’aire sous un graphique vitesse-temps pour déterminer le déplacement.
Descripteurs de compétences : Analyser algébriquement la relation entre le déplacement, la vitesse, l’accélération et le temps pour un mouvement accéléré.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Choisir les équations cinématiques convenant à diverses situations et justifier son choix.
- Résoudre des problèmes en utilisant des équations cinématiques dans le cadre d’un mouvement accéléré.
Descripteurs de compétences : Déterminer une valeur approximative de l’accélération gravitationnelle locale à l’aide de la technologie.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Recueillir et afficher des données position-temps et vitesse-temps.
- Interpréter les données d’accélération.
Descripteurs de compétences : Représenter les forces à l’aide de vecteurs.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Distinguer la masse du poids.
- Concevoir des diagrammes de corps libre comprenant des combinaisons de la force gravitationnelle (poids), de la force normale, de la force de frottement, de la force appliquée et de la tension.
Descripteurs de compétences : Analyser les forces agissant sur des objets en mouvement uniforme.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Expliquer des exemples concrets de la première loi de Newton.
- Illustrer qu’un mouvement uniforme se produit lorsque les forces sont équilibrées (vitesse stationnaire ou constante).
- Résoudre des problèmes en utilisant la première loi du mouvement de Newton.
Descripteurs de compétences : Analyser les forces agissant sur différents objets en mouvement accéléré.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Expliquer des exemples concrets de la deuxième loi de Newton.
- Illustrer qu’un mouvement accéléré se produit lorsque les forces sont déséquilibrées.
- Déterminer les équations de la force résultante à l’aide de diagrammes de corps libre.
- Résoudre des problèmes en utilisant la deuxième loi du mouvement de Newton.
Descripteurs de compétences : Analyser les forces lorsque plusieurs objets interagissent.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Expliquer des exemples concrets de la troisième loi de Newton.
- Illustrer que toutes les forces existent par paires égales et opposées.
- Résoudre des problèmes en utilisant la troisième loi du mouvement de Newton.
Descripteurs de compétences : Résoudre des problèmes qui établissent un lien entre les concepts de cinématique et de dynamique.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Calculer les forces agissant sur des objets en accélération, à partir de renseignements cinématiques.
- Calculer les valeurs cinématiques d’objets en accélération, à partir de renseignements dynamiques.
Volet: Énergie et ondes
Grandes idées: Comment et pourquoi l'énergie bouge et se modifie
Descripteurs de compétences : Analyser les relations entre le travail, la puissance, l’énergie cinétique et les énergies potentielles associés aux objets en mouvement.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Analyser la relation entre la force, la distance et le travail.
- Analyser la relation entre le travail, la puissance et le temps.
- Analyser la relation entre la masse, la vitesse et l’énergie cinétique.
- Analyser la relation entre la masse, l’accélération gravitationnelle, la hauteur et l’énergie gravitationnelle.
- Analyser la relation entre la constante de force, le changement de forme d’un objet élastique et l’énergie élastique.
Descripteurs de compétences : Analyser la conversion d’énergie.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Déterminer les types d’énergie dans diverses situations.
- Décrire la conservation de l’énergie pendant sa conversion.
- Résoudre des problèmes qui mettent en relation le travail effectué et la conversion d’énergie.
Volet: Aptitudes intégrées/science, technologie, société et environnement
Grandes idées: Application et pratique
Descripteurs de compétences : Adopter des pratiques sécuritaires.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Mener des recherches individuelles ou collaboratives en toute sécurité en suivant un plan.
- Décrire les comportements qui assureront sa sécurité et celle des autres.
- Utiliser des outils de façon sécuritaire.
Descripteurs de compétences : Adopter des pratiques durables.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, ICE, CSAG, DCM
Indicateurs de réussite :
- Évaluer et communiquer les risques et les questions éthiques associés aux méthodes de recherche.
- Mener des expériences scientifiques/sur le terrain tout en respectant l’environnement.
- Nommer les effets de la solution ou de la technologie choisie sur les personnes et l’environnement en fonction de critères.
- Expliquer pourquoi la solution pratique à un problème scientifique ou technologique exige un compromis entre des priorités conflictuelles.
Descripteurs de compétences : Appliquer les aptitudes en matière de technologie et de recherche.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, ICE, CSAG, DCM
Indicateurs de réussite :
- Créer des questions et des hypothèses vérifiables sur les relations entre des variables.
- Définir les principales variables à contrôler.
- Choisir et utiliser les outils et les méthodes qui conviennent à la collecte de données.
- Construire des modèles pour faire des prédictions vérifiables.
- Analyser les régularités et les tendances dans les données.
- Expliquer les incohérences dans les données.
- Décrire des façons précises d’améliorer la qualité des données.
- Communiquer des idées et des renseignements scientifiques et technologiques à différents publics.
- Utiliser un langage, des conventions et des représentations scientifiques et technologiques appropriés.